185434. lajstromszámú szabadalom • Interpoláló analóg-digitál átalakító
1 185 434 a szinteket képviselő kódok a bennük foglalt 1-esek pozíciójától függően hogyan hajtják meg a léptetőrendszert. Ha az A/D átalakító kimenetét megfelelően átkódoljuk, akkor egy szokványos multiplexert is használhatunk. Az átkódolást egy olyan kódoló tudja elvégezni, amely érzékeli a magányos 1 -es pozícióját és az eredeti M-bites kódot egy (log2 M)-bites kóddá nyomja össze, vagyis egy 9...15-bites kódot négybites kóddá alakít át. Ez az összenyomott kód már alkalmas a szokványos multiplexerek vezérlésére. Ismét egy másfajta szűrőt konstruálhatunk azt a tényt felismerve, hogy az A/D konverter egymást követő kimenetei összefüggésben vannak egymással. Egy-komparátoros rendszerben a megelőző kód vagy fele, vagy kétszerese vagy pedig az inverze a jelenlegi kódnak. Kétkomparátoros rendszerben viszont egy további lehetséges állapot az, amikor az előző és a jelenlegi kód azonos. Ezen megállapítások alól egyetlen kivétel van, a zérus környezete, amelyet azonban kiküszöbölhetünk azzal, hogy a zérus kódot nem engedjük létrejönni az A/D átalakítóban (a zérusra nincs szükség, mivel azt egy azonos értékű pozitív és negatív kódok közötti oszcilláció is reprezentálhatja). Mivel a lehetséges változások száma korlátozott (3 vagy 4), az előző állapotot egy kétbites kóddal írhatjuk le, mégpedig az xn_j = kxn egyenlet alapján, ahol egykomparátoros rendszer esetén a k=0,5; 2 vagy —1 értékű. Továbbá, miután egy előző minta tárolása csupán két bit tárolóhelyet igényel, egy egész sorozat mintát tudunk egyszerű módon tárolni vagy feldolgozni. A tárolást kétféle módon oldhatjuk meg: kombinációs logikával vagy fixmemóriával. A 20. ábrán látható kombinációs áramkör főleg kis FIR-szúrők részére alkalmas. Példaképpen válasszuk a 2:1 arányú frekvencia redukciót és az alábbi kettős zérushellyel bíró karakterisztikát: (1 4- 2 z’1 + z’2). Egy ilyen szűrő kombinációs úton történő megvalósítása azon a felismerésen alapul, hogy ha a jelenlegi mintát xn-nel jelöljük, akkor az eggyel előbbit xn_i = = kiXn, a kettővel korábbit pedigxn_2 = k1k2xn alakban is előállíthatjuk. A háromtagú sorozat összegezésekor tehát az (1 + 2ki +kik2) kifejezést kell kiszámítani. Mivel az egy-komparátoros interpoláló A/D átalakító esetén a kj és a k2 a 0,5,2 vagy a —1 értéket vehetik fel, az összegezésnek 9-féle eredménye lehet, amelyek közül az egyik a valóságban nem létezhet. A végeredményt tehát a jelenlegi minta xn értéke, valamint a k! és k2 értékei határozzák meg. A k értékeit a léptető regisztert vezérlő logikai áramkör állítja elő kétbites szavak alakjában, amelyeknek első bitje az előjel változását, a második pedig a léptető regiszter értékének növekedését (x2), vagy csökkenését (x 0,5) jelöli. A kombinációs áramkör csekély tárolókapacitást igényel, és igen gyorsan működik, de csak a nagyon egyszerű szűrőkhöz használható. A zérus értékű mintavétel problémát okoz, mert egy további k értékre lenne szükség, és a vele való szorzatok rendhagyóak lennének. Ezért az ilyen A/D átalakítóban nem használjuk a zérust, hanem azt a + 1 és —1 közötti oszcillációval helyettesítjük. Mindazonáltal ez az intézkedés ,nem csökkenti az átalakító hatékonyságát. Ezt a k értékek alkalmazásán alapuló módszert nagy mértekben kiterjeszthetjük egy fixmemória beiktatásával. Egy általános alakú Y0 =A0X0 + A,X, + ... AnXn (6) sz írőegyenletet a következő alakban is felírhatunk: Y0=Xo[Ao+K,A,+K2K,A2 + + ...(KnKn_i ...K2K,)An] (7) A fixmemóriát a K értékek segítségével címezhetjük, és az összegek tárolására használhatjuk. A betárolás után az eredményt az X0 által meghatározott n-számú pozícióval továbbléptetjük. Példaképpen bemutatjuk a 21. ábrán látható 5 leágizásos FIR-szűrőt. A fixmemória csak 49 szavat tartalmaz, miután a 81 kombináció (34) közül csak 49 lehetséges. Mindazonáltal a fixmemóriának 8 címzővezetéke van, és el van látva egy dekódolóval is, amely a 256 állapotot 49-re csökkenti. Mindegyik szavat az Ac + KiAj + KjK, A2 +K3K2K,A3 +K4K3K2K1A4 kombináció szerint lehet előállítani. Például, ha Kj = = 0,5; K2 = 2; K3 =2 és K4 =0,5, akkor a címezett szr értéke A0 + 0,5A! + A2 + 2A3 4- A4 lesz. Az X0 negatív értékei számára az eredő szorzat inveitálódik. (1-es komplemens aritmetika esetén), vagy invertálódik és 1 -gyei bővül (2-es komplemens esetén). A rendszer további tökéletesítése révén lineáris fázisú szűrőket is létrehozhatunk, amelyeknek az együtthatói szí nmetrikusak, vagyis A0=An, Ai=An _j és így tovább. A 22. ábrán egy olyan 8-leágazásos szűrőt mutatui k be, amely az együtthatókból képzett polinom két felét külön összegezi. Ennek megfelelően a fixmemória kél X értéket őriz, mégpedig az X0-t és az X_g-at. Felüli »tjük tehát, hogy Y0 =Xo(A04-K,A,4-K2K1A2 4-K3K2K,A3)4- + X_8[A0 + (1/K7)A1+(1/K7K5)A2 4- + (1/K7K6K5)A3]. (8) \ logikai transzlátor az (1/K7), (1/K7K6) és (1/K7KÓK5) értékeket megfelelően átalakítja azért, hogy ug> anazt a fixmemóriát lehessen használni, mint az első négy együttható esetén. Ebben a 8-leágazásos rendszerber lévő fixmemóriának 27 szavat kell tárolni, köztük hat (12-bites) K-értéket és két (8...12 bites) X értéket. Ezenkívül szükség van még egy összeadóra is a két részere imény összegezéséhez. Ez az egyetlen összeadás, amit ebien a szűrőben el kell végezni. Bár ebben a leírásban a jelen találmánynak csak bizonyos kiviteli alakjaival foglalkoztunk, mindamellett megjegyezzük, hogy a tárgykörben jártas szakemberek a találmányon számos változtatást és módosítást végezhetnek, valamint más kiviteli alakokat is létrehozhatnak. Ezért a mellékelt igénypontokat úgy kívánjuk megfogalmazni, hogy azok oltalmi köre minden olyan változtatási a, módosításra és kiviteli alakra kiterjedjen, ami a találmány szellemével és céljával összhangban van. 2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 13
