DE2539769A1 - Pulskodemodulation mit dynamikbegrenzung - Google Patents
Pulskodemodulation mit dynamikbegrenzungInfo
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Description
"Pulskodemodulatloii mit Dynamikbegrenzung" .
1. Gebiet, auf das sich die Erfindung bezieht.
Die Erfindung bezieht sich auf ein TJbertra— gungssystem
zur Signalübertragung mittels Pulskodemodulation,
wobei der Sender mit einer Anordnung für Dynamikkompression und der Empfänger mit einer Anordnung
für Dynamikexpansion versehen ist, welche letztere Anordnung aus einem Dynamikregelkreis besteht, der einen
Dynaniikrcgelsignalgenerator enthält, dem übertragene Inforniationsimpulse zugeführt werden, sowie einen
Vervielfacher, dem das vom Dynamikregelsignalgenerator
erzeugte DynaroiTcrogelsignal sowie übertragene
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ORIGINAL INSPECTED
PHN
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Impulse zugeführt werden und dessen Ausgang an eine Dekodierschaltung zur Rekonstruktion des zu übertragenden
Signals gelegt ist.
2. Stand der Technik.
2. Stand der Technik.
Pulskodemodulationssystcme, in denen Dynamikkompression
und Dynamikexpansion angewandt wird, sind bekannt und beispielsweise in der englischen
Patentschrift 1.197*509 ist ein Deltamodulations—
system mit z\irei getrennten Kanälen beschrieben worden, wobei das Dynamikregelsignal im Sender durch
Abtastung der Hüllkurve des Informationssignals erhalten wird. Die aus dieser Abtastung erhaltenen Impulse werden durch eine erste Sendeanordnung über einen ersten Kanal zum zusammenarbeitenden Empfänger übertragen und dort einem Dynamikregelsignalgenorator
zugeführt und zwar zur Erzeugung eines Dyiiainikregel— signals. Die Impulse, die im Sender aus dem Inforraationssignal erhalten sind und durch eine zweite Sende— anordnung über einen zweiten Kanal zum zusammenarbeitenden Empfänger übertragen worden sind, werden in
einem Amplitudenmodtilator mit dem Dynamikregelsignal moduliert.
Patentschrift 1.197*509 ist ein Deltamodulations—
system mit z\irei getrennten Kanälen beschrieben worden, wobei das Dynamikregelsignal im Sender durch
Abtastung der Hüllkurve des Informationssignals erhalten wird. Die aus dieser Abtastung erhaltenen Impulse werden durch eine erste Sendeanordnung über einen ersten Kanal zum zusammenarbeitenden Empfänger übertragen und dort einem Dynamikregelsignalgenorator
zugeführt und zwar zur Erzeugung eines Dyiiainikregel— signals. Die Impulse, die im Sender aus dem Inforraationssignal erhalten sind und durch eine zweite Sende— anordnung über einen zweiten Kanal zum zusammenarbeitenden Empfänger übertragen worden sind, werden in
einem Amplitudenmodtilator mit dem Dynamikregelsignal moduliert.
Auch ist ein übertragungssystem der eingangserwähnten
Art, bei dem das Informationssignal durch
mit Hilfe von Pulskodeinodulation gebildete Kodeworte gekennzeichnet wird, in_ der englischen Patentschrift 1.193-726 beschrieben worden. Hier wird das Dynamik-609813/0940
mit Hilfe von Pulskodeinodulation gebildete Kodeworte gekennzeichnet wird, in_ der englischen Patentschrift 1.193-726 beschrieben worden. Hier wird das Dynamik-609813/0940
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regelsigiial durch Verwendung des gegebenenfalls vorhandenen
Impulses mit dom grösston Gewicht im Kodewort,
das der augenblickliche Signalpegel des Informationssignals kennzeichnet, aufgebaut, damit die Kodieruiigs-
und Dckodierungseinheit proportional zu diesem Pegel geändert wird.
Weiter ist in der englischen Patentschrift
1.261.951 ein derartiges System beschrieben, bei dem
das Deltamodulationsprinzip ange\tfandr wird und wobei
das Dynamikregelsignal im Sender sowie im zusammenarbeitenden 'Empfänger mittels eines Iiupulsniustei-analysators
entsteht, der Impulse abgibt, die in ihrer Dauer· von dor Anzahl gleicher Impulse abhängig sind,
die nacheinander in derjenigen Impulsreihe auftreten,
die die kodierte Repräsentation des zu übertragenden
Signals bildet.
Diese bekannton Systeme sind derart, dass
der mit dom Sender■zusammenarbeitende Empfänger dem
Eingangssignal des Senders über den ganzen dynamischen
Bereich möglichst genau folgt, so dass auch alle Änderungen iiu Sigiialpegol des Eingangssignals am Ausgang
erscheinen.
3· Kurze 13eschreibt:!ng der Erfindung.
3· Kurze 13eschreibt:!ng der Erfindung.
Zum Verarbeiten schneller Tonpogelschwankungen
braucht das menschliche Ilörorgan gewisse An-
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passungszeit. In dor Praxis hat es sich daher- herausgestellt,
dass die Verständlichkeit bei nacheinander auftretenden Sprachsignalen mit einem wesentlich unterschiedenen,
Schallpegel geringer ist als wenn der Pegel dieser Signale nahezu gleich ist.
Die Erfindung bezweckt nun, ein Übertragungssystem der obenstehend beschriebenen Art zu
schaffen, in dem auf besonders einfache /Weise ein konstanterer Schallpegel verwirklicht wird.
Das erfindungsgemässe System weist dazu das
Kennzeichen auf, dass im Dynamikregelkreis des Emp-Tangers,
in den durch den Dynamikregelsignalgenerator, den Vorvielfacher und die Dekodierschaltung gebildeten
Kreis eine Begrenzeranordnung aufgenommen ist.
Bei Anwendung der erfindungsgemässen Massnahme
werden die Schwankungen des Sclallpegels empfangsseitig beschränkt und zwar dadurch, dass grosso Signalwerte
auf einen vorbestimmten Wert begrenzt werden, so dass ein konstantener Schallpegel verwirklicht
und dement sprechend die Verständlichkeit verbessert
wird.
h. Kurzbeschreibung der Figuren.
h. Kurzbeschreibung der Figuren.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in
den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Bs zeigen:
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Fig. 1 ein übertragungssystem nach der* Erfindung,
das aus einem Sender und einem Empfänger vom Deltamodulationstyp mit Kompansion besteht,
Fig. 2 ein einfaches Ausführuiigsbeispiel einer BegrenzeranOrdnung zum Gebrauch entsprechend
der Erfindung,
Fig. 3 ein erfindungsgemässes Übertragungssystem,
wobei Signalübertragung mittels Pulskodemodulation angewandt wird.
5. Detaillierte Beschreibung der Figuren.
5. Detaillierte Beschreibung der Figuren.
Das in Fig. 1 dargestellte System nach der Erfindung ist zur übertragung von Gosprächssignalen
in Form von durch Deltamodulation erhaltenen digitalen Signalen eingerichtet. Insbesondere werden im
Sender die einem Mikrophon 1 entnommenen Signale über ein Bandpassfilter 2 mit einem Durchlassband
von 0,3-3»^ kHz und einer NF-Verstärker 3 einem
Differenz erz euger h zugeführt. Dem Differenzerzeuger
h wird zugleich über* einen Vergleichskreis 5 mit einem
Ortsempfänger 6 mit einer darin aufgenommenen Dc-
kodierschaltung 7j die im Ausführungsbeispiel aus einem
integrierenden Netzwerk besteht, eine Vergloichsspannung zugeführt. Dadurch entsteht am Ausgang des
Differenzerzeugers k eine Differenzspannung, die eine
an einen Impulsgenerator 8 angeschlossene Abtastanordnung 9 steuert.
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Abhängig von dor Polarität dor Ausgangsspannung
des Differenzorzeugcrs ^l treten die vom Impulsgenerator
8 herrührenden Impulse am Ausgang der Abtastanordnung
9 auf, bzw. werden ausgetastet. An den Ausgang der Abtastanordnung 9 ist auf bekannte Weise
ein vom Impulsgenerator 8 gesteuerter Impulsregenerator 10 angeschlossen.· Die regenerierten Impulse werden
dem Vergleichskreis 5 zugeführt und ausserdem nach Verstärkung in einem Endverstärker 11 über die Leitung
12 einem zusammenarbeitenden Empfänger zugesandt.
Die im zusammenarbeitenden Empfänger über
die Leitung 12 erhaltenen Impulse werden über einen Impulsregenerator 13 einer Dekodierschaltung 14 zugeführt
entsprechend der Dekodierschaltung 7 des Senders, wodurch am Ausgang der Dekodierschaltung 1^1
eine der Vergleichsspannung im Sender entsprechende Signalspannung entsteht.
Der Impulsregenerator 13 ist an einen mit
dem Impulsregenerator 8 des Senders auf bekannte Weise zu synchronisierenden Ortsimpulsgenerator 15
angeschlossen. Tiber einen NF-Ver* stärk er 16 und ein
Bandpassfilter 17» das die aus serhalb des Gesprächsfrequenzbandes
liegenden Frequenzen austastet, wird die Signalspannung einer Wiedergabeanordnung 18 zugeführt
.
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In der beschriebenen Anordnung für Deltamodulation tritt bei der Wiedergabe der zu übertragenden
Signale das durch die Amplitudenquantisierung herbeigeführte Quantisierungsgoräusch auf, das die
Viedergaboqualität beeisiträchtigt. Diese Beeinträchtigung
der Wiedorgabequalität durch das Quantisiorungsgeräusch
wird bekanntlich dadurch verringert, dass im Dynainikregelkrcis 19 bzw. 20 der Energieinhalt der der
Dekodierschaltimg 7 bzw. 1^ zugeführten Impulse in einem
als Iinpulsinodulator ausgebildeten Vorvielfacher 21 bzw. 22 durch ein Dynamikregelsignal gesteuert
wird. Das Dynamikregolsignal wird einem durch die Ausgangsimpulse der Abtastanordnung 9 gespeisten
Dynamikregelsignalgenerator 23 bzw. 2k mit einem im Ausgangskreis liegenden integrierenden Netzwerk
25 bzw. 26 entnommen.
In dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel enthält der Dynamikregelsignalgenerator 23
bzw. 2h weiter noch einen Impulsmustoranalysator 27
bzw. 28, wie dieser1 in der englischen Patentschrift
1.261.951 besehrieben worden ist, der nacheinander
die Konfiguration der1 durch die Ausgangsimpulse gebildeten
Impulsgmtppen .innerhalb eines festen und
beschrankten Zeitintervall.« von mindestens drei aufeinanderfolgenden
Impulsen des Impulsgencrators 8 bzv;. 15 analysiert und beim Auftritt vorherbestimmter
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Iinpiil s gruppen ein impulsf örmiges Ausgangs signal liefert,
das zur Erzeugung des Dynamikregelsignals dem integrierenden Netzwerk 25 bzw. 26 zugeführt wird.
Mit der beschriebenen Anordnung werden in der Praxis ausgezeichnete Resultate erzielt, aber
weil durch Anwendimg des beschriebenen Dynamikregelkreises 19 bzwo 20 die dem Mikrophon 1 zugeführten
Signale genau befolgt werden, werden auch alle Schwankungen im Schallpegel der Wiedergabeanordnung
18 wiedergegeben.
Die Erfindung bietet eine andere Konzeption des Dynamikregelkreises 20 im Empfänger, wobei die als
belästigend erfahrenen Schallstärkenschwankurjgen beschränkt werden, und zwar dadurcli, dass in den genannten
Dynamikregelkreis eine Begrenzeranordnung aufgenommen
wird und zwar in den durch den Dynamikregelsignalgenerator
24, den Vervielfacher 22 und die Dekodierschaltung
"\k gebildeten Kreis.
In dem in Fig. .1 dargestellten Aus fülirungsbeispiel
gibt es eine Begrenzeranordnung 29 und zwar zwischen dem Ausgang des integrierenden Netzwerkes
26 und dem Eingang des Vervielfachers 22. Eine andere Möglichkeit ist, die Begrenzeranordnung dem Vervielfacher
22 und der Dekodiersclialtung 1Ί- zwischenzuschalten.
Fig. 2 zeigt eine einfache Ausführungsform
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SAD
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der Begrenzeranordnung 29 zum Gebrauch in einem System
nach der - Erfindung. Die Anordnung besteht aus
zwei Transistoren 30 und 31 unl drei Widerständen 32,
33 und 34, die auf die in der Figur angegebene Veise
miteinander verbunden sind. Als solche bilden die Transistoren 30 und 31 ein sogenanntes "long-tailed
pair". Die Basiselektroden 35 und 36 der Transistoren
30 und 31 bilden den Eingang der Begrenzeranordnung,
während der Ausgang, an dem die begrenzte Spannung auftritt, durch die Kollektorelektroden 37 und 38
gebildet wird.
In Fig. 3 ist ein anderes Übertragungssystem nach der Erfindung dargestellt und zwar ein System,
das zur übertragung von Gesprächssignalen mittels PCM-kodierter Pulskodemodulation eingerichtet ist. In
einem Sender werden die von einen Mikrophon 39 aufgenommenen Signale über ein differenzierendes Netzwerk
40 und einen NF-Verstärker 41 einem Pegelspannungsgencrator
42 zugeführt, der aus einem Gleichrichter
43 und einem Tiefpassfilter 44 mit einer Grenzfrequenz
von beispielsweise 100 Hz besteht. Die Pegelspannung wird in einer Zusammenfügungsanordnung 45 mit dem zu
übertragenden Gesprächssignal zusammengefügt und über
eine Abtastanordnung 46 einer Kodierschaltung 47 zugefühn
Die von der Kodierschaltung 47 gelieferten Ausgangsimpulse,
die in Kodegruppen den Pegel des Gesprächssig-
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nals kennzeichnen, werden nach Verstärkung in einem NF—Verstärker ^8 über eine Leitung h9 einem zusammenarbeitenden
Empfänger zugesandt.
Die über die Leitung 49 empfangenen Impulse
werden im Empfänger, nachdem sie auf bekannte Weise mittels eines von einem Impulsgenerator 50 gesteuerten
Impulsregcnorators 51 regeneriert worden sind,
einer Dekodierschaltung $2 zugeführt.
Die Kodicrschaltung H1J im .Sender sowie die
Dekodierschilltung 5?- im Empfänger sind auf die Art
und Weise ausgebildet, wie diese in der englischen Patentschrift 1.170.727 beschrieben worden ist, wodurch
am Eingang einer an die Dekodierschaltung 52 angeschlossenen Abtastanordnung 53 eine mit der Spannung
am Eingang der Abtastanordnung h6 des Senders vergleichbare Signalspannung entsteht. Diese Signalspannung
wird über einen NJF-Ver stärker 5^, ein integrierendos
Netzwerk ^ und ein Bandpassfilter 56
einer Wiedergabeanordnung 57 zugeführt. ,
Auch in diesem System wird Dynaniikkoinpansion
durch einen Dynamikrogelkreis 58 bzw. 59 erhalten.
Der Dynamikregelkrois besteht dazu* aus einem Dynamikregelsignalgeneratox*
60 bzw. 61, der ein Regelsignal liefert, mit dem auf bekannte Weise in einem Vervielfacher
62 bzw. 63 die Kodierungs- bzw. Dekodierungseinheit gesteuert wird.
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In diesem Ausführungsbeispiliel wird der Dynamikregelsignalgenorator
6o bzw. 61 duz*ch ein normalerweise
gesperrtes Tor 6h bzw. 65 gebildet, das im Takte
der Kodegruppen wähi'end des Impulses mit dem grössten
Gewicht freigegeben wird und weiter durch ein an den Ausgang dieses Tores angeschlossenes integrierendes
Netzwerk 66 bzw.67 mit einer Grenzfrequenz in der Grössenordnung der niedrigen Frequenzen des Pcgolspannuiigssignals,
beispielsweise 20 Hz, zur Erzeugung des Dynaiiiikregelsignals .
Im Sender wird die Abtastanordnung U6 und
das Tor 6h durch einen Impulsgenerator 68 gesteuert,
während ein mit dem Impulsgenerator 68 zu synchronisierend or Impulsgenerator 69 im Empfänger das Tor
und die Abtastanordnung 53 steuert.
Auch bei dem obenstehend beschriebenen System kann eine Verbesserung der Verständlichkeit erreicht
werden und zwar auf dieselbe Art und Weise wie dies im Ausführungsbeispiol nach Fig. 1 erläutert
wurde. Dazu ist in dem in Fig. 3 dargestellten
Ausführungsbeispiol zwischen dem Ausgang dos Ver\rielfachers
63 und dem Eingang der Dekodierschaltung 52
im Empfänger eine Begrenzeranordnung 70 vorgesehen.
Begrenzerschaltungen sind in vielen Ausführungsformen
aus (Igt Literatur durchaus bekannt. An dieser Stelle sei bemerkt, dass bei Versuchen be-
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~ 12 -
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reits ein gutes Resultat erreicht wurde mit hur einer
Diode rf.ls Begrenzer, was möglich ist, weil das zu begrenzende
Signal unipolar ist. Damit jedoch ein Temperaturausgleich erhalten wird empfehlt es sich, in
diesem Fall zwei gegeneinander geschaltete Diode zu verwenden.
Weiter sei bemerkt, dass andere Kompansions·
verfahren bekannt sind, wie beispielsweise bei HIDM ("High Information Delta Modulation"), was eine Form
von Deltamodulation ist mit nicht-gleichmässiger Quantisierung der Schrittgrösse, angewandt wird. ά
Dabei wird die Schrittgrösse beispielsweise durch eine Stellung eines Zählers festgelegt. Auch in diesem
Fall kann eine Begrenzung im Dynamikregelkreis
dadurch angewandt werden, dass nur ein bestimmter maximaler Wert der Schrittgrösse im Empfänger erlaubt
wird der kleiner ist als die maximale Schrittgrösse, mit der der Sender arbeitet. Dies kann dadurch
bewirkt werde:i, dass bei der Dekodierung der Stellung des Zählers nur bis zu einem bestimmten
Maximalwert gegangen wird oder dadurch, dass ein Zähler mit einer beschränkten Länge verwendet wird.
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Claims (3)
- PHN 7686 22.8.75PATENTANSPRÜCHE;Iy übertragungssystem zur Signalübertragung mittels Pulskodemodiilation, wobei der Sender mit einer Anordnung für Dynamikkompression und der Empfänger mit einer Anordnung für Dynamikexpansion versehen ist, welche letztere Anordnung aus einem Dynamikregelkz'ois 20,59 besteht, der einen Dyiiamikregelsignalgenerator 24,61 enthält, dem übertragene Informationsimpulse zugeführt werden, sowie einen Vorvielfacher 22,63 dem das vom Dynamikregelsignalgenerator 24,61 erzeugte Dyri amikregel signal sowie übertragene Impulse zugeführt werden und dessen Ausgang an eine Dekodiersclialtung 14,52 gelegt ist und zwar zur Rekonstruktion des zu übertragenden Signals dadurch gekennzeichnet, dass im genannten Empfänger in den genannten Dynamikregelkreis 20,59 ausserdem eine Begrenzeranordnung 29,70 aufgenommen ist und zwar in den Kreis, der durch den obengenannten DynamikregelSignalgenerator 24,61 den Vervielfacher 22,63 und die Dekodierschaltung 1^,52 gebildet wird.
- 2. Empfänger zum Gebrauch in einem tTbertragungssystem nach Anspruch 1 mit einer Anordnung für Dynamikexpansion, die aus einem Dynamikregelkreis 20,59 besteht, der einen Dynamikregelsignalgenerator 24,61 enthält, dem übertragene Informationsimpulse zugeführt werden, sowie'einen Vervielfacher 22,63609813/0940- Ik -PHN 7686 22.8.7525397G9dom das vom Dynamikregelsignalgenerator 2k,61 erzeugte DynamiKrogelsignal so\iie übertragene Impulse zugeführt werden und dessen Ausgang an eine Dekodiei-schaltung 1'+i52 gelegt ist und zifiir zxrr Rekonstruktion des zu übertragenden Signals, dadurch gekennzeichnet dass im genannten Dynamikregolkreis 20,39 aussordera eine Begrenzeranordnung 29,70 aufgenommen ist und zwar in den durch den obengenannton Dynamikregelsignalgenerator 2k,61, den Vorvielfacher 22,63 und die Dekodierschaltung Ik,52 gebildeten Kreis«
- 3. Empfänger* nach Anspruch 2, dadurch gekonnzeichnet, dass die Begrcnzcranordnung 29,70 im Dynamikregelkreis 20,59 zwischen dom Ausgang des Dynamikregelsignalgenerators 2k,6~l und dem Eingang des Vervielfachers 22,63 vorgesehen ist.60981 3/0940Leerseite
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- 1975-09-05 GB GB36620/75A patent/GB1525636A/en not_active Expired
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
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