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DE2625626A1 - METHOD FOR CODING AND DECODING ANALOG SIGNALS - Google Patents

METHOD FOR CODING AND DECODING ANALOG SIGNALS

Info

Publication number
DE2625626A1
DE2625626A1 DE19762625626 DE2625626A DE2625626A1 DE 2625626 A1 DE2625626 A1 DE 2625626A1 DE 19762625626 DE19762625626 DE 19762625626 DE 2625626 A DE2625626 A DE 2625626A DE 2625626 A1 DE2625626 A1 DE 2625626A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
signal
change
threshold value
analog
voltage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE19762625626
Other languages
German (de)
Inventor
Emanuel Dr Ing Hafner
Paul Dr Phil Vogel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hasler AG
Original Assignee
Hasler AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hasler AG filed Critical Hasler AG
Publication of DE2625626A1 publication Critical patent/DE2625626A1/en
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B1/00Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/66Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission for reducing bandwidth of signals; for improving efficiency of transmission
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M3/00Conversion of analogue values to or from differential modulation
    • H03M3/02Delta modulation, i.e. one-bit differential modulation
    • H03M3/022Delta modulation, i.e. one-bit differential modulation with adaptable step size, e.g. adaptive delta modulation [ADM]

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Analogue/Digital Conversion (AREA)
  • Transmission Systems Not Characterized By The Medium Used For Transmission (AREA)
  • Time-Division Multiplex Systems (AREA)
  • Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
  • Dc Digital Transmission (AREA)

Description

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«... . . •-—■-j·-;- ri ft..;^A-;N" r -5-5S «.... . • -— ■ -j · -; - ri ft ..; ^ A-; N "r -5-5S

LANDV/cHi-ISTfi. S5 GOSO MÜNCHEN 2 TEL. O 89/55 5719LANDV / cHi-ISTfi. S5 GOSO MUNICH 2 TEL. O 89/55 5719

München, den 8. Juni 1976 Anwalt sale ten ζ.: 46 - Pat.Munich, June 8th 1976 Lawyer sold ten ζ .: 46 - Pat.

Hasler AG, Belpstraße 23, CH 5000 Bern 14, SchweizHasler AG, Belpstrasse 23, CH 5000 Bern 14, Switzerland

Verfahren zur Codierung und Decodierung von AnalogsignalenMethod for coding and decoding analog signals

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Codierung und Decodierung von Analogsigiialen in einem Übertragungsverfahren, bei welchem die codierten Signale mittels einzeln auslösbaren Codetelegrammen an den Empfänger übertragen werden.The invention relates to a method for the coding and decoding of analog signals in a transmission method, in which the coded signals are sent to the receiver by means of individually triggerable code telegrams be transmitted.

Die Auslösung der Codetelegramme kann von dem Signal abhängig gemacht werden; wenn sie zur Übertragung eines Ferngespräches dienen, werden nur dann Amplituden des Signals kennzeichnende Codetelegramme übertragen, wenn gesprochen wird. Es ist eine Aufgabe der Erfindung,The triggering of the code telegrams can be made dependent on the signal; if they want to transfer a For long-distance calls, code telegrams identifying the amplitudes of the signal are only transmitted if is spoken. It is an object of the invention

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ein Verfahren zur Codierung von Analogsignalen anzugeben, welches bei dem genannten Übertragungsverfahren eine möglichst geringe Anzahl von Bits bei genügendem Signalrauschverhältnis benötigt.specify a method for coding analog signals, which in said transmission method requires the smallest possible number of bits with a sufficient signal-to-noise ratio.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass PrüfZeitabschnitte grösster vorbestimmter Dauer gebildet werden, dass durch mehrmalige Abtastung während jedes Prüfzeitabschnittes geprüft wird, ob die Aenderung des Analogsignals seit Beginn des laufenden Prüfzeitabschnittes einen vorbestimmten positiven oder negativen Schwellwert überschritten hat, dass bei Eintreten dieses Falles sofort ein entsprechendes Codetelegramm übertragen und der laufende PrüfZeitabschnitt beendet wird, dass am Ende jedes PrüfZeitabschnittes, der die genannte grösste Dauer erreicht, hat, ein der zu diesem Zeitpunkt erreichten Aenderung zugeordnetes Codewort übertragen wird, und dass im Empfänger jedes empfangene Codewort in eine Amplitudenänderung zurückgewandelt und fortlaufend die Summe der Amplitudenänderungen gebildet wird.The invention is characterized in that test time segments largest predetermined duration are formed that by repeated sampling during each test period it is checked whether the change in the analog signal since the beginning of the current test period has exceeded a predetermined positive or negative threshold value that immediately when this occurs a corresponding code telegram is transmitted and the current test period is ended, that at the end of each Test time segment that reaches the specified maximum duration, one that reached at this point in time Change assigned code word is transmitted, and that in the receiver each received code word in a Amplitude change converted back and continuously the Sum of the amplitude changes is formed.

Das Codierverfahren entspricht für kleine Aenderungsgeschwindigkeiten des Signals einem Verfahren mit differentieller Pulscodemodulation (DPCM) mit niedriger Abtastfrequenz und für hohe Aenderungsgeschwindigkeiten des Signals einem Deltamodulationsverfahren mit hoher Abtastfrequenz und einem sehr hohen Schwellwert.The coding method corresponds to low rates of change of the signal using differential pulse code modulation (DPCM) with lower Sampling frequency and a delta modulation method for high signal change speeds with a high sampling frequency and a very high threshold value.

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Die Vorteile des Verfahrens werden sich aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Figuren ergeben. Es zeigen: Fig, 1 und 2 Diagramme zur Erläuterung der Wirkungsweise des Codierverfahrens. Fig. 3 eine .Blockschaltung des Sendecodierers, Fig. 4 eine Blockschaltung des Empfängerdecodierers, Fig. eine detaillierte Schaltung des Sendecodierers und Fig. 6 ein Impulszeitdiagramm zu dieser Schaltung.The advantages of the method will become apparent from the description of an exemplary embodiment with reference to the figures result. There are shown: FIGS. 1 and 2 diagrams to explain the mode of operation of the coding method. FIG. 3 shows a block circuit of the transmission encoder, FIG. 4 shows a Block diagram of the receiver decoder, Fig. A detailed circuit of the transmitter encoder and 6 is a pulse timing diagram for this circuit.

In Fig. 1 ist der Verlauf eines Analogsignals z. B. einer stetig veränderlichen Spannung V in Abhängigkeit von der Zeit dargestellt. Zur Zeit t habe die Spannung irgendeinen Wert V . Im folgenden wird nurIn Fig. 1, the course of an analog signal z. B. a continuously variable voltage V as a function represented by time. At time t, the voltage has some value V. The following is only

CL 'CL '

die Spannungsänderung V_ = V - V0 betrachtet. + Vthe voltage change V_ = V - V 0 is considered. + V

Jk Gt ΓJk Gt Γ

und - V seien zwei Schwellenspanriungen, deren Ueberschreitung feststellbar ist. Im gegebenen Beispiel hat das" Signal bei tg die obere Schwelle Überschritten und es wird daraufhin ein entsprechendes Codewort übertragen. Der erste PrüfZeitabschnitt ist damit t ...tg. Von V wird die Spannung V abgezogen. V geht zurand - V let two threshold spanriations be exceeded is detectable. In the example given, the "signal has exceeded the upper threshold at tg and a corresponding code word is then transmitted. The first test period is thus t ... tg. The voltage V is subtracted from V. V goes to

Jv X , JLJv X, JL

Zeit tg fast auf Hull; übrig bleibt die Aenderung von V vom Augenblick der Schwellwertüberschreitung bis tg.Time tg almost on Hull; what remains is the change of V from the moment the threshold value is exceeded until tg.

Die längste Dauer eines PrüfZeitabschnittes ist auf Abtastzeitabschnitte festgelegt. Bei den 10 AbtastungenThe longest duration of a test period is on Sampling time periods specified. At the 10 samples

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zu den Zeiten t7 -. tl6 wird kein Ueberschreiten eines der beiden Schwellwerte festgestellt. Zur Zeit tl6 wird der Prüfabschnitt beendet, der Wert V wird in ein digitales Codewort umgesetzt und direkt oder nach entsprechender Umformung übertragen. Diese Codierung kann linear oder nichtlinear erfolgen.at times t7 -. tl6 will not exceed a of the two threshold values. At time tl6 the test section is ended, the value V becomes a digital code word converted and transmitted directly or after appropriate conversion. This coding can be linear or non-linear.

Das beim Ueberschreiten der Schwelle erzeugte Codewort ist gleich dem Codewort, das erhalten wird, wenn die Amplitude T codiert ist.The code word generated when the threshold is exceeded is the same as the code word that is received when the Amplitude T is encoded.

Wie in Fig. 2 angedeutet ist, entspricht die Deltacodierung mit veränderlicher Uebertragungsrate einer Codierung mit nichtlinearem Quantisierungsmasstab. Wird der Grenzwert V nach η Abtastungen überschritten, entspricht dies auf der Parallelen zur Koordinatenachse zur Zeit t, den Abschnitten Vr . Damit ergibt sich eineAs indicated in FIG. 2, the delta coding with a variable transmission rate corresponds to one Coding with a non-linear quantization scale. If the limit value V is exceeded after η scans, corresponds to this on the parallels to the coordinate axis at time t, the sections Vr. This results in a

sehr günstige Signal-zu-Rausch-Kennlinie in Abhängigkeit von der Signalamplitude.very favorable signal-to-noise characteristic as a function of on the signal amplitude.

Macht man die G-rosse der Schwellwertspannung abhängig von der seit Beginn des jeweiligen Prüfzeitabschnittesvergangenen Zeit, so kann damit die Deltacodierungskennlinie verändert werden. Das gleiche Ergebnis kannThe size of the threshold voltage is made dependent from the one that has elapsed since the beginning of the respective test period Time, the delta coding characteristic can be changed with it. The same result can be

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dadurch erreicht werden, dass die Abstände der Abtastimpulse abhängig gemacht werden von der seit Beginn des PrüfZeitabschnittes vergangenen Zeit. Schliesslich kann die Schwellwertspannung eine Funktion der übertragenen Codeworte sein. Dann wird durch das Codewort am Ende des Prüfzeitabschnittes längster Dauer das Verhältnis der Analogspannungsänderung zum jeweiligen Schwellwert bezeichnet.can be achieved by making the intervals between the sampling pulses dependent on the one from the beginning of the test period elapsed time. In the end the threshold voltage can be a function of the transmitted code words. Then through the code word At the end of the test period, the longest duration is the ratio of the analog voltage change to the respective Referred to as the threshold value.

Fig. 3 gibt ein Blockschema des Codierers auf der Sendeseite. Ein Taktgeber 1 gibt ununterbrochen Impulse ab, die zu allen mit CP bezeichneten Eingängen der Schaltungsblöcke geführt werden.Fig. 3 gives a block diagram of the encoder on the transmitting side. A clock 1 gives continuously Pulses that are sent to all of the circuit block inputs marked CP.

2 ist der Eingang für das Analogsignal, 3 eine analoge Addierschaltung für die auf den Leitungen 2 und 4 anstehenden Spannungen. Die Spannung auf Leitung 4 ist das Vergleichssignal der Delta- und DPCM-Modulation, das durch einen Kondensator 5 während gewisser Zeitabschnitte konstant gehalten und am Ende dieser Zeitabschnitte schrittweise verändert werden kann.2 is the input for the analog signal, 3 is an analog signal Adding circuit for the pending on lines 2 and 4 Tensions. The voltage on line 4 is the comparison signal of the delta and DPCM modulation, this is kept constant by a capacitor 5 for certain periods of time and at the end of these periods of time can be changed gradually.

An die Ausgangsleitung 6 der Addierschaltung ist der Amplitudendiskriminator 7 angeschlossen, welcher ein Ausgangssignal auf die Leitung 8 abgibt, wenn derThe amplitude discriminator 7 is connected to the output line 6 of the adding circuit, which is a Output signal on line 8 emits when the

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Betrag der Spannung V auf Leitung 6 grosser ist als der Betrag der Vergleichsspannung V . An die Leitung 6 ist ferner ein Vorzeichendiskriminator 9 angeschlossen, welcher auf den Ausgangsleitungen 10 und 10a ein Signal abgibt, wenn die Spannung auf Leitung 6 positiv ist. Das Signal auf Leitung 10 betätigt einen Schalter 11 derart, dass dieser in seiner Ruhestellung eine Leitung 12 mit der Spannung -V und in der Arbeitsstellung mit der Spannung +V verbindet.The amount of the voltage V on line 6 is greater than the amount of the comparison voltage V. A sign discriminator 9 is also connected to line 6 and emits a signal on output lines 10 and 10a when the voltage on line 6 is positive. The signal on line 10 actuates a switch 11 in such a way that it connects a line 12 with the voltage -V in its rest position and with the voltage + V in the working position.

Das Signal auf Leitung 8 betätigt über eine Verknüpfungsschaltung 17 und Leitung 28 den Umschalter 13, der in Arbeitsstellung Leitung 12 mit dem Eingang 14 einer Ladungsübertragungsschaltung 15 (charge parcelling unit) verbindet. Das Signal auf Leitung 8 hat femer über Leitung 16 ein Signal am Auslöseeingang der Ladungsübertragungsschaltung 15 zur Folge und veranlasst damit die Uebertragung einer Ladungsmenge, welche proportional ist zu der am Eingang 14 anliegenden Spannung, auf den Kondensator 5. Schliesslich wird ein Signal zum TeIegramngenerator 18 gegeben, welcher die Aussendung eines Telegramms bewirkt, bei welchen mindestens ein Bit durch das Ausgangssignal des Vorzeichendiskriminators 9 bestimmt wird. Soweit entspricht die Schaltung einem Deltamodulator, welcher bei jedem Takt entweder eine Meldung "positive Aenderung" oder eine Meldung "negative Aenderung" oder keine Meldung aussendet. Der Telegrammaus— gang ist mit 19 bezeichnet.The signal on line 8 actuates the changeover switch 13 via a logic circuit 17 and line 28, the line 12 in the working position to the input 14 of a charge transfer circuit 15 (charge parcelling unit) connects. The signal on line 8 also has a signal via line 16 at the triggering input of the charge transfer circuit 15 and thus causes the transfer of an amount of charge which is proportional corresponds to the voltage applied to input 14, to capacitor 5. Finally, a signal is sent to the telegram generator 18 given, which causes the transmission of a telegram in which at least one bit is through the output signal of the sign discriminator 9 is determined. So far the circuit corresponds to a delta modulator, which with each cycle either a message "positive change" or a message "negative change" or does not send a message. The telegram output is labeled 19.

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Ausser den genannten Schaltungsblöcken enthält die Anlage eine DPCM-Codiereinrichtung, das heisst eine Einrichtung für differentielle Pulscodemodulation. Diese besteht aus einer Abtast- und Halteschaltung (sample and hold circuit), welche über die Leitung mit einem Analog/Digital-Wandler 22 verbunden ist", während der Eingang 14 der Ladungsübertragungseinrichtung 15 über Schalter 13 an den Ausgang 21 der Abtast- und Halteschaltung 20 angeschlossen bleibt. Die Codierung kann linear oder nichtlinear erfolgen. Das letzte ist am rechten Rand der'Pig. I angedeutet.In addition to the circuit blocks mentioned, the system contains a DPCM coding device, that is to say one Device for differential pulse code modulation. This consists of a sample and hold circuit (sample and hold circuit), which is connected via the line to an analog / digital converter 22 ", while the input 14 of the charge transfer device 15 via switch 13 to the output 21 of the Sample and hold circuit 20 remains connected. The coding can be linear or non-linear. The last one is on the right edge of the 'Pig. I indicated.

Ein Zähler 24 modulo 10 zählt die Taktimpulse des Taktgenerators 1 und gibt bei der Stellung 0 (=10) ein Signal auf seiner Ausgangsleitung 25 ab. Dieses Signal geht üb.er die Verknüpfungsschaltung 17 auf die Leitung 27 und veranlasst die Schaltung 20, die Spannung auf Leitung 6 abzutasten, auf Leitung 21 zu übertragen und dort während kurzer Zeit konstant zu halten, es veranlasst ferner die Umwandlung des Analogsignals auf Leitung 21 in ein digitales Codewort durch den Analogdigitalwandler 22, welches über Leitung 23 zum Telegrammgenerator 18 übertragen wird. Der Schalter 13 bleibt in Ruhelage, so dass das Signal auf Leitung 16 die Uebertragung einer der Spannung auf Leitung 21 entsprechenden Ladungsmenge auf den Kondensator 5 über die Ladungsübertragungsschaltung 15 bewirkt.A counter 24 modulo 10 counts the clock pulses of the clock generator 1 and outputs at position 0 (= 10) a signal on its output line 25 from. This signal goes through the logic circuit 17 line 27 and causes circuit 20 to sample the voltage on line 6 on line 21 to be transmitted and kept constant there for a short time, it also causes the conversion of the Analog signal on line 21 into a digital code word by analog-to-digital converter 22, which via Line 23 is transmitted to the telegram generator 18. The switch 13 remains in the rest position, so that the signal on line 16, the transfer of an amount of charge corresponding to the voltage on line 21 to the capacitor 5 effected via the charge transfer circuit 15.

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Ausserdem leitet es die Aussendung eines Telegramms durch den Telegrammgenerätor 18 ein.It also initiates the transmission of a telegram by the telegram generator 18.

Die Leitung 16 ist ferner mit einem Nullstellungseingang des Zählers 24 verbunden, so dass dieser nach jedem Auftreten eines Signals auf Leitung 16 von Null zu zählen beginnt.The line 16 is also provided with a zero position input of the counter 24 connected, so that this after each occurrence of a signal on line 16 from zero begins to count.

In Fig. 4 ist die Empfangsseite der Uebertragungsanlage dargestellt. Die auf Leitung 40 ankommenden Telegramme werden vom Empfänger 41 empfangen und , gesteuert durch ein Taktsignal auf Leitung 53» in ein Schieberegister 42 eingeschrieben. Der Empfänger 41 wird nicht näher beschrieben, da er nicht zum Erfindungsgegenstand gehört. In der dargestellten Anordnung hat"das Schieberegister 42 Zellen ED für das Startbit,In Fig. 4 is the receiving side of the transmission system shown. The telegrams arriving on line 40 are received and controlled by the receiver 41 written into a shift register 42 by a clock signal on line 53 ». The receiver 41 is not described in more detail as it is not part of the invention heard. In the arrangement shown, "the shift register has 42 cells ED for the start bit,

EY für das Vorzeichenbit und Bl' B7' für dieEY for the sign bit and Bl 'B7' for the

Informationsbits. Diese entsprechen den Leitungen AD,Information bits. These correspond to lines AD,

AV, Bl B7 im Sender. Je nach dem VorzeichenbitAV, Bl B7 in the transmitter. Depending on the sign bit

wird über den Verstärker 43 der Umschalter 44 umgeschaltet und schaltet an den Referenzeingang 45 eines Digital/Analog-Wandlers 46 entweder die Spannung -V oder die Spannung +V . Der Digital/Analog-Wandler wandelt die auf seinen Eingängen 47 von den Stellenthe switch 44 is switched over via the amplifier 43 and switches either the voltage -V to the reference input 45 of a digital / analog converter 46 or the voltage + V. The digital / analog converter converts the points on its inputs 47

Bl' B71 des Schieberegisters 42 erhaltenen SignaleBl 'B7 1 of the shift register 42 received signals

in eine analoge Spannung um. ED steuert einen Univibrator 43, welcher für eine vorbestinmte Zeit deninto an analog voltage. ED controls a univibrator 43, which for a predetermined time

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Schalter 49 schliesst und damit den Kondensator 50 des Integrierverstärkers 51 um einen der Analogspannung am Ausgang 52 des Digital/Analog-Wandlers entsprechenden Schritt verändert.Switch 49 closes and thus the capacitor 50 of the integrating amplifier 51 by one of the analog voltage at the output 52 of the digital / analog converter corresponding step changed.

War das Telegramm im Sender durch eine Ueberschreitung der Schwelle +V oder -V verursacht, so sind die Bits in den Stellen B1-B7 alle gleich 1 und am Ausgang des Digital/Analog-Wandlers entsteht eine +V oder -V entsprechende Spannung, je nach Stellung des Schalters 44. Wurde das Telegramm über den Analog/Digital-Wandler im Sender erzeugt, so ist der Betrag der Ausgangsspannung auf Leitung 52 kleiner als V , entsprechend dem binären Codewort, und der Schritt, um welchen sich die Ladung des Kondensators 50 verändert, ist in entsprechendem Masse kleiner.Was the telegram in the sender due to an overrun the threshold causes + V or -V, so are the bits in points B1-B7 all equal to 1 and a + V or -V corresponding to the output of the digital / analog converter is produced Voltage, depending on the position of switch 44. If the telegram was sent via the analog / digital converter in Transmitter generates, the amount of the output voltage on line 52 is less than V, corresponding to the binary Code word, and the step by which the charge on the capacitor 50 changes, is in the corresponding Mass smaller.

Fig. 5 zeigt eine detaillierte Schaltung zum Blockschema der Fig. 3. Die Addierschaltung 3 besteht aus einem Operationsverstärker 61 mit den beiden Eingangswiderständen 62 und 63 und dem Rückkopplungswiderstand 64. Die Abtast- und Halteschaltung 20 setzt sich aus einem Eingangsoperationsverstärker 65 und einem Verstärker 66 mit dem Verstärkungsfaktor 1 zusammen, die über den Schalter 61 verbunden sind. Am Eingang des Verstärkers 66 befindet sich der Kondensator 68, welcher beimFig. 5 shows a detailed circuit block diagram of Fig. 3. The adder circuit 3 comprises an operational amplifier 61 with the two input resistors 62 and 63 and the feedback resistor 64. The sample and hold circuit 20 consists of an input operational amplifier 65 and an amplifier 66 with the gain factor 1, which are connected via the switch 61 . At the input of the amplifier 66 is the capacitor 68, which at

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Schliessen des Schalters 67 auf die Ausgangsspannung des Verstärkers 65 aufgeladen wird. Der Schalter 67 wird über einen "Verstärker 69 geöffnet, wenn auf Leitung 27 das Signal auftritt, welches eine A/D-Wandlung im Wandler 22 auslöst.Closing the switch 67 to the output voltage of the amplifier 65 is charged. The switch 67 is opened via an amplifier 69 when on line 27 the signal occurs, which triggers an A / D conversion in converter 22.

Dieser Wandler ist nicht näher beschrieben, da derartige Schaltungen als integrierte Schaltungen im Handel erhältlich sind. Das gleiche gilt für den Zähler 24.This converter is not described in detail, since such circuits are commercially available as integrated circuits are. The same applies to the counter 24.

Die Ladungsübertragungseinheit 15 enthält einen Eingangs-Operationsverstärker 70 mit einem Eingangswiderstand und einem Rückkopplungswiderstand 73. Sein Ausgang ist über einen Kondensator 74 und einen Schalter 75 an den Eingang eines Operationsverstärkers 76 angekoppelt, welcher über einen Kondensator 77 rückgekoppelt ist. Schalter 75 wird über den Verstärker 78 betätigt.The charge transfer unit 15 contains an input operational amplifier 70 with an input resistor and a feedback resistor 73. Its output is coupled via a capacitor 74 and a switch 75 to the input of an operational amplifier 76, which is fed back via a capacitor 77. Switch 75 is operated via amplifier 78.

Der Amplitudendiskriminator 7 enthält einen Analogkomparator 79, dessen Eingänge an den Leitungen 6 und 12 liegen und an dessen Ausgang der Zustand 1 auftritt, wenn das Signal V_ auf Leitung 6 grosser ist als die Spannung auf Leitung 12. Der Ausgang des Komparators 79 ist mit einem Eingang eines EXKLUSIV-ODER-Tores 80The amplitude discriminator 7 contains an analog comparator 79, whose inputs are on lines 6 and 12 and whose output is state 1, when the signal V_ on line 6 is greater than the voltage on line 12. The output of the comparator 79 is with an input of an EXCLUSIVE-OR gate 80

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verbunden, dessen anderer Eingang ein Vorzeichensignal über die Leitung 10 erhält. Am Ausgang dieses EXKLUSIV-ODER-Tores tritt der Zustand 1 auf, wenn |Vx| < |Vr|ist. Dieses Signal stellt einen Flipflop 81, wenn das Taktsignal CP von 0 auf 1 geht.connected, the other input of which is a sign signal receives over line 10. The state 1 occurs at the output of this EXCLUSIVE OR gate if | Vx | <| Vr | is. This signal sets a flip-flop 81 when the clock signal CP goes from 0 to 1.

Der Vorzeichendiskriminator 9 enthält einen Analogkomparator 82, dessen einer Eingang mit der Leitung 6, dessen anderer Eingang mit Masse verbunden ist, einen Flipflop 83, dessen Eingangstore geschlossen sind und der daher nicht gesetzt werden kann, solange CP auf 1 ist, und zwei Ausgänge 10 und 10a.The sign discriminator 9 contains an analog comparator 82, one input of which is connected to line 6, the other input of which is connected to ground Flip-flop 83, the entrance gates of which are closed and which therefore cannot be set as long as CP is at 1, and two outputs 10 and 10a.

Das Signal am Ausgang 10 stellt den Schalter 11 in Arbeitsstellung, wenn das Vorzeichen von V positiv ist. Der Ausgang des !Comparators 82 ist über die Leitung 10a mit einem Flipflop 85 verbunden, an dessen Ausgang ein Signal erscheint, welches für das zu übertragende Codewort das Vorzeichen angibt.The signal at output 10 puts switch 11 in the working position when the sign of V is positive is. The output of the comparator 82 is connected via the line 10a to a flip-flop 85, at whose A signal appears at the output, which indicates the sign of the code word to be transmitted.

Die Referenzspannungen +V und -V werden vom Referenzspannungsgenerator 92 erzeugt. Dieser kann auch vom Taktgenerator über die mit CP bezeichnete Leitung gesteuert werden.The reference voltages + V and -V are generated by the reference voltage generator 92 generated. This can also be controlled by the clock generator via the line labeled CP will.

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Die Verknüpfungsschaltung 17 hat folgende Eingänge:The logic circuit 17 has the following inputs:

Leitung Signal Bezeichnung
CP CP Taktimpulse
8 C Schwellwert überschritten 25 Z0 Zähler in Nullstellung
Line signal designation
CP CP clock pulses
8 C Threshold exceeded 25 Z 0 Counter in zero position

Das Taktsignal CP wird durch eine Verzögerungsschaltung 86 um einen Bruchteil einer Taktperiode verzögert. Das verzögerte Taktsignal wird mit CPV "bezeichnet.The clock signal CP is delayed by a delay circuit 86 by a fraction of a clock period. That delayed clock signal is denoted by CPV ".

Leitung Signal Bedingung BezeichnungLine Signal Condition Designation

27 E * = C . ZQ . CPV Auslösung des A/D-27 E * = C. Z Q. CPV triggering of the A / D

Wandlers und Halten der Abtast- und Halte schaltung.Converter and hold the sample and hold circuit.

16 A = (C + Z ) . CPY Auslösung der Ladungsübertragung und Nullstellung des Zählers16 A = (C + Z). CPY initiation of the charge transfer and reset the counter

28 P = C . CPV Umschalten auf Delta28 P = C. CPV switch to delta

modulation.modulation.

AD = (C + Z0). CP Start der Uebertragung.AD = (C + Z 0 ). CP start of transmission.

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Die Leitungen AD, Bl..B7, AV sind mit dem in Fig. 5 nicht gezeichneten Telegrammgenerator verbunden; die auf ihnen auftretenden Signale dienen zum Telegramnaufbau,und zwar liefert AD das Startsignal, Bl...B7 die Amplitudenkennzeichnung (lllllll für die grösste Amplitude) und AV das Vorzeichensignal.The lines AD, Bl..B7, AV are connected to the telegram generator not shown in FIG. 5; the Signals occurring on them are used to structure telegrams, and AD delivers the start signal, Bl ... B7 the amplitude identification (lllllll for the largest Amplitude) and AV the sign signal.

Fig. 6 gibt den Verlauf der Spannungen an verschiedenen Punkten der Schaltung nach Fig. 5 wieder. Dabei ist eine "positive Logik" vorausgesetzt: die dem Zustand 1 entsprechende Spannung ist grosser als die dem Zustand entsprechende.Fig. 6 gives the course of the voltages at various Points of the circuit according to FIG. 5 again. A "positive logic" is required: the logic corresponding to state 1 Voltage is greater than that corresponding to the state.

Auf der ersten Zeile sind die Taktimpulse CP des Taktgebers 1 dargestellt, auf der zweiten Zeile die gleichen Impulse nach dem Durchlaufen des Verzögerers 86, mit CPV gezeichnet. Die dritte Zeile gibt die Stellungen des Zählers 24 an. Auf der vierten Zeile folgt eine Darstellung des Verlaufs der Spannung V auf der Leitung 6; die weiteren Zeilen zeigen die bezeichneten Signale auf den angegebenen Leitungen.The clock pulses CP of the clock generator 1 are shown on the first line, the same ones on the second line Pulses after passing through the retarder 86, drawn with CPV. The third line gives the positions of the Counter 24. The fourth line is a representation of the course of the voltage V on the line 6; the other lines show the designated signals on the specified lines.

Wegen des Ueberschreitens der oberen Schwelle während der Stellung 3 des Zählers 24 wird Flipflop 81 bei Beginn des CP-Impulses gestellt und das Signal C aufBecause of exceeding the upper threshold during the position 3 of the counter 24 flip-flop 81 is set at the beginning of the CP pulse and the signal C on

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Leitung 8 geht auf 1. Dies erzeugt über ODER-Tor 87 und UND-Tor 89 ein Signal A auf Leitung 16, sobald CPV beginnt. Es erscheint eine 1 an den Ausgängen Bl-. ..B7f und beim Ende von CP auch am Ausgang des XHTD-Tores 88, was über Leitung AD die XJebertragung eines Codetelegramms bewirkt.Line 8 goes to 1. This generates a signal A on line 16 via OR gate 87 and AND gate 89 as soon as CPV begins. A 1 appears at the outputs Bl-. ..B7 f and at the end of CP also at the output of the XHTD gate 88, which causes the XJ transmission of a code telegram via line AD.

Der Zustand von AV wurde durch den Vorzeichendiskriminator auf 1 gestellt. C stellt weiterhin den Schalter 13 um, so dass beim Schliessen des Schalters 75 die +V entsprechende Ladungsmenge auf den Kondensator 77, der dem Kondensator 5 in Fig. 3 entspricht, übertragen wird. Das Signal A stellt den Zähler 24 in die Grundstellung zurück.The state of AV was set to 1 by the sign discriminator. C continues to set the switch 13 um, so that when the switch 75 is closed, the + V corresponding amount of charge on the capacitor 77, which corresponds to the capacitor 5 in Fig. 3, transferred will. The signal A resets the counter 24 to its basic position.

Dieser Zähler zählt jetzt die Taktimpulse und es erfolgt weiterhin keine G-renzwertüberschreitung. Wenn der Zähler auf Hull ankommt, geht das Signal Z über Leitung 25, Tor 91, Leitung 27, löst die Abtast- und Halteschaltung 20 und den A/D-Wandler 22 aus, der ein Codewort auf die Ausgänge Bl...B7 überträgt. Am Ende des*CP-Impulses wird über die Tore 87 und 88 und Leitung AD der Impuls abgegeben, welcher die Aussendung eines Codetelegramms veranlasst. This counter now counts the clock pulses and the limit value is still not exceeded. When the counter arrives on Hull, the signal Z goes over line 25, gate 91, line 27, triggers the sample and hold circuit 20 and the A / D converter 22, which transmits a code word to the outputs Bl ... B7. At the end of the * CP pulse, The pulse is emitted via gates 87 and 88 and line AD, which causes the transmission of a code telegram.

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Claims (1)

PATENTANSPRUECHEPATENT CLAIMS Verfahren zur Codierung und Decodierung von Analogsignalen in einem übertragungsverfahren, "bei welchem die codierten Signale mittels einzeln'auslösbaren Codetelegrammen an den Empfänger .übertragen werden, dadurch gekennzeichnet,Method for coding and decoding analog signals in a transmission method, "in which the coded signals are transmitted to the receiver by means of individually triggerable code telegrams, characterized, dass Prüfzeitabschnitte grösster vorbestimmter Dauer gebildet werden,that test periods of the greatest predetermined duration are formed, dass durch mehrmalige Abtastung während jedes PrüfZeitabschnittes geprüft wird, ob die Aenderung des Analogsignals seit Beginn des laufenden PrüfZeitabschnittes einen vorbestimmten positiven oder negativen Schwellwert überschritten hat,
dass bei Eintreten dieses Falles sofort ein entsprechendes
that by repeated sampling during each test period it is checked whether the change in the analog signal since the beginning of the current test period has exceeded a predetermined positive or negative threshold value,
that if this occurs, a corresponding immediately
Codetelegramm übertragen und der laufende PrüfZeitabschnitt beendet wird,Transmit code telegram and the current test period is terminated, dass am Ende jedes PrüfZeitabschnitts,der die genannte grösste Dauer erreicht hat, ein der zu diesem Zeitpunkt erreichten Aenderung zugeordnetes Codewort Übertragen wird,that at the end of each test period, the said has reached the greatest duration, a code word assigned to the change achieved at this point in time is transmitted will, und dass im Empfänger jedes empfangene Codewort in eine Amplitudenänderung zurückgewandelt und fortlaufend die Summe der Amplitudenänderungen gebildet wird.and that in the receiver each received code word is converted back into an amplitude change and continuously the Sum of the amplitude changes is formed. 609883/0765609883/0765 2· Verfahren nach Patentanspruch 1,dadurch gekennzeichnet, dass das bei Ueberschreiten des Schwellwertes erzeugte Codewort gleich dem Codewort ist, welches in einem am Ende eines Prüfabschnittes erzeugten Telegramm einer dem Schwellwert gleichen Aenderung zugeordnet wäre.2 · Method according to claim 1, characterized in that that the code word generated when the threshold value is exceeded is the same as the code word which is in an am Telegram generated at the end of a test section would be assigned a change equal to the threshold value. 3. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet,3. The method according to claim, characterized in that dass der Schwellwert eine Zeitfunktion ist, deren Wert von der Zeit seit Beginn des jeweiligen PrüfZeitabschnittes abhängig ist.that the threshold value is a time function, the value of which depends on the time since the beginning of the respective test period is dependent. 4. Verfahren nach Patentanspruch7, dadurch gekennzeichnet,4. The method according to claim 7 , characterized in that dass der Schwellwert eine Funktion der übertragenen Codeworte ist.und dass durch das Codewort am Ende eines Prüfzeitabschnittes das Verhältnis der Analogspannungsänderung zum jeweiligen Schwellwert bezeichnet ist.that the threshold value is a function of the transmitted code words and that by the code word at the end of a test period the ratio of the change in analog voltage to the respective threshold value is designated. /1
-5· Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstände zwischen zwei aufeinanderfolgenden Abtastungen während jedes Prüfzeitintervalls eine Funktion der seit Beginn des Prüfzeitintervalls verflossenen Zeit sind.
/1
Method according to patent claim, characterized in that the intervals between two successive scans during each test time interval are a function of the time that has elapsed since the start of the test time interval.
609883/0765609883/0765 6. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, gekennzeichnet im Sender durch eine Summierschaltung (3)> an deren einen Eingang (2) das Analogsignal und an deren anderen Eingang (4), der mit einer Analogspeicheranordnung (5) verbunden ist, ein Vergleichsignal liegt, das den Wert des Analogsignals zu Beginn des betreffenden Prüf Zeitabschnittes "betrifft, und an deren Ausgang (6) die Aenderungsspannung auftritt,6. Device for carrying out the method according to claim I, characterized in the transmitter by a summing circuit (3)> at one input (2) the analog signal and at the other input (4), which is connected to an analog memory arrangement (5), there is a comparison signal which relates to the value of the analog signal at the beginning of the relevant test period ", and at the output (6) of which the change voltage occurs, durch einen Taktgeber (l), welcher bei jedem Takt eine Abfrage der Amplitudenänderung bewirkt,by a clock (l), which is a Query of the amplitude change causes durch einen Amplitudendiskriminator (7), der ein Signal abgibt, wenn die Aenderungsspannung einen positiven oder negativen Schwellwert überschreitet,, durch einen Vorzeichendiskriminator (9), der ein der Polarität der Aenderungsspannung entsprechendes Signal abgibt,by an amplitude discriminator (7) which emits a signal when the change voltage is positive or exceeds the negative threshold value, by a sign discriminator (9), which is one of the Emits a signal corresponding to the polarity of the change voltage, durch eine Verknüpfungsschaltung (17), welche mit dem Amplitudendiskriminator und dem Taktgeber verbunden ist und beim Empfang eines Signals vom Amplitudendiskriminator die Auslösung eines die Schwellwertüberschreitung anzeigenden Signals auf der Uebertragungsleitung und die Subtraktion des Schwellwertes von der Aenderungsgrösse bewirkt, und nach Empfang einer vorgegebenen Zahl von Takten ohne Schwellwertüberschreitung die Codierung der Aenderungsspannung in einem Analog/Digital-Wandler (22) die Aussendung einer der Aenderungsspannungby a logic circuit (17) which is connected to the amplitude discriminator and the clock generator and upon receipt of a signal from the amplitude discriminator, the triggering of the exceeding of the threshold value indicating signal on the transmission line and the subtraction of the threshold value from the change quantity causes, and after receiving a predetermined number of clocks without exceeding the threshold value Coding of the change voltage in an analog / digital converter (22), the transmission of one of the change voltage 609883/0765609883/0765 entsprechenden codierten Nachricht und eine Rückführung der Aenderungsspannung auf Null steuert, weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass der Empfänger ein durch jedes empfangene Telegramm ausgelöster Empfänger "bekannter Art für differentielle Pulscodemodulation ist.corresponding coded message and a return controls the change voltage to zero, further characterized in that the receiver is a Receiver triggered by each telegram received is of a known type for differential pulse code modulation. 7· Verwendung des Verfahrens zur UeTaertragung von Analogsignalen in einem Nachrichtensystem, in welchem jede Nachricht vom Sender mit einer Adresse versehen und an eine Vielzahl von Empfängern ausgesandt wird und von dem durch die Adresse gekennzeichneten Empfänger empfangen wird.7 · Use of the procedure for the transmission of analog signals in a messaging system in which each message is provided with an address by the sender and sent to a plurality of recipients is sent and received by the recipient identified by the address will. 609883/0765609883/0765
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SE7606840L (en) 1976-12-21
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