DE2110033B2

DE2110033B2 - Sender zum Übertragen von Analogsignalen durch Impulskodemodulation

Info

Publication number: DE2110033B2
Application number: DE2110033A
Authority: DE
Inventors: Johannes Anton Eindhoven Greefkes; Geerlof Jan Hilversum Korevaar
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1970-03-12
Filing date: 1971-03-03
Publication date: 1978-06-29
Also published as: FR2081877B1; DE2110033C3; JPS5233462B1; NL7003510A; ATA202271A; DK131838B; CA929605A; NL164716B; DE2110033A1; NL164716C; FR2081877A1; US3823376A; DK131838C; GB1348277A; AT334420B; SE368652B; BE764077A

Description

Die Erfindung betrifft einen Sender zum Übertragen analoger Signale durch Impulskodemodulation, welcher Sender mit einem ersten Analog-Digital-Wandler versehen ist, der zu aufeinanderfolgenden Zeitpunkten die Amplitudenwerte des Analogsignals innerhalb seines Kodierungsbereiches in Kodegruppen mit einer Anzahl von Impulsen verschiedenen Gewichtes umwandelt, die entsprechend den logischen Werten »0« und »1« die Amplitudenwerte des analogen Signals kennzeichnen, wobei der Sender weiterhin zur Dynamikkompression mit einem durch den Augenblickswert des Anaiogsignals gesteuerten Dynamikregler mit einer segmentartigen Regelkennlinie versehen ist, der an einen Eingang des ersten Analog-Digital-Wandlers angeschlossen ist, wobei unter Verwendung eines zweiten Analog-Digital-Wandlers die unterschiedlichen Segmente der segmentartigen Regelkennlinie durch aus Impulsen mit logischen Werten »0« und »I« zusammengesetzte Kodegruppen gekennzeichnet werden, wobei die Kodegruppen des ersten und des zweiten Analog-Digital-Wandlers gemeinsam übertragen werden.

Bekanntlich werden zur Impulskodemodulationsübertragung in der Praxis im wesentlichen zwei Übertragungsverfahren verwendet, d. h. das Verfahren, bei dem das Gewicht der aufeinanderfolgenden Impulse in einer Kodegruppe um einen Gewichtsfaktor 2 abnimmt und das Verfahren, bei dem das Gewicht der aufeinanderfolgenden impulse in einer Kodegruppe um einen Gewichtsfaktor 2 zunimmt. Bei aus fünf Impulsen

bestehenden Kodegruppen kennzeichnen nach dem ersten Übertragungsverfahren die aufeinanderfolgenden Impulse in Kodierungseinheiten E einen Signalwert von 2" E₁ V E, 2² E, 2¹ E zbw. 2° E, während bei dem zweiten Übertragungsverfahren die aufeinanderfolgenden Impulse einen Signalwert von 2° E, 2¹ E, 2² E, 2³ E, 2⁴ E kennzeichnen. Es wird z. B. ein Signalwert von 2⁴ E nach dem ersten Übertragungsverfahren durch rwei »1 «-Impulse für die beiden ersten Impulse und nach dem zweiten Übertragungsverfahren durch zwei »!«-Impulse für die beiden letzten Impulse gekennzeichnet

Bei der Konstruktion der vorstehend beschriebenen Sender für Impulskodemodulation einer nichtlinearen Kodierung muß der Genauigkeit der Einstellung des Dynamikreglers mit der segmentartigen Regelkennlinie besondere Aufmerksamkeit gewidmet werden, da bei einer unrichtigen Einstellung nichtlineare Verzerrungen beim Zurückgewinnen der Analogsignale empfangsseitig auftreten. Es werden bei unrichtiger Einstellung des Dynamikreglers große Schwierigkeiten auftreten, wenn der Amplitudenwert des analogen Signals dem Amplitudenwert nahekommt, der durch den Schnittpunkt zweier aufeinanderfolgender Segmente der segmentartigen Regelkennlinie bestimmt wird.

Die Erfindung bezweckt, einen neuen Entwurf eines Senders der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei dem wesentlich geringere Genauigkeitsanforderungen zu erfüllen sind, so daß sich der Sender besonders gut ?ur Integrierung in einem Halbleiterkörper eignet.

Der Sender nach der Erfindung ist dadureh gekennzeichnet, daß der erste Analog-Digital-Wandler mit vergrößertem Kodierungsbereich an einen Prüfkreis angeschlossen ist, der in den aufeinanderfolgenden Kodegruppen jeweils den Impuls des höchsten Gewichtes prüft, um in Abhängigkeit von dem logischen Wert »0« oder »1« dieses Impulses ein Prüfsignal zu erzeugen und daß weiterhin sowohl mit dem ersten sowie mit dem zweiten Analog-Digital-Wandler eine Korrekturvorrichtung gekoppelt ist, die durch das Prüfsignal des Prüfkreises zur Korrektur der übertragenen Kodegruppen des ersten und des zweiten Analog-Digital-Wandlers gesteuert wird.

Die Erfindung und ihre Vorteile werden nachstehend an Hand der Figuren näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 blockschematisch einen Sender nach der Erfindung und

F i g. 2 zur Erläuterung des Senders nach F i g. 1 die Regelkennlinie des verwendeten Dynamikreglers,

Fig.3 ein Blockschaltbild einer Abart des in Fig. 1 dargestellten Senders und

F i g. 4 eine detaillierte Ausführungsform des Senders nach der Erfindung.

Bei dem in Fig. 1 im Blockschaltbild dargestellten Impulskodemodulationssender werden die einem Mikrophon 1 entnommenen Gesprächssignale im Band von 300 bis 3400 Hz nach Verstärkung in einem Niederfrequenzverstärker 2 einem Zweiweggleichrichter 3 zum Erzeugen eines zweiphasig gleichgerichteten Gesprächssignals zugeführt. Der Zweiweggleichrichter 3 geht einer Abtastvorrichtung 4 voran, die im Rhythmus der zu erzeugenden Kodegruppen z. B. mit einer Frequenz von 8 kHz durch Impulse eines Steuerimpulsgenerators 5 gesteuert wird, der durch einen Stammoszillator 6 synchronisiert wird. Deutlichkeitshalber ist in Fig. 1 durch die Kurve 7 noch das Ausgangssignal des Zweiphasengleichrichters 3 veranschaulicht.

In der dargestellten Vorrichtung werden die dem Ausgang der Abtastvorrichtung 4 entnommenen Signalwerte über ein Verzögerungsnetzwerk 8 einem Analog-Digital-Wandler 9 zugeführt, der die in seinem Kodierungsbereich liegenden Signalwerte in Kodegruppen mit einer Anzahl von Impulsen verschiedenen Gewichtes umwandelt, die die Amplitudenwerte des analogen Signals durch die logischen Werte »0« und »1« kennzeichnen. Es wird jeweils eine von dem Analog-Digital-Wandler 9 erzeugte Kodegruppe nach dem die Polarität der zu übertragenden Gesprächssignale kennzeichnenden Impuls oder kurz den Polaritätsimpuls übertragen, der einem an den Niederfrequenzverstärker 2 angeschlossenen Polaritätsbestimmungsorgan entnommen wird. Diese Polaritätsimpulse werden insbesondere im Polaritätsbestimmungsorgan dadureh erhalten, daß das dem Niederfrequenzverstärker 2 entnommene Gesprächssignal nach Begrenzung in einem Begrenzer 10 einem durch den Steuerimpulsgenerator 5 gesteuerten Impulsmodulator 11 zugeführt wird, der z. B. bei positiver Polarität des Gesprächssignals einen »1 «-Impuls angibt.

Vor dem Analog-Digital-Wandler 9 ist zur Dynamikkompression ein durch den Momentanwert des Gesprächssignals gesteuerter Dynamikregler 12 z. B. in Form eines einstellbaren Abschwächungsorgans mit einer segmentartigen Regelkennlinie vorgesehen, wobei unter Verwendung eines zweiten Analog-Digital-Wandlers 13 die unterschiedlichen Segmente der segmentartigen Regeikennlinie durch aus »0« und »1« zusammengesetzte Kodegruppen gekennzeichnet werden.

Für einen solchen Dynamikregler mit segmentartiger Regelkennlinie in dem Impulskodemodulationssender ist in Fig.2 die Kompressionscharakteristik in Abhängigkeit von dem Amplitudenwert des Eingangssignal V/ aufgetragen. Für die Praxis ist diese Regeikennlinie, die aus acht Segmenten A, B, C, D, E, F, C und H zusammengesetzt ist, entsprechend einem internationalen Vorschlag nach der nachfolgenden Tabelle festgesetzt.

In dieser Tabelle gibt Spalte 1 das betreffende Segment der segmentartigen Regelkennlinie, Spalte 2 das Eingangssignal V/ in Kodierungseinheiten E des Analog-Digital-Wandlers 9, Spalte 3 das Verhältnis des Schwächungsgrades zwischen den aufeinanderfolgenden Segmenten in dB und Spalte 4 dieses Verhältnis in Potenzen von 2, Spalte 5 den Koeffizienten der betreffenden Potenz von 2, Spalte 6 den ausgesandten Impulskode, der den Koeffizienten der betreffenden Potenz von 2 kennzeichnet und Spalte 7 das Ausgangssignal V_udes einstellbaren Abschwächungsorgans in Kodierungseinheiten E an.

Segment Eingangssignal V;

Abschwächung Abschwächung Abschvyächungs- Abschwächungs- Ausgangsin dB in Potenz von 2 koeffizient kode signal V_u

A	0-16	0	20	0	000	0-16
B	16-32	0	2°	0	001	16-32
C	32-64	6	2'	1	010	16-32
D	64-128	12	22	2	011	1fi— Ί?

Fortsetzung

Segment Eingangssignal V,

Abschwächung
in dB

Abscliwächung in Poicnz von 2

Abschwächungskocffizient

Abschwächungskode

Ausgangssignal V₁,

E	128-256	18	23	3	100	16-32
F	256-512	24	₂4	4	101	16-32
G	512-1024	30	25	5	110	16-32
H	1024-2048	36	26	6	131	16-32

Aus dieser Tabelle zeigt sich, daß der Signalwert des Eingangssignals V, der aufeinanderfolgenden Segment e um einen Faktor 2 zunimmt, ähnlich wie die zugehörenden Abschwächungskoeffizienten mit Ausnahme der ersten Segmente A und B, wo die Abschwächung dieselbe ist, wodurch der Signalwert des Ausgangssignals V₁₁ mit Ausnahme desjenigen der ersten Segmente auch einander gleich sind. Der ausgesandte Abschwächungskode kennzeichnet dabei die auftretende Abschwächung bzw. Dämpfung und somit das betreffende Segment; der Abschwächungskoeffizient ist gleich dem durch den Impulskodu angegebenen Zahlenwert abzüglich 1. Es gehört z. El. dem Segment Fder Abschwächungskode 101 zu, der der Zahl

1 . 2² + 0 ■ 2' + 1 · 2° = 5

entspricht, so daß der Abschwächungskoeffiziens 5—1=4 ist, was aus der Tabelle ersichtlich ist. Bei Übertragung eines bestimmten Amplitudenwertes wird gemeinsam mit der Kodegruppe des Analog-Digital-Wandlers 9 noch der Abschwächungskode erzeugt, der dadurch erhalten wird, daß das Muster von der Abtastvorrichtung 4 über ein Netzwerk logarithmischer Art 14 und über eine Schwellwertvorrichtung 15 dem Analog-Digital-Wandler 13 zugeführt wird. Hat die Abtastung z. B. einen Wert von 320 Einheiten, so liefert das Netzwerk 14 mit der logarithmischen Kennlinie den Logarithmus von 320 mit Grundzahl 2, was der Zahl 8,42 entspricht und indem in der Schwellwertvorrichtung 15 3 Einheiten subtrahiert werden, ergibt sich die Zahl 5,42, die in dem Analog-Digital-Wandler 13 in den Abschwächungskode 101 umgewandelt wird.

Soll nunmehr ein Amplitudenwert von 320 Kodierungseinheiten übertragen werden, so wird auf weiter unten zu beschreibende Weise die Abschwächung des Dynamikreglers 12 auf einen Abschwächungsfaktor 2⁴ eingestellt, indem der Analog-Digital-Wandler 13 den Abschwächungskode 101 erzeugt, während die am Ausgang des Dynamikreglers 12 auftretenden Amplitudenwerte 320 :2⁴ = 20 in dem Analog-Digital-Wandler 9 in die Kodegruppe 10100 umgewandelt werden, so daß der Amplitudenwert von 320 Kodierungseinheiten durch den Abschwächungskode 101 und die Kodegruppe 10100 von dem Analog-Digital-Wandler 9 gekennzeichnet wird, Da nach der Tabelle das Ausgangssignal des Dynamikreglers 12 in den Segmenten B bis H mindestens 16 Kodierungseinheiten beträgt, hat der erste Impuls der Kodegruppe des Analog-Digital-Wandlers 9 stets den logischen Wert »1«, so daß er weggelassen werden kann. Endgültig wird somit der Amplitudenwert von 320 Kodierungseinheiten durch den Abschwächungskode 101 und die Kodegruppc 0100 des Analog-Digital-Wandlers 9 übertragen.

Für die Übertragung der im beschriebenen Sender erzeugten Impulskodemodulationssignalc werden jeweils der Polaritätsimpuls, der Abschwächungskode sowie die vom Analog-Digital-Wandler 9 erzeugte Kodegruppe nacheinander ausgesandt. Zu diesen Zweck sind die Elemente des Analog-Digital-Wandler: 9, 13 über parallele Leitungen und Steuervorrichtunger 16, 17 an Elemente der Schieberegister 18, 15 angeschlossen. Bei dem Zahlenwert von 320 z. B. weiser die Elemente des Analog-Digital-Wandlers 9 von den Ausgang her die logischen Werte 10100 und die Elemente des Analog-Digital-Wandlers 13 auch vor dem Ausgang her die logischen Werte 101 auf. Jeweil; nach Beendigung des Kodierungsvorgangs werden die Steuervorrichtungen 16,17 durch Impulse des Steuerim pulsgenerators 5 freigegeben und die erzeugter Kodegruppen der Analog-Digital-Wandler 9, 13 in die Elemente der Schieberegister 18,19 eingeschrieben, die nacheinander durch auch vom Steuerimpulsgenerator f stammende Schiebeimpulse vorgeschoben werden Nacheinander werden Impulse der Polaritätsbestim mungsorgane 10, 11 und der beiden Analog-Digital Wandler 9, 13 über ein Oder-Tor 20 der Ausgangslei tung 21 zugeführt.

Bei dem beschriebenen Impulskodemodulationssen der soll der Genauigkeit der Einstellung des Dynamik reglers 12 durch den Momentanwert der übertragener Gesprächssignale besondere Aufmerksamkeit gewid met werden. Besonders wenn die Amplitude in der Nähe des Schnittpunktes zweier Segmente der segmentarti gen Regelkennlinie liegt, wird in der sofern beschriebe nen Vorrichtung eine Genauigkeit der Einstellung dei Größenordnung von 1 Kodierungseinheit bei 204f möglichen Kodierungseinhe:iten verlangt, was einei Genauigkeit von 1 :2048 oder auch 1:2" entspricht.

Nach der Erfindung wird die erwähnte Schwierigkeil zum Erzielen dieser außerordentlich hohen Genauigkeit der Einstellung dadurch behoben, daß der Kodierungs· bereich des ersten Analog-Digital-Wandlers 9 durch Zusatz des gestrichelt angegebenen Zusatzelements 22 in Richtung auf den Impuls des höchsten Gewichtes vergrößert wird, an welches Zusatzelement 22 sich eir Prüfkreis 23 anschließt, der in den aufeinanderfolgender Kodegruppen jeweils den Impuls des höchsten Gewichtes prüft, um in Abhängigkeit von den logischen Werter »0« und »1« dieses Impulses ein Prüfsignal zu erzeugen wobei ferner sowohl mit di;m ersten Analog-Digital-Wandler 9 als auch mit dem zweiten Analog-Digital Wandler 13 eine Korrekturvorrichtung 24,25 gekoppeli ist, die durch das Prüfsignal des Prüfkreises 23 zui Korrektur der übertragenen Kodegruppen des erster und des zweiten Analog-Digital-Wandlers 9, 13 gesteuert wird. Als Korrekturvorrichtung 24 für der

bo ersten Analog-Digital-Wandler 9 wird eine elektronische Umschalteinheit mit zwd Stellungen verwendet; in der ersten Stellung sind die Elemente 1 bis 4 und in der zweiten Stellung sind die Elemente 2 bis 5 des Analog-Digital-Wandlers 9 iiber die Steuervorrichtung

b5 16 mit den Elementen des Schieberegisters 18 verbunden, was in Fig. 1 durch volle bzw. gestrichelte Linien angegeben ist. Die Korrekturvorrichtung 25 für den zweiten Analog-Digital-Wandler 13 wird durch eine

am Eingang über einen Schalter 26 angeschlossene Korrekturspannungsquelle 27 gebildet. Beide Korrekturvorrichtungen 24, 25 werden durch den Prüfkreis 23 in Form eines Schaltimpulsgenerators gesteuert.

In der beschriebenen Ausführungsform ist zur Steuerung des Dynamikreglers 12 an den Analog-Digital-Wandler 13 ein Digital-Analog-Wandler 28 angeschlossen, der die ihm zugeführten Kodegruppen in eine Dynamikregelspannung zur Einstellung des Dynamikreglers 12 auf die dem betreffenden Impulskode entsprechende Abschwächung umwandelt. Ist z. B. der vom Analog-Digital-Wandler 13 erzeugte Impulskode 101, so wird über den Digital-Analog-Wandler 28 die Abschwächung des Dynamikreglers 12 auf 2⁴ eingestellt. Es wird dabei durch angemessene Ausführungsform des Dynamikregelkreises dafür gesorgt, daß der Abschwächungskode lediglich zu niedrig auskommen kann, so daß an Stelle eines Abschwächungskodes von z. B. 101 der Abschwächungskode 100 erzeugt wird, der der Abschwächung von 2' statt 2⁴ entspricht.

Wenn der bisher beschriebenen Vorrichtung ein Amplitudenwert von 320 zugeführt wird, wird bei richtiger Kodierung im Analog-Digital-Wandler 13 (siehe die Tabelle) der Abschwächungskode 101 erzeugt und die Abschwächung des Dynamikreglers 12 auf 2^A eingestellt, wobei am Ausgang des Dynamikreglers 12 ein in dem richtigen Amplitudenbereich von 16 bis 32 liegender Amplitudenwert von 320/2⁴ = 20 auftritt. In den aufeinanderfolgenden Elementen des Analog-Digital-Wandlers 9 wird der Amplitudenwert 20 in die logischen Werte 00101 umgewandelt, wobei in dem Zusatzelement 22 eine »0« gebildet wird, was andeutet, daß das Ausgangssignal des Dynamikreglers 12 in dem richtigen Amplitudenbereich von 16 bis 32 liegt, so daß die Vorrichtung richtig eingestellt ist. In diesem Zustand, in dem das Zusatzelement 22 eine »0« enthält, tritt keine Korrektur auf. Die logischen Werte der Elemente 1 bis 4 des ersten Analog-Digital-Wandlers 9 werden in dem durch volle Linien angegebenen Stellung der Schalteinheit 24 über die Steuerrichtung 16 in den Elementen des Schieberegisters 18 eingeschrieben, ähnlich wie die logischen Werte des zweiten Analog-Digital-Wandlers 13 über die Steuervorrichtung 17 in den Elementen des Schieberegisters 19, worauf die in den Schieberegistern 18, 19 eingeschriebenen Kodegruppen unter der Wirkung der Steuerimpulsgeneratorvorrichtung 5 nacheinander ausgesandt werden. Beim Amplitudenwert von 320 werden somit der im Schieberegister 19 eingeschriebene Kode 101 und der im Schieberegister 18 eingeschriebene Kode 0010 nacheinander ausgesandt.

Wird wieder von einem angebotenen Amplitudenwert 320, aber dann von einem Zustand ausgegangen, in dem der Analog-Digital-Wandler 13 den falschen Abschwächungskode 100 erzeugt, so wird die Abschwächung des Dynamikreglers 12 auf 2³ eingestellt, wodurch am Ausgang des Dynamikreglers 12 ein außer dem richtigen Amplitudenbereich von 16 bis 32 liegender Amplitudenwert von 320/2³ «= 40 auftritt, der genau zweimal größer ist als bei der richtigen Einstellung der Schwächung des Dynamikreglers 12. Der Amplitudenwert 40 liefert in den aufeinanderfolgenden Elementen des Analog-Digital-Wandlers9 die Kodegruppc 000101.

Es ergibt sich also, daß einerseits im Zusatzclcmcnl 22 der logische Wert »I« auftritt, der das Kriterium für die unrichtige Einstellung des beschriebenen Senders für Impulskodemodulation bildet, und andererseits mit einer Verschiebung um ein Element in dem Analog-Digital-Wandler 9 der gleiche Kode entsteht wie bei der richtigen Einstellung des Senders für Impulskodemodulation, da im letzteren Fall der gebildete Kode in den Elementen des Analog-Digital-Wandlers 9 dennoch 001010 ist.

^r> Bei dem logischen Wert »1« im Zusatzelement 22 tritt eine Korrektur der übertragenen Kodegruppen des ersten Analog-Digital-Wandlers 9 und des zweiten Analog-Digital-Wandlers 13 auf. Zu diesem Zweck wird einerseits die Umschalteinheit 24 mittels des Prüfkreises

ίο 23 in Form eines Schaltimpulsgenerators in die durch die gestrichelten Linien angedeutete zweite Stellung übergeführt, wodurch über die Steuervorrichtung 16 der Kode 0010 in den Elementen des Schieberegisters 18 eingeschrieben wird. Gleichzeitig schließt der Schaltimpulsgenerator 23 den Schalter 26 der Korrekturvorrichtung 25 und wird die Korrekturspannungsquelle 27 an den Eingang des Analog-Digital-Wandlers 13 angeschlossen, der infolgedessen von der Lage 100 in den Zustand 101 geführt wird.

Nacheinander werden die so erhaltenen Kodegruppen 0010 und 101 des ersten bzw. zweiten Analog-Digital-Wandlers 9 bzw. 13 ausgesandt; diese Kodegruppen sind genau gleich den übertragenen Kodegruppen bei richtiger Einstellung des beschriebenen Senders für Impulskodemodulation.

Im Gegensatz zu dem- bekannten Sender für Impulskodemodulation der beschriebenen Art, bei dem zum Übertragen der richtigen Kodegruppen die Einstellung des Dynamikreglers 12 mit großer Genauig-

jo keit erfolgen soll, ist zum Übertragen der richtigen Kodegruppen bei dem Sender für Impulskodemodulation nach der Erfindung der Vorgang anders. Unter Verwendung eines ersten Analog-Digital-Wandlers 9 mit einem vergrößerten Kodierungsbereich mittels

r> eines Prüfkreises 23, der den Impuls des höchsten Gewichtes prüft, und unter Verwendung mit dem ersten und dem zweiten Analog-Digital-Wandler 9 bzw. 13 gekoppelter Korrekturvorrichtungen 24 bzw. 25 werden die übertragenen Kodegruppen korrigiert. Während bei der bekannten Vorrichtung eine Einstellgenauigkeit des Dynamikreglers 12 der Größenordnung einer Kodierungseinheit entsprechend einer Genauigkeit von 1/2048 = 1/2" erfordert wird, ist durch den neuen Entwurf der Vorrichtung nach der Erfindung diese Genauigkeit beträchtlich verringert; sie ist hier der Größenordnung des Amplitudenbereiches eines Segments der segmentartigen Regelkennlinie, was 16 Kodierungseinheiten entspricht. Bei dieser Maßnahme ergibt sich also das auffallende Resultat, daß die Genauigkeitsanforderungen um einen Faktor von 2⁴ verringert sind.

Infolge der überraschenden Milderung der Genauigkeitsanforderungen kommen die Toleranzanforderungen der Elemente des Impulskodemodulationssenders nach der Erfindung bei seiner einfachen Konstruktion praktisch in Wegfall, wobei diese Elemente größtenteils nach der Digitaltechnik ausgebildet werden können. Vorteilhafterweise läßt sich der beschriebene Impulskodemodulationssender in einem Halbleiterkörper

bo integrieren.

Fig.3 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Impulskodemodulationssenders nach der Erfindung, der an zwei Punkten von dem Sender nach Fig. I verschieden ist, d. h„ beim Erzeugen des Polaritätsim-

b5 pulses und bei der Durchführung der Korrektur der von dem ersten und dem zweiten Analog-Digital-Wandler erzeugten Kodegruppen. Elemente der Fig. 3, welche denen der Fig. 1 entsprechen, sind mit den gleichen

Bezugsziffern bezeichnet.

In dieser Vorrichtung werden Abtastwerte des zu übertragenden Gesprächssignals ohne vorhergehende Gleichrichtung über den Dynamikregler 12 dem ersten Analog-Digital-Wandler 9 zugeführt, der mit einem Zusatzelement 29 versehen ist, um festzustellen, ob die auftretende Bemusterung positive oder negative Polarität aufweist. Je nach der positiven oder negativen Polarität des Abtastwertes wird im Zusatzelement 29 des Analog-Digital-Wandlers 9 der logische Wert »1« oder »0« auftreten, der als Polaritätsimpuls über die Steuervorrichtung 16 und ein Zusatzelement des Schieberegisters 18 eingeschrieben wird (in der Figur nicht weiter dargestellt).

Um auf übliche Weise mit dem Polaritätsimpuls den kodierten Amplitudenwert zu übertragen, sind die Elemente des Analog-Digital-Wandlers 9 mit zueinander komplementären Ausgängen, einer Umschalteinheit 30 zur Umschaltung zwischen den Komplementärausgängen der Elemente des Analog-Digital-Wandlers 9 und mit einer Umschaltsteuervorrichtung 31 versehen, die an das Zusatzelement 29 des Analog-Digital-Wandlers 9 angeschlossen ist. Tritt am Eingang des Analog-Digital-Wandlers 9 z. B. ein Abtastwert positiver Polarität mit einem Amplitudenwert 30 auf, so entstehen an den Komplementärausgängen der Elemente des Analog-Digital-Wandlers 9 die komplementären Kodegruppen Olli und 1000 sowie der logische Wert »1« im Zusatzelement 29, welcher Wert als Polaritätsimpuls in der Kodegruppe 0111 an den Ausgängen der Elemente des Analog-Digital-Wandlers 9 über die Steuervorrichtung 16 in den Elementen des Schieberegisters 18 eingeschrieben werden. Tritt an den Eingängen des Analog-Digital-Wandlers 9 ein Abtastwert negativer Polarität mit dem gleichen Amplitudenwert 30 auf, so entstehen an den Komplementärausgängen der Elemente des Analog-Digital-Wandlers 9 die komplementären Kodegruppen 1000 und Olli sowie der logische Wert »0« im Zusatzelement 29 dieses Wandlers auf, welcher Wert im Zusatzelement 29 des Wandlers 9 über die Umschaltsteuervorrichtung 31 eine Umschaltung der Umschalleinheit 30 herbeiführt. In diesem Fall wird der logische Wert »0« im Zusatzelement 29 in genau der gleichen Kodegruppe 0111 wie bei positiver Polarität der Abtastung über die Steuervorrichtung 16 in den Elementen des Schieberegisters 18 eingeschrieben.

Ohne vorhergehende Gleichrichtung wird auf diese Weise eine Kennzeichnung der Polarität der Abtastung erhalten, was bei der praktischen Ausführungsform den wesentlichen Vorteil ergibt, daß Beeinflussung durch Einstellgleichspannungen, Leckströme u. dgl. vermieden wird.

In dieser Vorrichtung erfolgt die Steuerung des Dynamikreglers 12 in genau gleicher Weise wie an Hand der F i g. 1 erläutert ist. Das im Verstärker 2 verstärkte Gesprächssigtial wird nach Abtastung in der Abtastungsvorrichtung 4 über den Zweiphasengleichrichtcr3das Netzwerk mit logarithmischer Kennlinie 14 und die Schwellwertvorrichtung 15 dem Analog-Digital-Wandler 13 zugeführt, wobei mittels eines Digital-Analog-Wandlers 28 die Dynamikregelspannung zur Einstellung des Dynamikrcglcrs 12 erzeugt wird. Es ist dabei durch angemessene Ausführungsform des Dynamikregelkreises dafür gesorgt, daß der Abschwächungskodc nur zu hoch ausfallen kann, so daß statt eines Abschwächungskodes von z. B. 101 der Abschwilchungskode 110 erzeugt wird, der einer Abschwächung von 2^r> statt 2⁴ entspricht.

Bei dieser Ausführungsform ist der Kodierungsbereich des ersten Analog-Digital-Wandlers 9 dadurch vergrößert, daß hier das gestrichelt angegebene Zusatzelement 32 in Richtung auf den Impuls des kleinsten Gewichtes zugeordnet ist. Auch hier wird der Impuls des höchsten Amplitudengewichtes geprüft, indem an das Element 22 des Analog-Digital-Wandlers 9 der Prüfkreis 23 angeschlossen wird, während die mit

ίο den Analog-Digital-Wandlern 9, 13 gekoppelten Korrekturvorrichtungen 24, 25 auf gleiche Weise zusammengebaut sind wie bei der Vorrichtung nach Fig. 1, mit dem Verständnis, daß beim Schließen des Schalters 26 der Korrekturvorrichtung 25 der Kode des Analog-Digital-Wandlers 13 durch die Korrekturspannung um eine Kodierungseinheit erniedrigt wird.

Die Wirkungsweise der vorstehend beschriebenen Vorrichtung ist ähnlich der der an Hand der Fig. 1 beschriebenen Vorrichtung, aber vollständigkeitshalber wird sie nachstehend noch erörtert.

Wenn der beschriebenen Vorrichtung eine Abtastung mit Amplitudenwerten von 480 und positiver Polarität zugeführt wird, wird bei richtiger Kodierung im Analog-Digital-Wandler 13 (siehe die Tabelle) der Schwächungskode 101 erzeugt und die Schwächung des Dynamikreglers 12 auf 2⁴ eingestellt, wobei am Ausgang des Dynamikreglers 12 ein im richtigen Amplitudenbereich von 16 bis 32 liegender Amplitudenwert von 480/2⁴ = 30 auftritt. In den aufeinanderfolgenden

jo Elementen des Analog-Digital-Wandlers 9 wird der Amplitudenwert 30 in den logischen Wert 001111 umgewandelt, wobei der logische Wert »1« im Element 22 angibt, daß das Ausgangssignal des Dynamikreglers 12 in dem richtigen Amplitudenbereich von 16 bis 32 liegt, so daß die Vorrichtung richtig eingestellt ist. In diesem Zustand, in dem das Element 22 des Analog-Digital- Wandle'.s9eine »1« aufweist, tritt keine Korrektur auf. Es werden die logischen Werte der Elemente des ersten Analog-Digital-Wandlers 9 sowie der Polaritätsimpuls über die Steuervorrichtung 16 in den Elementen des Schieberegisters 18 eingeschrieben und gleichfalls werden die logischen Werte des zweiten Analog-Digital-Wandlers 13 über die Steuervorrichtung 17 in den Elementen des Schieberegisters 19 eingeschrieben, worauf die in den Schieberegistern 18 und 19 eingeschriebenen Kodegruppen unter der Steuerung des Steuerimpulsgenerators 5 nacheinander ausgesandt werden. Es werden somit bei den Amplitudenwerten 480 die im Schieberegister 19 eingeschriebenen Kode 101 und im Schieberegister 18 eingeschriebenen Kode 0111 gemeinsam mit dem Polaritätsimpuls nacheinander ausgesandt.

Wird wieder von einem angebotenen Amplitudenwert 480 aber dann von einem Zustand ausgegangen, in dem der Analog-Digital-Wandler 13 den unrichtigen Abschwächungskode 110 erzeugt, so wird die Abschwächung des Dynamikreglcrs 12 auf 2⁵ eingestellt, so daß an dessen Ausgang ein außerhalb des richtigen Amplitudenbereiches von 16 bis 32 liegender Amplitu-

w) denwert von 480/2⁵ = 15 auftritt, der genau zweimal niedriger ist als bei richtiger Einstellung der Abschwächung des Dynamikreglers 12, Der Amplitudenwert 15 liefert in den aufeinanderfolgenden Elementen des Analog-Digital-Wandlers 9 die KodegruppeOl 1110.

b5 Einerseits ergibt sich durch das Auftreten des logischen Wertes »0« des Impulses des höchsten Amplitudengewichtes im Element 22 des Analog-Digital-Wandlers 9, daß der betreffende ImDulskodemodula-

tionssender unrichtig eingestellt ist, während andererseits um ein Element verschoben, im Analog-Digital-Wandler 9 der gleiche Kode entsteht wie bei der richtigen Einstellung des Impulskodemodulationssenders, da im letzteren Fall der gebildete Kode in den > Elementen des Analog-Digital-Wandlers 9 dennoch 001111 ist.

In diesem Zustand werden die im ersten Analog-Digital-Wandler 9 und im zweiten Analog-Digital-Wandler 1? gebildeten Kodegruppen korrigiert. Einerseits wird die Umschalteinheit 24 mittels des Schaltimpulsgenerators 23 in die zweite Stellung übergeführt, so daß über die Steuervorrichtung 16 der Kode Olli in den Elementen des Schieberegisters 18 eingeschrieben wird, während andererseits der Schaltimpulsgenerator 23 den ι ^r> Schalter 26 der Korrekturvorrichtung 25 schließt und der Analog-Digital-Wandler 13 von dem Zustand 110 in den Zustand 101 geführt wird. Auf die an Hand der F i g. 1 erläuterte Weise werden hier die Kodegruppe 0111 des ersten Analog-Digital-Wandlers 9 und die Kodegruppe 101 des zweiten Analog-Digital-Wandlers 13 nacheinander ausgesandt; diese Kodegruppen sind genau gleich den übertragenen Kodegruppen bei richtiger Einstellung des beschriebenen Impulskodemodulationssenders. 2^r>

Bei diesem Impulskodemodulationssender, bei dem das Auftreten des logischen Wertes »0« im Element 22 des Analog-Digital-Wandlers 9 das Kriterium für die unrichtige Einstellung bildet, tritt eine Zweideutigkeit auf. Bei richtiger Einstellung tritt nämlich im Element 22 so des Analog-Digital-Wandlers 9 auch der logische Wert »0« auf, wenn der Amplitudenwert im Amplitudenbereich von 0 bis 16 des Segments A der segmentartigen Regelkennlinie liegt, welches Segment durch den Abschwächungskode 000 gekennzeichnet wird. Um bei diesem Abschwächungskode 000 Korrektur der ausgesandten Kodegruppen zu verhüten, muß der Prüfkreis 23 außer Betrieb gerückt werden, zu welchem Zweck in Kaskade mit dem Prüfkreis 23 eine Sperrvorrichtung 33 eingeschaltet ist, die durch ein an Komplementärausgänge des Analog-Digital-Wandlers 13 angeschlossenes Selektionstor in Form eines Und-Tores 34 gesteuert wird.

Beim Auftreten des Abschwächungskodes 000 liefert das Und-Tor 34 einen Ausgangsimpuls, der über die Vi Sperrvorrichtung 33 den Prüfkreis 23 sperrt, so daß in diesem Fall keine Korrektur der von den Analog-Digital-Wandlern 9 und 13 erzeugten Kodegruppen auftritt. Bei allen anderen Abschwächungskodes liefert das Und-Tor 34 keinen Ausgangsimpuls, so daß der w Prüfkreis 23 nicht gesperrt wird, wodurch die Korrektur der von den Analog-Digital-Wandlern 9 und 13 erzeugten Kodegruppen in der vorstehend beschriebenen Weise erfolgt. Auf diese einfache Weise wird die vorerwähnte Zweideutigkeit vermieden.

Aus vorstehender Beschreibung ist ersichtlich, daß die Korrektur der Kodegruppen bei einer solchen Ausführungsform des Dynamikrcgelkreises erzielt werden kann, daß der erzeugte Abschwächungskode entweder zu hoch oder zu niedrig ausfällt. Diese Bedingung ist bei t>o der Ausführungsform des Dynamikregclkreises jedoch nicht notwendig; es kann auch ein Dynamikregelkreis verwendet werden, bei dem sich nicht vorhersagen läßt, ob der erzeugte Abschwächungskode zu hoch oder zu niedrig ist. In diesem Fall müssen die Korrekturvorrich- μ tungen nach den Fig. 1 und 3 kombiniert werden. Auf Grund einer Apparalurcrsparung ist jedoch die Ausführungsform nach F i g. I zu bevorzugen.

Für praktische Zwecke ergibt sich die in Fig.4 detailliert angegebene Ausführungsform als besonders vorteilhaft. Elemente nach Γ i g. 4, die denen der F i g. 1 und 3 entsprechen, sind mit den gleichen Beüugsziffcrn bezeichnet.

Bei dieser Ausführungsform wird der erste Analog-Digital-Wandler durch die Kaskadenschaltung eines Impulsdauermodulators 35, eines durch ein Und-Tor 36 gebildeten Selektionstores, das gleichzeitig durch Zählimpulse des Steuerimpulsgenerators 5 zum Erzeugen einer der Dauer der Impulse des Impulsdauermodulators 35 entsprechenden Anzahl von Impulsen gespeist wird, und einer binären Zählvorrichtung 37 gebildet. Die binäre Zählvorrichtung 37 wird z. B. durch die Kaskadenschaltung einer Anzahl bistabiler Kippstufen gebildet.

In der beschriebenen Vorrichtung werden zu diesem Zweck die Abtastwerte der Abtastvorrichtung 4 dem Impulsdauermodulator 35 des ersten Analog-Digital-Wandlers zugeführt, der außerdem durch ein Sägezahnsignal eines durch die Steuerimpulse des Steuerimpulsgenerators 5 synchronisierten Sägezahngenerators 38 gespeist wird, wobei der binäre Zähler 37 über das Ünd-Tor 36 die erwünschten Kodegruppen erzeugt. Der Impulsdauermodulator 35 bildet dabei gleichzeitig den Dynamikregler, was weiter unten noch näher erläutert wird.

Auf die an Hand der Fig.3 beschriebene Weise werden die Abtastwerte der Abtastvorrichtung 4 ohne vorhergehende Gleichrichtung dem ersten Analog-Digital-Wandler zugeführt, wobei dem letzten Element 29 des binären Zählers 37 der Polaritätsimpuls entnommen wird.

Ähnlich wie der erste Analog-Digital-Wandler wird der zweite Analog-Digital-Wandler durch einen Impulsdauermodulator, ein Selektionstor 40 in Form eines Und-Tores und einen binären Zähler 41 gebildet, wobei das Und-Tor 40 außerdem durch Zählimpulse des Steuerimpulsgenerators 5 gespeist wird. Auf die gleiche Weise wie in Fig.3 werden hier die Abtastungen der Abtastungsvorrichtung 4 über den Zweiphasengleichrichter 3 und ein noch weiter zu beschreibendes Netzwerk 42 einer auf einen angemessenen Wert eingestellten Schwellwertvorrichtung 15 zugeführt, die gemeinsam mit einem darauffolgenden Begrenzer 39 den Impulsdauermodulator bildet. Ähnlich wie bei der Ausführungsform nach F i g. 1 ist die Kompression des als Dynamikregler wirkenden Impulsdauermodulators 35 nicht genügend hoch.

In der dargestellten Ausführungsform wird das Netzwerk 42 durch die Parallelschaltung eines Kondensators 43 und eines Widerstandes mit passend gewählter Zeitkonstante und durch eine vorangehende, gesonderte Abtastungsvorrichtung gebildet, die durch Impulse des Steuerimpulsgenerators 5 gesteuert wird. Bei der beschriebenen Vorrichtung wird durch die im binären Zähler 41 erzeugte Kodegruppe das betreffende Segment der segmentartigen Regelkennlinie gekennzeichnet. Wird z. B. dem Netzwerk 42 eine im Zwciphascnglcichrichter 4 gleichgerichtete Abtastung zugeführt, so entlädt sich die Spannung über dem Netzwerk 42 entsprechend einer Exponentialfunktion und wird sie die Schwellenspannung der Schwellwcrtvorrichtung 15 nach einer Zeitspanne überschreiten, die dem Logarithmus der Größe der angelegten Signalspannung proportional ist, so daß die Dauer der im Impulsdauermodulator 15, 39 erzeugten Impulse sich auch mit dem Loearitlimus der angelegten sip

nung ändert, wobei die im Binärzähler 41 erzeugte Kodegruppe das betreffende Segment der segmentartigen Regelkennlinie kennzeichnet.

Auf die bereits vorstehend beschriebene Weise wird die im Binärzähler 44 erzeugte Kodegruppe zum Erzeugen der Dynamikregelspannung dem Digital-Analog-Wandler 28 zugeführt, der besonders einfach ausgebildet sein kann. Der Digital-Analog-Wandler 28 wird insbesondere durch mit den Elementen des Binärzählers 41 verbundene Dämpfungsnetzwerke und eine mit den Dämpfungsnetzwerken verbundene Zusammenfügungsvorrichtung gebildet, der bei geeigneter Bemessung des Dämpfungsnetzwerks die Dynamikregelspannung zur Steuerung des Dynamikreglers entnommen wird, der, wie vorstehend bemerkt, durch den Impulsdauermodulator 35 gebildet wird. Zu diesem Zweck wird dem Impulsdauermodulator 35 die Sägezahnspannung des Sägezahngenerators 38 über einen Amplitudenmodulator 44 zugeführt, der durch die Dynamikregelspannung gesteuert wird. Nimmt z. B. die Dynamikregelspannung um einen Faktor 2 zu, so nimmt die Amplitude der Sägezahnspannung um einen Fakior 2 zu, während die Dauer der vom Impulsdauermodulator 35 erzeugten Impulse um einen Faktor 2 abnimmt, wodurch die erwünschte Kompression durchgeführt wird.

Ähnlich wie in Fig. 3 werden die Polaritätsimpuise dem Element 29 des Binärzählers 37 entnommen, während die Korrektur der vom ersten und vom zweiten Analog-Digital-Wandler erzeugten Kodegruppen über den an das Element 22 angeschlossenen

Ί Prüfkreis 23 erfolgt. Die Korrektur der vom ersten Analog-Digital-Wandler erzeugten Kodegruppen erfolgt insbesondere mittels der Umschalteinheit 24, während die Korrektur der Kodegruppen des zweiten Analog-Digital-Wandlers durch ein Selektionstor 45

κι erfolgt, das außerdem durch Steuerimpulse des Sleuerimpulsgenerators 5 gespeist wird. Eine unrichtige Einstellung des Impulskodemodulationssenders wird durch den Schaltimpulsgenerator 23 festgestellt, der dann dem Und-Tor 45 einen Impuls zuführt, wodurch über das Oder-Tor 46 die vom Binärzähler 41 erzeugte Kodegruppe korrigiert wird.

Infolge der Korrektur der erzeugten Kodegruppen nach der Erfindung mittels des Prüfkreises 23 braucht die Genauigkeit der verwendeten Apparatur keine

2(i besonderen Anforderungen zu erfüllen, z. B. gibt es keine besonderen Anforderungen in bezug auf Einstellung, Toleranzen u.dgl. Bei der in Fig.4 dargestellten Apparatur hat es sich sogar als möglich erwiesen, praktisch die ganze Apparatur nach der Digitaltechnik

2^r> auszubilden, da etwaige Ungenauigkeiten durch das Korreklurverfahren wiederhergestellt werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Sender zum Übertragen von Analogsignalen durch Impulskodemodulation, welcher Sender mit einem ersten Analog-Digital-Wandler versehen ist, der zu aufeinanderfolgenden Zeitpunkten die Amplitudenwerte des analogen Signals innerhalb seines Kodierungsbereiches in Kodegruppen mit einer Anzahl von Impulsen verschiedenen Gewichtes umwandelt, die durch ihre logischen Werte »0« und to »1« die Amplitudenwerte des analogen Signals kennzeichnen, welcher Sender weiterhin zur Dynamikkompression mit einem durch den Momentanwert des analogen Signals gesteuerten Momentandynamikregler mit segmentartiger Regelkennlinie versehen ist, der an einen Eingang des ersten Analog-Digital-Wandlers angeschlossen ist, wobei unter Verwendung eines zweiten Analog-Digital-Wandlers die unterschiedlichen Segmente der segmentartigen Regelkennlinie durch aus Impulsen mit logischen Werten »0« und »1« zusammengesetzte Kodegruppen gekennzeichnet werden, wobei die Kodegruppen des ersten und des zweiten Analog-Digital-Wandlers gemeinsam übertragen werden, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Analog-Digital-Wandler mit vergrößertem Kodierungsbereich an einen Prüfkreis angeschlossen ist, der in den aufeinanderfolgenden Kodegruppen jeweils den Impuls des höchsten Gewichtes prüft, um in Abhängigkeit von dem logischen Wert »0« oder »1« dieses Impulses ein Prüfsignal zu erzeugen und daß ferner sowohl mit dem ersten als auch mit dem zweiten Analog-Digital-Wandler eine Korrekturvorrichtung gekoppelt ist, die durch das Prüfsignal des Prüfkreises zur Korrektur der übertragenen J5 Kodegruppen des ersten und des zweiten Analog-Digital-Wandlers gesteuert wird.

2. Sender nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der an den ersten Analog-Digital-Wandler angeschlossene Prüfkreis, der jeweils den Impuls des höchsten Amplitudengewichtes prüft, durch einen Schaltimpulsgenerator gebildet wird, der die mit dem ersten und dem zweiten Analog-Digital-Wandler gekoppelten Korrekturvorrichtungen durch impulsförmige Prüfsignale steuert.

3. Sender nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem ersten Analog-Digital-Wandler gekoppelte Korrekturvorrichtung durch eine Umschalteinheit mit zwei Zuständen gebildet wird, wobei im ersten Zustand die Schalter der Umschalteinheit mit den Ausgängen einer Anzahl aufeinanderfolgender Elemente des ersten Analog-Digital-Wandlers und im zweiten Zustand mit um ein Element verschobenen Ausgängen des Analog-Digital-Wandlers verbunden sind.

4. Sender nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem zweiten Analog-Digital-Wandler gekoppelte Korrekturvorrichtung durch die Kaskadenschaltung einer Korrekturspannungsquelle und eines Schalters gebildet wird, der durch den Prüfkreis gesteuert wird.

5. Sender nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem zweiten Analog-Digital-Wandler gekoppelte Korrekturvorrichtung durch ein Selektionstor gebil- b5 det wird, das durch die Ausgangsspannung des Prüfkreises und durch von einem Steuerimpulsgenerator stammende Impulse gespeist wird.

6. Sender nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die vom zweiten Analog-Digital-Wandler erzeugte Kodegruppe lediglich zu hoch ausfallen kann, dadurch gekennzeichnet, daß an die Elemente des zweiten Analog-Digital-Wandlers ein Selektionstor angeschlossen ist, das bei einem Kode, bei dem an allen Elementen des zweiten Analog-Digital-Wandlers der logische Wert »0« auftritt, eine Sperrspannung liefert, die eine mit dem Prüfkreis in Kaskade geschaltete Sperrvorrichtung sperrt.

7. Sender nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Analog-Digital-Wandler um ein weiteres Element ausgedehnt ist, um einen Polaritätsimpuls zu erzeugen, wobei an letzteres Element eine Umschaltsteuervorrichtung angeschlossen ist, die mittels einer Umschalteinheit zwischen Komplementärausgängen vorhergehender Elemente des ersten Analog-Digital-Wandlers umschaltet.

8. Sender nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des zweiten Analog-Digital-Wandlers mit einem Digital-Analog-Wandler verbunden ist, der die Dynamikregelspannung für den Dynamikregler liefert.

9. Sender nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Analog-Digital-Wandler durch uinen Impulsdauermodulator gebildet wird, der durch die Sägezahnspannung eines Sägezahngenerators gesteuert wird, und darauf eine binäre Zählvorrichtung enthält, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsdauermodulator außerdem den Dynamikregler bildet, indem der Sägezahngenerator an den Impulsdauermodulator über einen Amplitude'hmodulator angeschlossen ist, der durch die Dynamikregelspannung gesteuert wird.