DE1076181B - Arrangement for decoding PCM signals - Google Patents
Arrangement for decoding PCM signalsInfo
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Description
DEUTSCHESGERMAN
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Decodierung von PCM-Signalen, die nach einem binären Code gebildet sind, die sich besonders für Mehrkanalsysteme nach dem Zeitmultiplexverfahren eignet.The invention relates to an arrangement for decoding PCM signals according to a binary Code are formed, which is particularly suitable for multi-channel systems based on the time division multiplex method.
Bei der Pulscodemodulation (PCM) wird der zu übertragende Amplitudenbereich in Amplitudenstufen unterteilt. Jeder dieser Amplitudenstufen wird entsprechend einem Code eine kennzeichnende Folge von Impulsen zugeordnet. Für jeden zu übertragenden Momentanwert des Signals wird dann die Impulsfolge ausgesendet, deren zugehörige Amplitudenstufe dem Momentanwert am nächsten liegt.With pulse code modulation (PCM), the amplitude range to be transmitted is in amplitude steps divided. Each of these amplitude levels becomes a characteristic sequence of according to a code Assigned to impulses. The pulse sequence is then for each instantaneous value of the signal to be transmitted sent out whose associated amplitude level is closest to the instantaneous value.
Setzt man einen binären Code voraus, gemäß dem in den Codeimpulsfolgen nur zwei Amplitudenwerte auftreten, so muß jede Codeimpulsfolge, wenn man im Signalbereich m Amplitudenstufen unterscheiden will, aus M=log2 m Codeimpulsen bestehen. Für eine beliebige Amplitudenstufe N ergibt sich dann die zugehörige Impulsfolge aus der ReiheAssuming a binary code according to which only two amplitude values occur in the code pulse sequences, each code pulse sequence must consist of M = log 2 m code pulses if one wishes to distinguish between m amplitude levels in the signal range. For any amplitude level N , the associated pulse sequence results from the series
N=-an_t 2»-i + ... + O1 2i+o0 2«. (1) N = -a n _ t 2 "-i + ... + O 1 2i + o 0 2". (1)
Dabei sind an_± ... α0 die Amplituden der einzelnen Codeimpulse, die beim binären Code z.B. gleich +1 oder gleich — 1 sind.Here, a n _ ± ... α 0 are the amplitudes of the individual code pulses, which in the binary code are, for example, +1 or equal to - 1.
So lassen sich z. B. bei einem Code mit fünf Codeimpulsen pro Impulsfolge 32 Amplitudenstufen zwischen + 31 und — 31 unterscheiden. Die Amplitudenstufe + 13 wird dann durch +l3 = + l -2*—1 · 23 +1 · 22 +1 · 21 — 1 · 2°, d. h. durch die Impulsfolge +1, — 1, +1, +1, —1 dargestellt. Die Wertigkeit der einzelnen Impulse in der Codeimpulsfolge ist also nach Potenzen von 2 gestaffelt.So z. B. for a code with five code pulses per pulse train 32 amplitude levels between +31 and - 31 differentiate. The amplitude level + 13 is then given by + l3 = + l -2 * -1 * 2 3 +1 * 22 +1 * 2 1 - 1 * 2 °, ie by the pulse sequence +1, -1, +1, +1 , —1 shown. The value of the individual pulses in the code pulse sequence is graded according to powers of 2.
In dem PCM-Decoder wind dann die im Coder codierte Amplitudenstufe durch Multiplikation der »Ja, Nein«- bzw. » + 1, —1 «-Aussage der Codeimpulse mit einem Bewertungsfaktor (Potenz von 2) und anschließender Addition, entsprechend der oben gegebenen Beziehung (1), wiederhergestellt.In the PCM decoder, the amplitude level coded in the coder is then converted by multiplying the »Yes, No «- or» + 1, —1 «statement of the code impulses with a weighting factor (power of 2) and then Addition is restored in accordance with the relationship (1) given above.
Es sind bereits-verschiedene, nach diesen allgemeinen Prinzip arbeitende PCM-Decodierschaltungen bekanntgeworden, so z. B. eine Schaltungsanordnung, bei der eine von den PCM-Impulsen gesteuerte Konstantstromquelle (Pentode) einem Speicherkreis eine bestimmte Ladung zuführt, die dann, und damit die Spannung am Speicher, exponentiell mit der Zeit absinkt. Die PCM-Impulse werden in dem Speicher addiert und durch das Absinken der Spannung am Speicher mit ihrem Bewertungsfaktor multipliziert, so daß nach dem letzten Codeimpuls einer Impulsfolge eine dem ursprünglich codierten Amplitudenwert entsprechende Spannung entsteht. Der Spannung am Speicher wird durch einen -in Serie mit dem Speicher geschalteten i?CL-Kreis eine schwache Sinuskompo-They are already different, according to these general ones Working principle PCM decoding circuits become known, so z. B. a circuit arrangement, with a constant current source controlled by the PCM pulses (Pentode) supplies a certain charge to a storage circuit, which then, and thus the The voltage at the storage tank decreases exponentially over time. The PCM pulses are in the memory added and multiplied by its weighting factor as the voltage at the storage unit drops, see above that after the last code pulse of a pulse train a corresponding to the originally coded amplitude value Tension arises. The voltage across the accumulator is determined by a -in series with the accumulator switched i? CL circuit a weak sinus component
Anordnung zur Decodierung
von PCM-SignalenArrangement for decoding
of PCM signals
Anmelder:Applicant:
Standard Elektrik LorenzStandard electrical system Lorenz
Aktiengesellschaft,Corporation,
Stuttgart-Zuffenhausen,Stuttgart-Zuffenhausen,
Hellmuth-Hirth-Str. 42Hellmuth-Hirth-Str. 42
Dr.-Ing. Hans Marko, Stuttgart-Stammheim,
ist als Erfinder genannt wordenDr.-Ing. Hans Marko, Stuttgart-Stammheim,
has been named as the inventor
nente überlagert, so daß die Tangente der resultierenden Spannungskurve zu mehreren Zeitpunkten parallel zur Zeitachse verläuft und damit die Spannung am Speicher für eine gewisse Zeit konstant ist. Durch diese Maßnahme wird die Steuerung einer Torschaltung, die am Speicher die resultierende Spannung abfragt, weniger kritisch.nent superimposed so that the tangent of the resulting voltage curve parallel to several points in time runs along the time axis and thus the voltage on the storage tank is constant for a certain period of time. By this measure is the control of a gate circuit that queries the resulting voltage at the memory, less critical.
Diese Schaltungsanordnung hat jedoch, wie alle ähnlich aufgebauten Anordnungen, den Nachteil, daß aktive Schaltelemente verwendet werden müssen. Die hier vorgeschlagene Anordnung hat dagegen den Vorteil, im eigentlichen Decoder nur mit passiven Schaltelementen (Diode, Widerstände) aufgebaut zu sein. Weiterhin ist die Schaltung dadurch, daß die Addition im Speicher bipolar entsprechend dem Vorzeichen der Codeimpulse durchgeführt wird, gleichstromfrei. Besonders auf Grund dieses letztgenannten Vorteiles ergibt sich ein gegenüber den bekannten Schaltungen sehr einfacher Aufbau.However, this circuit arrangement, like all similarly constructed arrangements, has the disadvantage that active switching elements must be used. The arrangement proposed here, on the other hand, has the advantage to be built in the actual decoder only with passive switching elements (diode, resistors). Furthermore, the circuit is characterized in that the addition in the memory is bipolar according to the sign of the Code pulses are carried out without direct current. Especially because of this last-mentioned advantage the result is a very simple structure compared to the known circuits.
Die Anordnung zur Decodierung von pulscodemodulierten Signalen nach der Erfindung ist nun dadurch gekennzeichnet, daß die Codeimpulse einer Codeimpulsgruppe eine Torschaltung steuern, die aus einer innerhalb einer Decodierperiode abklingenden Steuerspannung bei Anliegen eines Codeimpulses einen Impulsausschnitt heraustrennt, und daß diese Impulsausschnitte mit der Polarität der auslösenden Codeimpulse in einem der Torschaltung nachgeschalteten Speicherkondensator so aufsummiert werden, daß dort das decodderte Signal abgenommen werden kann.The arrangement for decoding pulse code modulated Signals according to the invention is now characterized in that the code pulses of a code pulse group control a gate circuit from a control voltage decaying within a decoding period when a code pulse is applied, a pulse excerpt separates, and that these pulse excerpts with the polarity of the triggering code pulses in one of the gate circuits connected downstream Storage capacitor are summed up so that the decodded signal can be picked up there.
Im folgenden wird die Erfindung an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigt:The invention is explained in more detail below with reference to the drawings. It shows:
909 757/338909 757/338
Fig. 1 eine Anordnung zur Decodierung von PCM-Signalen nach der Erfindung für mehrere Nachrichtenkanäle, 1 shows an arrangement for decoding PCM signals according to the invention for several communication channels,
Fig. 2 eine Anordnung zur Decodierung von PCM-Signalen nach der Erfindung für einen Nachrichtenkanal, 2 shows an arrangement for decoding PCM signals according to the invention for a communication channel,
Fig. 3, 4 und 5 drei Schaltungen zur Erzeugung der in den Anordnungen nach Fig. 1 und 2 benötigten Steuerspannungen.3, 4 and 5 show three circuits for generating the circuits required in the arrangements according to FIGS Control voltages.
In der in Fig.'l dargestellten Decodierungsanordnung werden dem Schaltkreis 2 gleichzeitig bei 1 die eingehenden Codeimpulse und bei 3 eine Steuerspannung 5 zugeführt. Der Schaltkreis 2 ist so eingerichtet, daß jeder positive und negative Codeimpuls aus der Steuerspannung 5 abhängig von seinem Auftrittszeitpunkt einen Impulsausschnitt 6 heraustrennt, der dann mit der Polarität des auslösenden Codeimpulses in dem Kondensator 4 gespeichert wird. Die Steuerspannung 5 besteht aus einer Folge von innerhalb einer Decodierperiode exponentiell abklingenden Schwingungen mit jeweiligen Länge η · τ, wenn τ der zeitliche Abstand zweier Codeimpulse und η die Zahl der Codeimpulse pro Impulsgruppe ist.In the decoding arrangement shown in FIG. 1, the incoming code pulses are simultaneously fed to the circuit 2 at 1 and a control voltage 5 at 3. The circuit 2 is set up so that each positive and negative code pulse from the control voltage 5, depending on its time of occurrence, separates a pulse segment 6, which is then stored in the capacitor 4 with the polarity of the triggering code pulse. The control voltage 5 consists of a sequence of exponentially decaying oscillations with a respective length η · τ if τ is the time interval between two code pulses and η is the number of code pulses per pulse group.
Die Zeitkonstante der Exponentialschwingungen ist so bemessen, daß ihre Amplitude jeweils nach dem Zeitabschnitt τ auf die Hälfte abgeklungen ist. Dadurch werden praktisch die einzelnen Codeimpulse mit nach Potenzen von 2 abnehmenden Faktoren multipliziert. Diese einzelnen Impulse addieren sich dann in dem Kondensator 4, so daß die dort auftretende Spannung der auf der Sendeseite codierten Amplitudenstufe proportional ist. Durch den Schalter 7 werden dann die an dem Kondensator 4 durch die nacheinander einlaufenden Codeimpulsgruppen auftretenden Spannungswerte entsprechend dem verwendeten Multiplexschema über die Tiefpässe 8, 9, 10 auf die entsprechenden niederfrequenten Nachrichtenkanäle verteilt. Als Schaltkreis 2 wird zweckmäßigerweise eine einfache Modulatoranordnung verwendet, wie sie aus der PAM-Technik bekannt ist, z. B. ein Dioden-Brückenmodulator. The time constant of the exponential oscillations is dimensioned in such a way that its amplitude has decayed by half after the time segment τ. As a result, the individual code pulses are practically multiplied by factors that decrease in powers of 2. These individual pulses then add up in the capacitor 4, so that the voltage occurring there is proportional to the amplitude step encoded on the transmission side. The switch 7 then distributes the voltage values occurring on the capacitor 4 due to the code pulse groups arriving one after the other according to the multiplex scheme used via the low-pass filters 8, 9, 10 to the corresponding low-frequency communication channels. A simple modulator arrangement is expediently used as the circuit 2, as is known from PAM technology, e.g. B. a diode bridge modulator.
Fig. 2 zeigt eine entsprechende Decodieranordnung für nur einen Nachrichtenkanal. Der Speicherkondensator 4 besteht hier aus dem Eingangskondensator des Tiefpasses 11. Die Wirkungsweise dieser Schaltung unterscheidet sich, abgesehen davon, daß hier der Verteilschalter 7 fortfällt und, falls die Schaltungsanordnung in einem Mehrkanalsystem verwendet wird, zwischen den einzelnen bei 1 einlaufenden Codeimpulsgruppen und entsprechend zwischen den einzelnen abklingenden Exponentialschwingungen der Steuerspannung 5 größere zeitliche Abstände bestehen, nicht von der in Fig. 1 beschriebenen Schaltung.Fig. 2 shows a corresponding decoding arrangement for only one message channel. The storage capacitor 4 here consists of the input capacitor of the low-pass filter 11. The mode of operation of this circuit differs, apart from the fact that the distribution switch 7 is omitted here and, if the circuit arrangement is used in a multi-channel system, between the individual code pulse groups arriving at 1 and accordingly between the individual decaying exponential oscillations of the control voltage 5 greater time intervals exist, not from the circuit described in FIG. 1.
Wird der Kondensator 4 nach jeder eingelaufenen Codeimpulsgruppe nicht vollständig entladen, so kann bei der Schaltung nach Fig. 1 leicht Nebensprechen auftreten.If the capacitor 4 is not completely discharged after each incoming code pulse group, it can crosstalk easily occur in the circuit of FIG.
Um dieses zu vermeiden, müßte man den Kondensator während des Überganges vollständig entladen. Da dies auf gewisse Schwierigkeiten stößt, kann man zwei Kondensatoren 4 verwenden, die abwechselnd in die Schaltung eingeschaltet werden, so daß sich der eine Kondensator vollständig entladen kann, während der andere in der Schaltung geladen wird, und umgekehrt. Entsprechend kann man auch zwei vollständige Schaltungen nach Fig. 1 verwenden, wobei in der einen die geradzahligen und in der anderen die ungeradzahligen Kanäle decodiert werden.To avoid this, the capacitor would have to be completely discharged during the transition. Since this encounters certain difficulties, two capacitors 4 can be used, which alternate in the circuit can be switched on so that one capacitor can discharge completely while the other is charged in the circuit, and vice versa. Correspondingly, two complete Use circuits according to Fig. 1, in one the even-numbered and in the other the odd-numbered Channels are decoded.
In Fig. 3 ist ein Netzwerk zur Erzeugung der Steuerspannung dargestellt. Speist man dieses RC-Glied 12 mit kurzen Stromimpulsen, so ergibt sich über ihm ein Spannungsverlauf 13, der die an die Steuerspannung 5 in Fig. 1 und 2 gestellten Bedingungen erfüllt.In Fig. 3, a network for generating the control voltage is shown. If this RC element 12 is fed with short current pulses, a voltage curve 13 results across it, which fulfills the conditions set for the control voltage 5 in FIGS. 1 and 2.
Fig. 4 zeigt ein weiteres kombiniertes Netzwerk 14. Der hierüber bei gleicher Einspeisung abnehmbare Spannungsverlauf 15 zeigt eine durch das zusätzliche i?CL-Glied hervorgerufene, der Exponentialkurve überlagerte gedämpfte Sinusschwingung. Durch den sich dadurch ergebenden treppenförmigen Verlauf der Exponentialkurve wirken kleine Zeitungenauigkeiten weniger störend.4 shows a further combined network 14. The one that can be removed with the same feed Voltage curve 15 shows an exponential curve caused by the additional i? CL element superimposed damped sinusoidal oscillation. Due to the resulting step-shaped course of the Small newspaper inaccuracies have a less disruptive effect on the exponential curve.
Fig. 5 zeigt ein weiteres Netzwerk 16, bestehend aus einem Schwingkreis, der exponentiell abklingende Schwingungen mit der doppelten Frequenz der Codesschritte liefert. Mittels eines Gleichrichters werden nur die positiven Halbwellen durchgelassen, so daß sich am Ausgang ein Spannungsverlauf nach 17 ergibt. Die Dämpfung des Schwingkreises ist so dimensioniert, daß sich die Impulsintegrale zweier aufeinanderfolgender positiver Halbwellen wie 2 :1 verhalten. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß damit der Ein- und Ausschaltzeitpunkt des Schaltkreises 2 (Fig. 1 und 2) weniger kritisch wird. Der Schaltkreis muß nun lediglich zwischen zwei aufeinanderfolgenden positiven Halbwellen ein- bzw. abgeschaltet werden, wobei keine hohen Forderungen an die Zeitgenauigkeit des Ein- bzw. Abschaltzeitpunktes zu stellen sind.5 shows a further network 16, consisting of an oscillating circuit, the one that decays exponentially Oscillations with twice the frequency of the code steps supplies. By means of a rectifier, only the positive half-waves are allowed through, so that a voltage curve according to 17 results at the output. The damping of the oscillating circuit is dimensioned in such a way that that the momentum integrals of two successive positive half-waves behave as 2: 1. This arrangement has the advantage that the switch-on and switch-off time of the circuit 2 (Fig. 1 and 2) becomes less critical. The circuit now only needs to be between two successive positives Half-waves are switched on or off, with no high demands on the time accuracy the switch-on or switch-off time.
Claims (7)
USA.-Patentschrift Nr. 2 514 671.Considered publications:
U.S. Patent No. 2,514,671.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DEST14253A DE1076181B (en) | 1958-09-18 | 1958-09-18 | Arrangement for decoding PCM signals |
Applications Claiming Priority (1)
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| DEST14253A DE1076181B (en) | 1958-09-18 | 1958-09-18 | Arrangement for decoding PCM signals |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1076181B true DE1076181B (en) | 1960-02-25 |
Family
ID=7456294
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| DEST14253A Pending DE1076181B (en) | 1958-09-18 | 1958-09-18 | Arrangement for decoding PCM signals |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE1076181B (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1275116B (en) * | 1965-12-10 | 1968-08-14 | Siemens Ag | Decoder with a charging capacitor for signal voltages modulated in dual code |
| DE1277330B (en) * | 1964-11-16 | 1968-09-12 | Int Standard Electric Corp | Pulse code modulation transmission system for positive and negative values |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2514671A (en) * | 1947-09-23 | 1950-07-11 | Bell Telephone Labor Inc | Decoder for pulse code modulation |
-
1958
- 1958-09-18 DE DEST14253A patent/DE1076181B/en active Pending
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