DE1952379A1

DE1952379A1 - Delta-Modulationssystem

Info

Publication number: DE1952379A1
Application number: DE19691952379
Authority: DE
Inventors: Gaunt Jun Wilmer Barseau
Original assignee: Western Electric Co Inc
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1968-10-18
Filing date: 1969-10-17
Publication date: 1970-04-23
Also published as: GB1218510A; US3582784A; BE740357A; FR2021037A1

Description

Western Electric Company Incorporated Gaunt, W. B. Jr. 24

New York, N. Y.10007 V. St. A.

Delta-Modulation s system

Die Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren zur Delta-Modulation und -Demodulation, bei dem. die Art der binären Impulse die Beziehung zwischen den Amplituden von Abtastwerten einer Informationssignalspannung und einer durch Integrieren der binären Signalimpulse abgeleiteten, regenerierten Informations Signalspannung wiedergibt, sowie Anordnungen zur Durchführung des Verfahrens.

Unter den vielen bekannten Möglichkeiten zur Darstellung analoger Signale in digitaler Form hat die Delta-Modulation den Vorteil, dass sehr einfache Codier- und Decodierschaltungen benutzt werden können. Allgemein gesagt ist es dabei erforderlich, Änderungen der Signalhöhe, die durch einen von zwei diskreten Werten des übertragenen Signals dargestellt sind, zu übertragen. Diese Werten durch Feststellen der Differenz zwischen einem Informations signal-Abtastwert, der jede Amplitude in einem kontinuierlichen Bereich haben kann, und einem Bezugswert festgelegt, der durch die vorhergehenden Informationssignal-Abtastwerte bestimmt ist.

Bei einer einfachen Form der Delta-Modulation werden die übertragenen

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diskreten Impulse im Sender an eine Integrierechaltung angelegt.' Das Ausgangssignal der Integrierschaltung im Sender liefert einen Bezugs wert, der mit dem ankommenden Informations signal oder der Eingangsnachrichtenwelle verglichen wird. Wenn die augenblickliche Amplitude der Eingangswelle zu Beginn eines Abtastintervalls höher als der Bezugswert ist, wird während des Abtastintervalls ein Ausgangsimpuls positiver Polarität übertragen. Dieser Ausgangsimpuls erhöht wiederum

beim Anlegen an den Integrator dessen Aus gangs signal um einen festen stufenförmigen Betrag, so dass sich ein höherer Bezugswert für die nächste Abtastperiode ergibt. Wenn andererseits die augenblickliche Amplitude der Eingangswelle kleiner als der Integrator-Bezugswert ist, wird kein Ausgangsimpuls übertragen, und der Integrator-Bezugswert nimmt während des folgenden Abtastintervalls ab. Die Dichte der sich ergebenden Ausgangsimpulsfölge entspricht daher dem Anstieg der Eingangs-welle.

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Empfangsseitig wird das ursprüngliche Informationssignal auf einfache Weise dadurch wiedergewonnen, dass die übertragene Impulsfolge integriert und über ein Tiefpassfilter gegeben wird, um die Abtastfrequenz und deren Harmonische auszuschalten.

Bei einem Delta-Modulationssystem gibt· die Änderung des Integrator-

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Bezugswertes in festen Stufen Anlass zu Abweichungen der empfangsseitig wieder hergestellten Signalspannung gegenüber der ursprünglich an den Sender gelieferten Signalspannung. Diese Abweichungen werden als Quantisierungsrauschen bezeichnet und lassen sich durch Verwendung einer hohen Abtastfrequenz und kleiner Amplitudenschritte in Grenzen halten. Wenn der Bezugs-Quantenschritt ein fester Wert ist, stört dieser Rauschfaktor bei kleinen Signalen stärker, falls nicht der Quantenschritt ebenfalls sehr klein ist. Die Überwindung dieses Problems bei kleinen Signalen einfach dadurch, dass ein kleiner, fester Quantenschritt verwendet wird, verhindert jedoch die wirklichkeitsgetreue Verfolgung von Informationskurvenformen grosser Amplitude, wodurch der sinnvolle Verwendungsbereich solcher Systeme eingeschränkt wird. Diese Schwierigkeit konnte bisher nur durch eine übermässige Erhöhung der Abtästfrequenz überwunden werden, d.h., eine Vergrösserung der Übertragungsbandbreite.

Zur Lösung der sich aus diesen Schwierigkeiten ergebenden Aufgabe geht die Erfindung von einem Verfahren der eingangs genannten Art aus und ist gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte: Differenzieren der regenerierten Informationssignalspannung; Herleiten einer Spannung, die dem Absolutwert der sich ergebenden Ableitung proportional ist;

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Steuerung der Grosse der inkrementellen Änderung der integrierten regenerierten Informationssignalspannung unter Verwendung der hergeleiteten Spannung,

Eine Weiterbildung der Erfindung betrifft ein Delta-Modulations system zur Durchführung des Verfahrens, bei dem einem herkömmlichen Delta-Modulationssystem Rückkopplungsschaltungen hinzugefügt sind.

Bei einem speziellen Äusführungsbeispiel der Erfindung kann es sich dabei um Gatter-Rückkopplungs schaltungen handeln.

Erfindungsgemäss wird eine genaue Wiederherstellung der ursprünglichen Informations signale sowie eine beträchtliche Verringerung des Quantisierungsrauschens ermöglicht, ohne dass eine Erhöhung der Abtastfrequenz erforderlich ist. Der Sender weist den üblichen Komparator und Abtaster auf, wobei der Abtaster Ausgangsimpulse erzeugt, die integriert und an den Komparator zum Vergleich mit der Eingangsnachrichtenwelle gegeben werden.

Erfindungsgemäss wird der Integrator durch eine Rückkopplungs schleife ergänzt, die das niederfrequente Informationsspektrum des Integrator-Ausgangssignals differenziert und die Möglichkeit gibt, dass der Absolut-

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wert der erhaltenen Ableitung die Grosse des Quantenschrittes des Integrator-Bezugs wertes bestimmt. Auf diese Weise ändert sich zwangsweise die Grosse des Quantenschrittes des Integrators als Funktion der Steigung des Integrator-Ausgangs signals, das wiederum in Beziehung steht zur inkrementellen Amplitudenänderung der Eingangsinformationswelle. Eine grosse Steigung der Eingangswelle führt demgemäss zu grossen Quantenschritten, während eine kleine Steigung der Eingangswelle proportional kleinere Quantenschritte erzeugt und folglich ein proportional kleineres Quantisierungsrauschen ergibt. Kurz gesagt schwankt jetzt die Grösse der Änderung des Integrator-Bezugswertes, der in jedem Abtastintervall mit der Eingangsinformations welle verglichen wird, wenn sich die Steigung der Eingangswelle ändert.

In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 das Blockschaltbild des Senders und Empfängers eines

Delta-Modulationssystems entsprechend einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 2, 3A und SB Zeitdiagramme für die Betriebsweise des Delta-Modulationssystems gemäss Fig. 1 sowie einer herkömmlichen Ausführung;

Fig. 4 und 5 ein Ausführungsbeispiel des Systems nach Fig. 1 mit genaueren Einzelheiten.

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In Fig. 1 ist das Blockschaltbild eines Ausfuhrungsbeispiels der Erfindung dargestellt. Es sei zunächst das herkömmliche System gemäss Fig. 1 betrachtet, bei dem die Rückkopplungsschaltungen 17 und 22 nicht vorhanden sind. Das Eingangssignal auf der Leitung 10 in der Sendestelle wird zunächst an einen Komparator (Differenzschaltung) angelegt. Dort wird es mit dem Aus gangs signal des Integrators 15 verglichen. Das Aus gangs signal des Komparators 11 auf der Leitung 12 wird an einen Abtaster (Impulsgenerator) 13 gegeben, der einen binären 1-Impuls liefert/ wenn das Differenzsignal vom Komparator 11 positiv ist , und einen binären 0 -Impuls, wenn das Differenzsignal negativ ist; und zwar jedesmal dann, wenn ein Taktimpuls über die Leitung 19 empfangen wird. Das "quantisierte" Signal auf der Leitung 14 wird zum Empfänger übertragen und ebenfalls an einen Integrator 15 gegeben, dessen Ausgangssignal über die Leitung 16 an einen Komparator 11 angelegt ist.

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Diese, bekannte, prinzipielle Betriebsweise,eines Delta-Modulations-Senders ergibt ein deltamoduliertes Ausgangssignal des Abtasters 13, das sich ohne Schwierigkeiten den Kurvenformen in Fig. 2 entnehmen lässt. Zur Erläuterung sei eine Informations signal welle 26 betrachtet, die entsprechend der Darstellung unten, in Fig. 2 aufeinanderfolgende Amplituden bei der entsprechenden Abtastfrequenz besitzt. Immer dann,

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wenn die Spannung entsprechend dem Sägezahnmuster 27, das das ■Ausgangssignal des Integrators 15 oder 22 darstellt, beim Anlegen eines Taktimpulses an den Abtaster 13, beispielsweise im Punkt a in Fig. 2, kleiner ist als die Spannung entsprechend der Kurve 26, wird ein binärer 1-Impuls vom Abtaster 13 abgegeben. Dieser Impuls wird über die Leitung 14 zum zugeordneten Empfänger übertragen und ausserdem an den Eingang des Integrators 15 angelegt, so dass die Spannung am Ausgang des Integrators 15 um einen festen vorbestimmten Betrag auf den Punkt b (Fig. 2) erhöht wird.

Während des restlichen Abtastintervalls sinkt die im Integrator 15 gespeicherte Spannung derart ab, dass sie beim Empfang des nächsten Taktimpulses im Abtaster 13 dem Punkt c der Kurve 27 entspricht und wieder kleiner als die Spannung der Kurve 26 ist. Daher erzeugt in diesem Zeitpunkt der Komparator 11 erneut ein positives Ausgangssignal, so dass sich ein binärer 1-Impuls am Abtaster 13 während des nächsten Taktimpulses ergibt. Dieser binäre 1-Impuls dient wiederum zur Erhöhung zur Erhöhung des Bezugswertes im Integrator 15. Diesesmal bleibt jedoch die Spannung der Kurve 27 auf einem Wert d, der die Spannung der Kurve 26 zu Beginn des nächsten Abtastintervalls übersteigt. Unter diesen Bedingungen liefert der Komparator 11 kein Ausgangssignal, wodurch der Ausgang des Abtasters 13 gesperrt wird.

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Dies führt zur Übertragung eines binären O-Signals zum Empfänger und einem kontinuierlichen Absinken der Integrator-Ausgangsspannung auf den Punkt e. Dieser Vorgang setzt sich fort, wobei die Integrator-Aus gangs spannung um die durch die Kurve 26 dargestellte Eingangswelle schwankt und dadurch eine Annäherung an die Eingangswelle erzeugt, die im Empfänger zur Wiederherstellung der ursprünglichen

^ Eingangswelle einfach dadurch benutzt werden kann, dass die Abtast-

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und Integrier operation erneut durchgeführt wird. . ' ■ .-

Bei dem in Fig 1 gezeigten Ausführungsbeispiel wird das Ausgangssignal des Abtasters 13 auf der Leitung 14 zum Empfänger übertragen, wo es im Abtaster 20 abgetastet sowie über einen Integrator 21 und ein Tiefpassfilter (nicht gezeigt) geführt wird, um ein Abbild des ursprünglichen Eingangs signals zu erzeugen. Der Integrator 21 kann zweckmässig die gleiche Anordnung von Bauteilen wie der Integrator P des Senders enthalten, die nachfolgend unter Bezugnahme auf Fig. 4

beschrieben werden.

Man beachte, dass bei der bekannten Anordnung ein fester Quantenschritt benutzt wird, so dass unabhängig von der Steigung der Eingangswelle die Integrator-Ausgangsspannung während der Zeitdauer einer Periode der Abtastfrequenz immer um den gleichen Betrag ansteigt

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oder abfällt. Solange die Eingangswelle eine grössere Amplitude besitzt, reicht die in Form der Abtaster-Ausgangssignale unten in Fig. 2 dargestellte Abtastfrequenz zur Erzeugung eines Musters aus, das eine naturgetreue Wiederherstellung der ursprünglichen Eingangswelle ermöglicht. Wenn jedoch die Eingangswelle entsprechend Fig. 3A eine sehr kleine Amplitude besitzt, erzeugt ein fester Quantenschritt bei der gleichen Abtastfrequenz ein Spannungsmuster, das der ursprünglichen Eingangswelle nicht mit genügender Genauigkeit folgen kann, um eine befriedigende Wiederherstellung der Eingangswelle am Ausgang des zugeordneten Empfängers zu ermöglichen. Die Eingangswelle 3 0 in Fig. 3A unterscheidet sich nur hinsichtlich der Amplitude von der in Fxg. 2 dargestellten Kurve 26. In diesem Fall ist die Amplitude der Informationssignalsprung wesentlich, beispielsweise um den Faktor 10, kleiner als die der Kurve 26 entsprechende Spannung. Für die Kurve 30 sind die Spannungen mit einem Maßstab von 0, 1 Volt aufgetragen, während in Fig. 2'ein Maßstab von 1 Volt verwendet ist.

Wegen der Amplitudenquantisierung sinkt die Genauigkeit bei der Wiederherstellung der Eingangswelle für kleine Amplituden wegen der Verwendung eines festen Quantenschrittes zur Erzeugung der Integrator-Ausgangsspannung ab. So zeigt die Fig. 3A, dass unterhalb eines gegebenen Schwellwertes keine genaue Darstellung der Eingangs spannung

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übertragen wird. Die gestrichelte Kurve 31 in Fig. 3A verdeutlicht die niederfrequente Komponente de's integrierten Spannungsmusters 32, die offensichtlich nur eine sehr grobe Annäherung der Eingangswelle darstellt. Darüberhinaus stört bei Sprachsignalspannungen kleiner Amplitude das Quantisierungsrauschen besonders, weil das Verhältnis des Eingangsinformations signals und des Quantisierungsrauschens bei kleinen Eingangs spannungen abnimmt.

Die beiden Effekte, die bei kleiner Eingangs Signalamplitude besonders stören, nämlich die ungenaue Darstellung und ein abnehmendes Verhältnis zwischen dem Eingangssignal und dem Quantisierungsrauschen für kleinere Sprachamplituden, werden entsprechend dem vorliegenden Ausführungsbeispiel 4^er Erfindung beseitigt. Entsprechend Fig. 1 ist eine Rückkopplungsschleife mit der Schaltung 17 vorgesehen, die das Ausgangs signal des Integrators 15 differenziert und den Betrag der sich ergebenden Ableitung über die Leitung 18 an den Eingang des Integrators 15 anlegt. In diesem Fall dient das binäre Ausgangssignal 1 oder 0 des Abtasters 13 auf der Leitung 14 dazu,, den Betrag der vom Differentiator 17 erhaltenen Ableitung zum Integrator 15 zu führen, wo er den zu integrierenden Quantenschritt darstellt. Dieser Quantenschritt, der der Betrag des Integralanstiegs ist, hat natürlich keinen festen Wert, sondern schwankt entsprechend den Änderungen der Inte-

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grator-Ausgangsspannung. Auf diese Weise erzeugen Eingangssignale kleiner Amplitude auf der Leitung 10 entsprechend kleine Spannungsschritte auf der Leitung 16. So erzeugt ein Eingangssignal, das über mehrere Abtastintervalle konstant ist, eine zunehmend kleiner werdende Integrator-Ausgangsspannung.

Dieses Ergebnis lässt sich anhand von Fig. 3 erkennen, in der der Einfluss kleiner Eingangs signale auf den Delta-Modulations-Sender unter Verwendung eines festen Quantenwertes (Fig. 3A) mit dem Einfluss der gleichen Eingangs signale auf einen Sender entsprechend dem Ausführungsbeispiel der Erfindung (Fig. 3B) verglichen ist. So führt, wie oben bereits erwähnt, ein fester Quantenschritt zu der gestrichelten Aus-

gangskurve 31 in Fig. 3A. Dabei beträgt der Quantenschritt 0,4VoIt, so dass Signalspannungen innerhalb dieses Bereichs nicht genau wiedergegeben werden können. Man betrachte beispielsweise die Situation für den Punkt f, bei dem ein Vergleich anzeigt, dass die Spannung des Integrator-Ausgangssignals 32 kleiner als die Spannung der Eingangswelle 30 ist. Dann veranlasst ein Ausgangsimpuls des Abtasters den Integrator zu einer augenblicklichen Erhöhung seines Wertes auf den Punkt g, von dem aus die Spannung für den Rest des Abtastintervalls bis zum Punkt h am Beginn des nächsten Abtastintervalls abfällt. Da der Punkt h wesentlich oberhalb der augenblicklichen Amplitude der

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Eingangs welle 3 0 lie gt, erzeugt der Komparator zu diesem Zeitpunkt kein Abtaster-Ausgangs signal, und die Aus gangs spannung des Integrators fällt weiter während des nachfolgenden Abtastintervalls ab. Im Punkt j, der mit dem Beginn des nächstfolgenden Abtastintervalls zusammenfällt, ist die Integrator-Ausgangsspannung wiederum kleiner als die Spannung der zu diesem Zeitpunkt abzutastenden Welle, so dass sich ein weiterer vollständiger Quantenschritt ergibt,

Dieser Vorgang läuft ohne eine Änderung der Ausgangswelle 31 weiter, bis die Amplitude der Eingangs welle 30 um mehr als 0, 2 Volt angestiegen ist, d. h , um mehr als den halben Quantenschritt. Es zeigt sich daher, dass eine Amplitudenänderung der Eingangswelle so lange nicht registriert werden kann, als die Welle in einen Bereich entsprechend dem halben Wert des festen Quantenschrittes fällt.

Der Vorteil bei der Benutzung des variablen Quantenschrittes entsprechend dem Ausführungsbeispiel der Erfindung lässt sich jetzt erkennen. In Fig. 3B ist die gleiche Eingangswelle 30 mit kleiner Amplitude wiedergegeben. Betrachtet man wiederum die Situation im Punkt f, für den die Integrator-Ausgangsspannung kleiner als die Spannung .der Eingangswelle zu diesem Zeitpunkt ist, so lässt der Komparator den Abtaster einen positiven Ausgangsimpuls erzeugen, der wiederum den

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Quantenwert zum Integrator 15 führt. Statt eines festen Quantenschrittes von 0, 4 Volt entsprechend Fig. 3A entspricht im vorliegenden Fall der Quantenschritt dem Betrag des Anstiegs des vorhergehenden Integrator-Aus gangs signals. Da die Spannung dieses vorhergehenden Ausgangssignals entsprechend Fig 3B etwa O₃ 1 Volt war, liegt der Betrag ihres Anstiegs wesentlich unterhalb dieses Wertes.

Es sei beispielsweise angenommen, dass das Integrator-Ausgangssignal vom Punkt f um einen vorbestimmten Betrag ansteigt, von dem aus ein Abfall zum Punkt g möglich ist, der auf der oder etwas oberhalb der augenblicklichen Amplitude der Eingangswelle in diesem Punkt ist. Der Komparator gestattet daher dem Abtaster nicht, einen positiven Ausgangsimpuls zu erzeugen, und die Integrator-Ausgangs spannung fällt weiter ab, so dass sie zu Beginn des nächsten Abtastintervalls im Punkt h erneut unterhalb der Spannung der Eingangswelle liegt. Der Integrator erhält jetzt ein neues Quanteneingangssignal., das notwendigerweise kleiner als das letzte ist, da es aus der Steigung des letzten Integrator-Aus gangs signals abgeleitet ist.

Im Ergebnis erhält man eine ausserordentlich naturgetreue Verfolgung der Eingangswelle durch die Integrator-Avisgangskurve. Es ergibt sich auaserdem, dass bei Vorhandensein eines für eine Folge von Abtast-

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Intervallen konstanten Signals die Rückkopplungsschleife dafür sorgt, dass die aufeinanderfolgenden Integrator-Ausgangssignale auf einen beinahe unendlich kleinen Wert abfallen, so dass in diesem. Fall die Integrator-Aus gangs spannung ein genaues Abbild der Eingangs welle darstellt. Auch bei grosser en Eingangs Signalen entspricht die Güte dieser'Schaltungsanordnung der in FIg. .2 für bekannte Anordnungen dargestellten Güte.

Eine spezielle praktische Verwirklichung des Ausführungsbeispiels ist in Fig. 4 angegeben. Die Integrator-Rückkopplungsschaltung 17 enthält ein Tiefpassfilter 41, das nur die niederfrequente Komponente der~ aus dem Kondensator 40 abgeleiteten Integrator-Ausgangsspannung durchlässt. Diese niederfrequente Komponente wird dann an den Differenziator 42 gegeben, der die zugehörige Ableitung erzeugt und einem Vollweggleichrichter 43 zuführt. Dieser liefert den Betrag der Ablei- ^- tung. Das Ausgangssignal des Abtasters 13 auf der Leitung 14 dient

als Betätigungssignal am Gatter 45 im Integrator 15, um das Ausgangs-' signal des_ Gleichrichters 43 zum Kondensator 40 zu führen. Das Ausgangssignal des Gleichrichters 43 wird ausserdem über ein zweites Gatter 46 beim Empfang eines Betätigungssignals auf der Leitung von einer mit dem an den Abtaster 13 angelegten Taktimpuls-synchronisierten Taktimpuls quelle geführt. Der Abtaster 13 ist im vorliegenden

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Fall als einfaches logisches NAND-Gatter bekannter Art dargestellt.

Das Gatter 45 enthält in diesem Fall Schaltungen, die den Wert des zugeführten Signals verdoppeln, nämlich 2k| dV/dtl bilden, während das Gatter 46 so an den Kondensator 40 angeschaltet ist, dass es den Wert des Aus gangs signals des Gleichrichters 43 abzieht, nämlich -k I dV/dt I bildet. Das Gatter 46 wird in jedem Zyklus betätigt, während das Gatter 45 nur dann betätigt wird, wenn der Abtaster 13 einen positiven Ausgangsimpuls liefert. Wenn daher eine 1 übertragen wird, sind beide Gatter 45 und 46 betätigt, wodurch sich insgesamt eine Erhöhung der Ladung des Kondensators 40 ergibt, die dem Betrag der Ableitung des vorhergehenden Integrator-Ausgangssignals entspricht, nämlich k| dV/dt | . Wenn nur das Gatter 46 betätigt ist, weil der Abtaster 13 eine Aus gangs ziffer 0 liefert, so beträgt der gesamte Spannungsverlust des Kondensators 40 k | dV/dt | .

Im Empfänger sind entsprechende Schaltungen vorgesehen. So werden entsprechend Fig. 5 die deltamodulierten Signale auf der Leitung 14 unter Vermittlung der Taktimpulse auf der Leitung 23 über den Abtaster 20 geführt, und die Ziffer 1 wird benutzt, um den Wert 2k I dV/dt I zum Kondensator 50 zu führen. Gleichzeitig zieht das Gatter 52 den Wert k | dV/dt | vom Kondensator 50 beim Eintreffen

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eines Taktimpulses auf der Leitung 56 ab. Insgesamt ergibt sich eine Vergrösserung der Ladung des Kondensators 50 um k j dV/dt| beim Empfang der Ziffer 1 und eine Ladungsverkleinerung von k I dV/dt | beim Empfang der Ziffer 0. Die Rückkopplungsschaltung 22 mit dem Tiefpassfilter 53, dem Differenziator 54 und dem Gleichrichter 55 entspricht hinsichtlich ihres Aufbaus und ihrer Funktion den entsprechenden Bauteilen im Sender. Der einzige Unterschied besteht darin, dass das wiederhergestellte Analogsignal am Ausgang des Filters 53 entnommen wird.

Zweckmässig enthält die Anordnung ausserdem eine Anfangs-Bezugs-Spannungsquelle 48 (Fig. 4) und 58 (Fig. 5), um die Erzeugung eines Signals in den Kondensatoren 40 und 50 bei Betriebsbeginn sicherzustellen. Vor Anlegen eines Eingangssignals wäre nämlich die über dem Kondensator 40 erzeugte Signalsteigung Null. Wenn jetzt das Eingangsk signal angelegt wird, könnten die Gatter 45 und 46 den bewerteten Betrag I dv/dt I nicht zum Kondensator 40 übertragen, da J dv/dt j * Ö zu diesem Zeitpunkt ist. Theoretisch könnte dann der Betrieb nicht eingeleitet werden. Natürlich ist in der Praxis immer ein gewisses Rauschen vorhanden, das Komponenten im Informationsfrequenzband besitzt und zu einem endlichen Wert | dv/dt | führen würde. Es kann jedoch ungenügend sein, wenn man sich nur auf dieses Rauschen verlässt,

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da der Empfänger den Betrag des Integrator-Ausgangssignals im Sender verfolgen soll. Dann können sich die Signalamplituden voneinander unterscheiden,, da das Signal am Kondensator 40 durch das Eingangssignal des Komparators 11 bestimmt wird, während ein solcher absoluter Bezugs wert im Empfänger nicht vorhanden ist. Dies führt dann dazu, dass der Anfangs wert j dv/dt |. im Sender sich von dem im Empfänger unterscheidet, da unterschiedliche Rauschfaktoren bei ihrer Erzeugung beteiligt sind. Die Bezugsspannungsquellen 48 und 58 ergeben identische, minimale Bezugswerte für I dv/dt f im Sender und Empfänger, wodurch Signale gleicher Amplitude und gleicher Form reproduziert werden.

Die Filter-, Differenzier- und Gleichrichteroperationen können erfindungsgemäss mit Hilfe aller bekannten Verfahren durchgeführt werden. Das gleiche gilt für den Komparator, Abtaster und Integrator entsprechend dem Ausführungsbeispiel der Erfindung.

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Claims

' Pat e ntans prüche

"1 .j Verfahren zur Delta-Modulation und-Demodulation, bei dem die Art der binären Impulse die Beziehung zwischen den Amplituden von Abtastwerten einer Informationssignalspannung und einer durch Integrieren der binären Signalimpulse abgeleiteten, regenerierten Informationssignalspannung wiedergibt,
* gekennzeichnet durch die Verfahr ens schritte:

Differenzieren der regenerierten Informationssignalspannung] Herleiten einer Spannung, die dem Absolutwert der sich ergebenden Ableitung proportional ist;

Steuerung der Grosse der inkrementellen Änderung der integrierten regenerierten Informationssignalspannung unter Verwendung der hergeleiteten Spannung. .

fe 2. Delta-Modulationssystem mit einer entsprechend dem Verfahren

nach Patentanspruch 1 arbeitenden Informationssignal-Regeneriereinrichtung, die einen elektrischen Integrator sowie Schaltungen enthält, um eine inkrementell elektrische Änderung an den Integrator in Abhängigkeit von jedem deltamodulierten binären Signalimpuls anzulegen,
dadurch gekennzeichnet, dass eine Differenzierschaltung an den Aus-

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gang des Integrators angeschaltet ist und dass eine Steuerschaltung mit der Differenzierschaltung verbunden ist und in Abhängigkeit von dieser die Grosse der inkrementellen elektrischen Änderung steuert, die bei jedem der binären Signalimpulse an die Integrier schaltung angelegt wird. ■' ^:.:.-.. . -

3. Delta-Modulationssystem nach Anspruch 2, dadurch, gekennzeichnet, dass die Informations signal-Re generier einrichtung weiterhin folgende Bauteile enthält:

Einen Integrierkondensator (40/50) mit einem ersten, an Erde geschalteten Anschluss und einem zweiten Anschluss; ein Tiefpassfilter mit einem an den zweiten Anschluss des Integrierkondensators angeschalteten Eingang zur Sperrung der Abtastfrequenz und ihrer Harmonischen;

eine Differenzierschaltung mit einem an den Ausgang des Tiefpassfilters angeschalteten Eingang;

einen Vollweggleichrichter mit einem an den Ausgang der Differenzierschaltung angelegten Eingang zur Erzeugung eines Ausgangssignals, das dem Betrag des Eingangs signals proportional ist; eine erste Gatterschaltung (45, 51) mit einem ersten Eingang, der an den Ausgang des Vollweggleichrichters angeschaltet ist, einem Ausgang, der mit dem zweiten Anschluss des Integrierkondensators verbunden ist

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und mit einem zweiten Gatter eingang, an dem das deltamodulierte Signal anliegt, sowie mit Schaltungen zur Erzeugung eines Ausgangssignals, das 2K mal dem Eingangssignal ist,* wenn ein Impuls in dem deltamodulierten Signal vorhanden ist;

eine zweite Gatterschaltung (46, 52) mit einem ersten Eingang, der an den Ausgang des Vollweggleichrichters angeschlossen ist, einem an den zweiten Anschluss des Integrierkondensators angeschalteten k Ausgang und einem zweiten Gattereingang, der mit einer Quelle synchronisierter Taktimpulse verbunden ist, sowie mit Schaltungen zur Erzeugung eines Aus gangs signals gleich (-K) mal dem Eingangssignal während jeder Abtastperiode-

4. Delta-Modulationssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet dass eine Quelle vorbestimmter Spannung mit dem Ausgang des VoIlweggleichrichters verbunden ist, um die Anfangsbedingungen im Integrator bei dessen erster Betätigung einzustellen.

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