DE3344475A1 - Deltamodulations-codierer/decodierer-anordnung - Google Patents
Deltamodulations-codierer/decodierer-anordnungInfo
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- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
- H03M3/00—Conversion of analogue values to or from differential modulation
- H03M3/02—Delta modulation, i.e. one-bit differential modulation
- H03M3/022—Delta modulation, i.e. one-bit differential modulation with adaptable step size, e.g. adaptive delta modulation [ADM]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
- Transmission Systems Not Characterized By The Medium Used For Transmission (AREA)
Description
THE MARCONI COMPANY LTD., Middlesex, England
DeItamodulations-Codierer/Decodierer-Anordnung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Deltamodulations-Codierer/Decodierer-Anordnung.
Eine derartige Codierer/Decodierer-Anordnung benötigt gewöhnlich komplizierte analoge Stimmenfrequenzfilter,
um eine gute Arbeitsweise zu erreichen.
Gemäß einem Merkmal der Erfindung enthält eine DeI-tamodulations-Codierer/Decodierer-Anordnung
eine integrierte Schaltung mit einer digitalen Filtereinrichtung auf dem gleichen Substrat wie die Codierer/Decodierer-Logikschaltung,
wobei die digitale Filtereinrichtung einer Stimmenfrequenzfilterung
dient, die in der Codierer/Decodierer-Anordnung erforderlich ist.
Vorzugsweise ist dafür gesorgt, daß die digitale Filtereinrichtung eine oder mehrere Endlichimpulsantwort-
oder nicht-rekursive Filterstufen zusammen mit einer rekursiven Filterstufe zweiter Ordnung
aufweist.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung enthält eine DeItamodulations-Codierer/Decodierer-Anordnung
eine Codierereinrichtung zur Bildung eines Stroms codierter Sprachsignale mit einer vorbestimmten
Datenfolgefrequenz.
Vorzugsweise enthält diese Codierer/Decodierer-Anordnung eine Delta-Codierer-Anordnung, die mit einer
— A —
höheren Datenfolgefrequenz als der vorbestimmten
Folgefrequenz betrieben wird, so daß sie als Eingangs-Analog/Digital-Umsetzer
wirkt. Bei dieser Codierereinrichtung kann es sich um einen Delta-Sigma-Codierer
handeln. Die vorbestimmte Datenfolgefrequenz kann 16 oder 32 Kb/s und die höhere Datenfolgefrequenz
128 Kb/s betragen. Bei dem Delta-Codierer kann eine Kompandierung in Abhängigkeit vom Ausgangsdatenstrom
des Delta-Sigma-Codierers angewandt werden, um den Dynamikbereich des Deltacodierers
und der digitalen Filter zu verbessern.
Nachstehend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Codierer/Decodierer-Anordnung
anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 schematisch den Codiererteil der Codierer/ Decodierer-Anordnung,
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Fig. 2 schematisch den Decodiererteil der Codierer/ Decodierer-Anordnung und die
Fig. 3 und 4 Frequenzgänge zur Erläuterung der Wirkungsweise
der beiden Teile der Codierer/Decodierer-Anordnung.
In dem Codiererteil nach Fig. 1 wird die Eingangssprache mittels eines 128-Kb/s-Delta-Codierers 1
digitalisiert. Die Schrittweite dieses Delta-Codierers
1 wird durch ein digitales Modulationspegelanalysier-Filter 2 gesteuert, das seinerseits durch
einen Modulationspegelanalysator 3 gesteuert wird, . der am Ausgang des Codiererteils der Anordnung angeschlossen
ist. Der Dynamikbereich aller nach dem Codierer 1 auftretenden Signale ist daher kompri-
rr.iert. Dem Delta-Codierer 1 ist ein digitales Filter
mit Endlichimpulsantwort (finite impulse response) nachgeschaltet, das Doppelnullstellen bei 32, 64
und 96 kHz aufweist und eine Verringerung der Abtastfrequenz von 128 kHz auf 32 kHz für die anschließende
Filterung ermöglicht. Dem Filter 4 ist ein zweites digitales Filter 5 mit Endlichimpulsantwort
nachgeschaltet, das Nullstellen bei 5,33; 10,67; 21,33 und 26,67 kHz bewirkt. Dem Filter 5
ist ein digitales Tiefpaßfilter 6 mit einem Durchlaßbereich von 3,4 kHz und zwei Polen sowie einer
Doppelnullstelle bei 16 kHz nachgeschaltet. Die Pole dieses Filters 6 haben eine verhältnismäßig
hohe Güte Q und kompensieren die durch alle NuIlstellen bewirkte Durchlaßbereich-Absenkung. Ein
digitales Hochpaßfilter 7 mit 3CO Hz und zwei Polen unterdrückt niederfrequente Störsignale, wie sie
durch Netzleitungen verursacht werden, und ist als ein Netzwerk ausgebildet, das niederfrequente Signa-Ie
am Eingang des Codierers 1 unterdrückt. Es ist ferner am Ausgang des Filters 4 angeschlossen und
wird ebenfalls durch das Filter 2 gesteuert.
Das Ausgangssignal der Filterkette wird einem Delta-Sigma-Codierer
8 zugeführt, der die Ausgangsdaten abgibt. Der Delta-Sigma-Codierer 8 ist (im Gegensatz
zu einem Delta-Codierer) erforderlich, weil der Delta-Codierer 1 das Eingangssignal differenziert.
Ein Modulationspegelanalysator 3 analysiert die Ausgangsdaten und steuert die Schrittweite des
Deltacodierers 1. Der Frequenzgang der Codiererfilter, ohne das Hochpaßfilter 7, ist in Fig. 3 dargestellt.
Dem in Fig. 2 dargestellten Decodierteil werden eingangsseitig die Ausgangsdaten des Codierteils
zugeführt. Vom Eingang des Codierteils werden sie einer Filterkette und einem Modulationspegelanalysator
9 zugeführt. Alle Filter werden mit einer Abtastfrequenz von 32 kHz betrieben. Die Filterkette
enthält ein erstes digitales Filter 10 mit Endlichimpulsantwort und Nullstellen bei 6,4; 8; 12,8;
19,2; 24 und 25,6 kHz. Ferner enthält die Filterkette ein zweites digitales Filter 11 mit Endlichimpulsantwort
und Nullstellen bei 5,33, 10,67, 21,33 und 26,7 kHz. Das Ausgangssignal dieser Filter
wird in einem Multiplizierer 12 mit der durch ein digitales Modulationspegelanalysier-Tiefρaßfilter
13 gelieferten Schrittweite multipliziert und dann einem digitalen zweipoligen 3,4-kHz-Tiefpaßfilter
mit einer Nullstelle bei 15 kHz zugeführt. Wie im Codierteil, kompensieren die Pole dieses Filters
14 die durch alle Nullstellen im Durchlaßbereich bewirkte Absenkung. Schließlich wird das Ausgangssignal
des Tiefpaßfilters 14 durch einen 9-Bit-Digital/Analog-Umsetzer
15 in ein analoges Signal umgesetzt und einem externen RC-Filter 16 zugeführt, das gleichzeitig als Integrator und als Anti-Umfalteffekt-Filter
wirkt. Ein Trennverstärker 17 sorgt für einen Ausgangswiderstand von 600 0hm und stellt
eine Gesamtverstärkung von eins wieder her. Der Frequenzgang der Decodiererfilter ist in Fig. 4
dargestellt. Sein steiler Abfall oberhalb von 3,4 kHz stellt ein minimales Quantisierungsrauschen
bei guter Sprachverständlichkeit sicher.
Die digitalen Filter werden durch eine serielle Addition von Wörtern mit bis zu 16 Bits Länge verwirklicht,
und die Filtertaktfrequenz beträgt
3 3 Λ Α 4 7
16 χ 32 = 512 kHz. £in digitaler phasenstarrer Frequenzregelkreis
mit einem 6,3-MHz-Quarzoszillator
erzeugt ein Signal mit einer Frequenz von 512 kHz, das mit der Frequenz von 16 kHz eines äußeren Taktgebers
synchronisiert ist. Anstelle -eines 6,2-MHz-Quarzoszillators
kann der 512-kHz-Takt extern zugeführt werden, vorausgesetzt, daß er mit dem 16-kHz-Datentaktgeber
phasenstarr synchronisiert ist. Der Codierer/Decodierer kann auch mit 32 Kb/s anstelle
von 16 Kb/s betrieben werden.
Es ist günstig, diese Filter auf einem einzigen Chip (Halbleiterplatte) auszubilden, weil die Pole
und Nullstellen so gewählt sind, daß lediglich MuI-tiplikationen mit Potenzen von zwei oder mit sehr
einfachen Kombinationen von Potenzen von zwei erforderlich sind. Der komplizierteste Multiplizierer
ist der für die Schrittweitenmultiplikation in dem Decodiererteil vorgesehene Multiplizierer 12, doch
sind die Ausgangswörter der digitalen Endlichimpulsantwort-Filter nur fünf Bits lang, so daß dieser
Multiplizierer 12 nur vier Serien-Addierer benötigt. Der 9-Bit-Digital/Analog-Umsetzer 15, der für das
Ausgangssignal des Decodiererteils und für den DeI-tacodierer 1 erforderlich ist, enthält eine Reihenschaltung
aus ohmschen Widerständen mit 512 Abgriffpunkten, um die Monotonie sicherzustellen. Da die
meisten Schaltungen auf dem Chip dem Codier- und Decodierteil gemeinsam sind, kann der Chip sowohl
im Codierbetrieb als auch im Decodierbetrieb, jedoch nicht in beiden Betriebsarten gleichzeitig, betrieben
werden.
Claims (1)
- ΙΛ,. ..10546THE MARCONI COMPANY LTD., Middlesex, EnglandPatentansprüche1. Deltamodulations-Codierer/Decodierer-Anordnung, gekennzeichnet durch eine integrierte Schaltung mit einer digitalen Filtereinrichtung auf dem gleichen Substrat wie die Codierer/Decodierer-Logikschaltung, wobei die digitale Filtereinrichtung einer Stimmenfrequenzfilterung dient, die in der Codierer/Decodierer-Anordnung erforderlich ist.2. Anordnung nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß die digitale Filtereinrichtung eine oder mehrere Endlichimpulsantwort- oder nicht-rekursive Filterstufen zusammen mit einer rekursiven Filterstufe zweiter Ordnung aufweist.3. Deltamodulations-Codierer/Decodierer-Anordnung mit einer Codierereinrichtung zur Bildung eines Stroms codierter Sprachsignale mit einer vorbestimmten Datenfolgefrequenz,gekennzeichnet durch eine Delta-Codierer-Anordnung, die mit einer höheren Datenfolgefrequenz als der vorbestimmten Folgefrequenz betrieben wird, so daß sie als Eingangs-Analog/Digital-Umsetzer wirkt.■■·*"·-' ■-··-" 334Λ475A. Anordnung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine oder mehrere ditiale Filtereinrichtungen zwischen dem Ausgang der Delta-Codierer-Anordnung und dem Eingang der Codierer-Einrichtung, um eine Stimmenfrequenzfilterung zu bewirken.5. Anordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet.daß die Codierereinrichtung ein Delta-Sigma-Codierer ist.6. Anordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die vorbestimmte Datenfolgefrequenz 16 oder 32 Kilobit pro Sekunde und die höhere Datenfolgefrequenz 128 Kilobit pro Sekunde beträgt.
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Legal Events
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