NL8101199A - Systeem voor het kwantiseren van signalen. - Google Patents
Systeem voor het kwantiseren van signalen. Download PDFInfo
- Publication number
- NL8101199A NL8101199A NL8101199A NL8101199A NL8101199A NL 8101199 A NL8101199 A NL 8101199A NL 8101199 A NL8101199 A NL 8101199A NL 8101199 A NL8101199 A NL 8101199A NL 8101199 A NL8101199 A NL 8101199A
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- signal
- output signal
- output
- network
- quantizer
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B14/00—Transmission systems not characterised by the medium used for transmission
- H04B14/02—Transmission systems not characterised by the medium used for transmission characterised by the use of pulse modulation
- H04B14/04—Transmission systems not characterised by the medium used for transmission characterised by the use of pulse modulation using pulse code modulation
- H04B14/046—Systems or methods for reducing noise or bandwidth
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
- H03M3/00—Conversion of analogue values to or from differential modulation
- H03M3/30—Delta-sigma modulation
- H03M3/458—Analogue/digital converters using delta-sigma modulation as an intermediate step
- H03M3/46—Analogue/digital converters using delta-sigma modulation as an intermediate step using a combination of at least one delta-sigma modulator in series with at least one analogue/digital converter of a different type
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
- H03M3/00—Conversion of analogue values to or from differential modulation
- H03M3/30—Delta-sigma modulation
- H03M3/39—Structural details of delta-sigma modulators, e.g. incremental delta-sigma modulators
- H03M3/412—Structural details of delta-sigma modulators, e.g. incremental delta-sigma modulators characterised by the number of quantisers and their type and resolution
- H03M3/414—Structural details of delta-sigma modulators, e.g. incremental delta-sigma modulators characterised by the number of quantisers and their type and resolution having multiple quantisers arranged in cascaded loops, each of the second and further loops processing the quantisation error of the loop preceding it, i.e. multiple stage noise shaping [MASH] type
- H03M3/418—Structural details of delta-sigma modulators, e.g. incremental delta-sigma modulators characterised by the number of quantisers and their type and resolution having multiple quantisers arranged in cascaded loops, each of the second and further loops processing the quantisation error of the loop preceding it, i.e. multiple stage noise shaping [MASH] type all these quantisers being single bit quantisers
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
- H03M3/00—Conversion of analogue values to or from differential modulation
- H03M3/30—Delta-sigma modulation
- H03M3/39—Structural details of delta-sigma modulators, e.g. incremental delta-sigma modulators
- H03M3/412—Structural details of delta-sigma modulators, e.g. incremental delta-sigma modulators characterised by the number of quantisers and their type and resolution
- H03M3/422—Structural details of delta-sigma modulators, e.g. incremental delta-sigma modulators characterised by the number of quantisers and their type and resolution having one quantiser only
- H03M3/43—Structural details of delta-sigma modulators, e.g. incremental delta-sigma modulators characterised by the number of quantisers and their type and resolution having one quantiser only the quantiser being a single bit one
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
- Analogue/Digital Conversion (AREA)
- Transmission Systems Not Characterized By The Medium Used For Transmission (AREA)
Description
t 9 9 PHN 9970 1 N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken te Eindhoven.
Systeem voor het kwantiseren van signalen.
A. Achtergrond van de uitvinding.
A(1). Gebied van de uitvinding,
De uitvinding heeft betrekking op een systeem voor het kwantiseren van signalen bevattende in een zenderdeel kwantiseermiddelen, een 5 verschilvormer en foltermiddelen, waarbij een ingangssignaal en een van de kwantiseermiddelen afgeleid gekwantiseerd uitgangssignaal, dat als terugkoppelsignaal fungeert, aan de verschilvormer warden toegevoerd en een van het uitgangssignaal van de verschilvormer‘afgeleid signaal wordt toegevoerd aan de kwantiseermiddelen, dienende cm het niveau van het 10 van het uitgangssignaal van de verschilvormer afgeleide signaal te kwantiseren in een aantal kwantisatieniveau' s teneinde een gekwantiseerd uitgangssignaal teweeg te brengen, waarbij in het pad van het ingangssignaal filtermiddelen zijn geschakeld voor het relatief beïnvloeden van het spectrum van de kwantisatieruis ten opzichte van het spectrum van het 15 ingangssignaal.
De uitvinding kan worden toegepast bij A/D- en D/A-cmzetting en de omzetting van een digitaal formaat in een ander digitaal formaat (D/D-omzetting). In het algemeen is de uitvinding van toepassing bij die signaalhehandelingsmethoden waarbij als tussenstap het aarrf-al kwantisatie-20 niveau's van een signaal wordt verlaagd en de bemonsterfrequentie daarvan wordt verhoogd.
A(2). Beschrijving van de stand van de techniek.
Uit het tijdschrift IKE Transactions on Communication Systems, December 1962, pp 373-80,(referentie D.1), is het bekend, dat kwantisa-25 tieruis kan worden gereduceerd door een combinatie van terugkoppeling rond de kwantiseerder en verhoging van de bemonsterfrequentie.
Het is voorts bekend uit het tijdschrift IEEE Transactions on Circuits and Systems, Juli 1978, pp 448-60, (referentie D.2), dat de uiteindelijke signaal-ruisverhouding in een DPCM terugkoppelcodeerder wordt 30 bepaald door de ruis van de A/D-omzetter en de ruis welke een gevolg is van de drempelonnauwkeurigheid van de in de terugkoppellus opgencmen D/A-omzetter. Deze laatste ruisbijdrage vermindert de winst in signaal-ruisverhouding welke behaald kan worden door de combinatie van de terug- 8101199 EHN 9970 2 * 'i r koppeling rond de kwantiseerder en de verhoging van de bemonsterfrequentie.
B, Samenvatting van de uitvinding.
De uitvinding beoogt een systeem voor het kwantiseren van signalen aan te geven door toepassing waarvan de achteruitgang in prestaties 5 (performance) ten gevolge van onnauwkeurigheden in de D/A-omzetters verminderd kan worden.
Het systeem volgens de uitvinding heeft het kenmerk, dat de kwantiseermiddelen zijn ingericht voor het verschaffen van een tweede ge-kwantiseerd uitgangssignaal in reactie op het van het uitgangssignaal 10 van de verschilvormer afgeleide signaal en in het ontvangerdeel een met het eerste uitgangssignaal van het zenderdeel evenredig eerste ontvang-signaal wordt toegevoerd aan een eerste netwerk met een eerste overdrachtsfunctie en een met het tweede uitgangssignaal van het zenderdeel evenredig tweede ontvangsignaal wordt toegevoerd aan een tweede netwerk net 15 een tweede overdrachtsfunctie voor het relatief beïnvloeden van het spectrum van het tweede ontvangsignaal op een wijze welke analoog is aan de beïnvloeding van het spectrum van de kwantisatieruis door de genoemde foltermiddelen in het zenderdeel en het uitgangssignaal van het eerste netwerk met het uitgangssignaal van het tweede netwerk wordt gecombineerd 20 voor het verschaffen van een uitgangssignaal van het ontvangerdeel, waarbij de overdrachtsfunctie van het eerste en tweede netwerk zodanig zijn bepaald met betrekking tot de overdrachtsfunctie van het zenderdeel dat bij het combineren van de ontvangsignalen de kwantisatieruis in het eerste ontvangsignaal wordt gecompenseerd door een deel van de kwantisa-25 tieruis in het tweede ontvangsignaal.
Het aantal kwantisatieniveau's van het terugkoppelsignaal kan in principe twee bedragen, in welk geval in de terugkoppellus een êén-bits D/A-omzetter kan worden toegepast. Bij deze omzetting kan eventueel een niveau onbalans optreden. De daardoor veroorzaakte DC-fontspanning 30 is in het algemeen van weinig belang. Afgezien van deze foutspanning gedraagt de êên-bits omzetter zich foutloos, dit in tegenstelling tot mser-bits omzetters waarin bovendien niet-lineariteiten kunnen ontstaan als gevolg van de drenpelonnauwkeurigheden.
C, Korte beschrijving van de figuren, 35 Figuur 1 is een blokschema van een eerste systeem volgens de uitvinding.
Figuur 2 is een blokschema van een tweede systeem volgens de uitvinding.
8101199 * * PHN 9970 3
Figuur 3 is een blokschema van een variant van het systeem volgens figuur 2, waarbij het principe van het zogenaamde nesten is toegepast.
Figuur 4 is een blokschema van een variant van het systeem vol-5 gens figuur 2 geschikt voor digitale signaaloverdracht tussen het zenderdeel en het ontvangerdeel, wanneer het ingangssignaal en het uitgangssignaal beiden analoog (moeten) zijn.
Figuur 5 is een blokschema van een variant van het systeem 10 volgens figuur 3 geschikt voor digitale signaalover dracht tussen het zenderdeel en het ontvangerdeel, wanneer het ingangssignaal en het uitgangssignaal beiden analoog (moeten) zijn.
Figuur 6 is een blokschema van een variant van het systeem 15 volgens figuur 4.
Figuur 7 is een blokschema van een variant van het systeem volgens figuur 5.
Figuur 8 is een blokschema van een analoog-naar-digitaal cmzettings inrichting, waarin een systeem volgens de 20 uitvinding is toegepast.
Figuur 9 is een blokschema van een digitaal-naar-analoog anzettingsinrichting, waarin een systeem volgens de uitvinding is toegepast.
D, Referenties.
25 1. "Reduction of Quantizing Noise by Use of Feedback", H.A. Spang and P.M. Schultheiss, IRE Transactions on Communications Systems, CS-10, December 1962, pp 373-80.
2. "Oversampled, Lineair Predictive and Noise Shaping Coders of Order N>1", S.K, Tewksbury and R.W. Hallock, IEEE Trans- 30 actions on Circuits and Systems, Vol CAS-25, No. 7, Juli 1978, pp 436-47.
3. 'Optimum Design, Performance Evaluation and Inherent Limitations of DPCM Encoders", D. Cyganski and N.J. Krikelis, IEEE Transactions on Circuits and Systems, Vol. CAS-25, NO.
35 7, Juli 1978, pp 448-60.
8101 1 99 * » PHN 9970 4 E. Definities» X, Y, Z, U·, V, .... : zijn de spectrumfuncties (Fourier transformaties) van tijdsignalen; tevens aanduiding van het betreffende signaal.
5 G1, H1, 1/G11, H1', G2, ... : zijn overdrachtsfuncties van net werken (filters); tevens aanduiding van het betreffende netwerk. Q1', Q2, ... : zijn de spectrumfuncties van de kwantisatieruis; tevens aanduiding van de betreffende kwantiseerder.
In figuur 1 en figuur 2 geldt : 10 Y = (G1.X+Q1')/(1+G1.H1) _(1) Z = H1 (H1,/H1-G1/G1,).(G‘I.XtQ1,> /(1+G1.H1) + G1. X/G1'+Q2/G11 _(2) met G1' = G1 en H1' = H1 geldt : Z = X+Q2/G1. _(3) 15 D/A1, ... : digitaal-naar-analoog omzetter A/D11 * · · : analoog-naar-digitaal omzetter EC1 / .... : codeerdeel van een A/D omzetter D/D1, ... : digitaal-naar-digitaal omzetter F. Beschrijving van de uitvoeringsvoorbeelden.
20
Het in figuur 1 weergegeven systeem Q1 voor het kwantiseren van signalen bevat een zenderdeel TR en een ontvangerdeel RC, welke door een transmissieweg P met elkaar verbonden zijn. Het zenderdeel en het ontvangerdeel kunnen dicht bij elkaar liggen, bijvoorbeeld bij een geïntegreerde uitvoering, op dezelfde chip, of kunnen op enige afstand van 25 elkaar gelegen zijn. De transmisiseweg P kan. iedere vorm hebben welke geschikt is cm een signaal Y en een signaal ü van het zenderdeel TR naar het ontvangerdeel PC over te dragen. In het ontvangerdeel worden.de met Y en Ü evenredige ontvangsignalen aangeduid door Y' en ü'.
Het zenderdeel TR bevat kwantiseermiddelen KW, een verschil-30 vormer DF en fïltermiddelen in de vorm van de netwerken G1 en H1.
Aan de verschilvormer DF1 wordt een ingangssignaal X en een van de kwantiseermiddelen KW afgeleid gekwantiseerd uitgangssignaal Y, dat als terugkoppelsignaal fungeert, toegevoerd. Het uitgangssignaal van verschilvormer DF1 wordt door het netwerk G1 toegevoerd aan de kwantiseer- 35 middelen KW, dienende om het gefilterde uitgangssignaal van de verschil-vormer te kwantiseren in een aantal kwantisatieniveau's teneinde een gekwantiseerd uitgangssignaal Y teweeg te brengen.
Het netwerk G1 beïnvloedt het spectrum van het ingangssignaal X
8101199
t I
PHN 9970 5 relatief ten opzichte van het spectrum van de kwantisatieruis in het uitgangssignaal Y van de kwantiseermiddelen KW. Dit netwerk G1 heeft een ruis-spectrumvormende werking en zoals duidelijk is uit referentie D.2 bestaan er verschillende mogelijkheden voor het introduceren van een 5 misvormend netwerk in een teruggekoppelde kwantiseerinrichting. De netwerken H1 en G1 zullen zo gekozen moeten worden, dat hun caribinatie de stabiliteit van de terugkoppellus verzekert.
Een relatieve onderdrukking van de kwantisatieruis door het netwerk G1 met a dB verhoogt het dynamische bereik net a dB. Uitgedrukt tQ in het aantal bits dat nodig is cm de toename van het dynamische bereik te coderen met als eenheid êên kwantisatiestap, is dat een verhoging van het dynamische bereik met a/6 bits of bijvoorbeeld 6 bits voor een ruisonderdrukking van a = 36 dB.
De kwantiseermiddelen KW bevatten een kwantiseerder Q1 ’ dienen-15 de voor het verschaffen van het gekwantiseerde uitgangssignaal Y. Uit de uitdrukking (1) onder het hoofd E. Definities is duidelijk dat voor het reproduceren van het signaal X het signaal Y door een netwerk geleid moet worden met de overdrachtsfunctie : H1 + 1/G1. Dienovereenkomstig bevat het ontvangerdeel PC een netwerk H1' waarvan de ingang over een scm-20 vormer OP parallel is geschakeld aan de ingang van een netwerk 1/G1' en waarbij de uitgangen van deze netwerken zijn samengevoegd over een som-vormer SP1.
In het ontvangerdeel EC wordt een net het gekwantiseerde uitgangssignaal Y van het zenderdeel TR evenredig ontvangsignaal Y' aan de 25 ingang van het netwerk H11 en over de scmvomer OP aan de ingang van het netwerk 1/G11 toegevoerd, waardoor aan de uitgang van de scmvorrrer SF1 een uitgangssignaal Z van het ontvangerdeel wordt verschaft overeenkomstig uitdrukking (2), wanneer daarin voor Q2 voorlopig Q1' wordt gelezen.
Onder de bij uitdrukking (2) aangegeven voorwaarden reduceert uitdrukking 30 (2) tot uitdrukking (3).
Overeenkomstig de uitvinding bevatten de kwantiseringsmiddelen KW een kwantiseer inrichting Q2 voor het verschaffen van een tweede gekwan-tiseerd uitgangssignaal U in reactie op het gefilterde uitgangssignaal van verschilvormer DF1 na aftrek van het uitgangssignaal Y van de kwanti-seerder Q1'. Het ingangssignaal van de kwantiseerinrichting Q2 is dan precies de kwantisatieruis van kwantiseerder Q11. Het uitgangssignaal U van kwantiseerinrichting Q2 kan worden uitgedrukt door : U = -Q11 + Q2, dat wil zegcren het ingangssianaal -Q1 * vermeerderd met --— — *- - 8101199 * 4 PHN 9970 6 de kwantisatieruis Q2.
De kwantiseerinrichting Q2 is zodanig gekozen, dat deze het aangeboden signaal kwantiseert met een nauwkeurigheid welke hoger is dan die van de kwantiseerder Q1'. Bij toepassing van directe kwantisering zou het 5 aantal kwantisatieniveau’s van de kwantiseerinrichting Q2 bijvoorbeeld uitgedrukt kunnen worden in een getal van acht bits, terwijl kwantiseerder Q1 bijvoorbeeld een één-bit kwantiseerder is.
In het ontvangerdeel FC wordt een met het tweede uitgangssignaal ü van het zenderdeel TR evenredig tweede ontvangsignaal U' over somvormer 10 OP aan de ingang van het netwerk T/G1' toegevoerd. Daardoor wordt aan de uitgang van het ontvangerdeel een signaal Z verkregen geheel overeenkomstig uitdrukking (2) en onder de daarbij aangegeven voorwaarden geheel overeenkomstig uitdrukking (3). Het kan. uit deze laatste uitdrukking gezien worden dat de kwantisatieruis Q1 ’ niet in het uitgangssignaal Z 15 aanwezig is. Dit is een gevolg daarvan dat de van de kwantisatieruis Q1 * afhankelijke ruis in het signaal Y' in somvormer SF1 gecompenseerd wordt door de van de kwantisatieruis Q1' afhankelijke ruis in het signaal ü'. Onder niet geheel ideale omstandigheden waarin kleine verschillen kunnen bestaan tussen de functies H1 en H1' en G1 en G1' wordt althans een aan-20 merkelijke onderdrukking van de kwantisatieruis Q11 in het uitgangssignaal Z gerealiseerd.
Door de aangegeven wijze van compensatie van de kwantisatieruis Q1' in het uitgangssignaal Z wordt de kwantisatieruisbijdrage in het uitgangssignaal Z gelijk aan Q2/G1. De kwantiseerinrichting Q2 heeft een 25 grotere nauwkeurigheid bij het kwantiseren als de kwantiseerder Q1 en een dienovereenkomstige lagere kwantisatieruis (Q2< Q1'). Het kan opgemerkt worden dat door de compensatie van de kwantisatieruis Q1! een vrijheid ontstaat in de keuze van het aantal kwantisatieniveau's van de kwantiseerder QI'.Dit aantal kan zelfs gereduceerd worden tot twee, 30 hetgeen leidt tot een zeer eenvoudige uitvoering van kwantiseerder Q1!.
In figuur 2. is een tweede systeem Q1_ volgens de uitvinding weergegeven, welke onder andere.verschilt van het systeem volgens figuur 1 door de afwezigheid van verschilvormer AF en de somvormer OP. Uit inspectie van beide figuren kan gezien worden, dat hetzelfde uitgangs- 35 signaal Z wordt verkregen. Het ingangssignaal V' van het netwerk 1/G1' is hetzelfde in beide gevallen.
Het systeem volgens figuur 3 is afgeleid van dat volgens figuur 2 door de kwantiseerinrichting Q2 uit figuur 2 zelf uit te voeren zoals 810 1 19 9 PEN 9970 7 het systeem Q1_ van figuur 2. Op deze wijze wordt het ene systeem (Q2) genest in het andere systeem (Q1). Dit nesten kan worden voortgezet door kwantiseerinrichting Q3 in systeem Q2 zelf uit te voeren zoals het systeem Q1 van figuur 2 etc. Op deze wijze voortgaande ontstaat een cas-5 cade van systemen Q1, Q2, Q3 etc. In ieder systeem van de cascade treedt ruiscompensatie op wanneer aan de bovengenoemde voorwaarden, wslke voor het systeem Q1_ van figuur 2 gelden, ook wordt voldaan door de systemen Q2, Q3 etc. dat wil zeggen bijvoorbeeld voor Q2, dat H2' = H2 en G1' = G2 etc. De kwantisatieruis in het uitgangssignaal Z bij voortzetting 10 tot (N-1) systemen kan dan werden uitgedrukt door : QN/G1.G2.G2____G(N-1).
De kwantiseerders Q1', Q2’,etc. in de systemen Q1, Q2,etc. zouden allen als êén-bits kwantiseerders kunnen worden uitgevoerd; tevens zou kwantiseerinrichting Qn in het (N-1) -ste systeem van de cas-15 cade als een systeem met een teruggekoppelde êén-bits kwantiseerder QN' kunnen worden uitgevoerd. Het laatste systeem QN van de cascade zal in het ontvangerdeel PC de netwerken HN' en 1/GN' bevatten met parallelgeschakelde ingangen. De kwantisatieruis in het uitgangssignaal Z zal in dit geval kunnen worden uitgedrukt door QN‘/G1 .G2.G3 .... GN.
20 In vele toepassingen zal het gewenst zijn de gekwantiseerde signalen te coderen in een digitale code teneinde ze geschikt te maken voor overdracht over een digitale transmiss ieweg P. Een variant van figuur 2 welke geschikt is voor digitale signaaloverdracht, is weergegeven in figuur 4. Aan kwantiseerder Q1' is een codeerder EC11 toegevoegd 25 welke de kwantisatieniveau's , bijvoorbeeld binair, codeert. De kwantiseerder Q1' en de codeerder EC1f tezamen vormen een analoog-naar-digitaal omzetter A/D1 *. Evenzo vormt .kwantiseerder Q2 met codeerder EC2 een analoog-naar-digitaal omzetter A/D2. In de weg van het terugkoppelsig-naal Y is een digitaal-naar-analoog omzetter D/A1 opgencmen, In het 30 ontvangerdeel PC zijn de D/A-cmzetters D/A1' en 1D/A2 voor respectievelijk de netwerken H11 en 1/G11 geschakeld.
Zoals in het voorgaande reeds is vermeld kan de kwantiseerder Q11 als één-bits kwantiseerder warden uitgevoerd. Het biedt voordelen deze uitvoering te kiezen, omdat in dat geval de D/A-cmzetters D/A1 en 35 D/A11 als êén-bits omzetter s kunnen worden uitgevoerd welke geen zogenaamde drempelormauwkeurigheidsruis produceren zoals wel het geval is bij meer-bits D/A-cmzetters (referentie D.3). De ruisbijdrage van D/A-cmzetter 1D/A2 zal door het netwerk 1/G1 * verminderd worden en speelt 8101 199 PHN 9970 8 minder een rol als de ruisbijdragen van de omzetters D/A1 en D/A11,
Het principe van het zogenaamde nesten kan ook op het systeem Q1 van figuur 4 worden toegepast door het systeem omvattende de A/D-omzetter A/D2 en de D/A-cmzetter 1D/A2 zelf uit te voeren zoals het sys-5 teem Q1 volgens figuur 4. Het systeem van figuur 5 is op deze wijze uit dat van figuur 4 afgeleid.
In het geval, dat een directe kwantiseerinrichting Q2 wordt toegepast met meer kwantisatieniveau's dan de kwantiseerder Q1, is het mogelijk het terugkoppelsignaal in het systeem volgens figuur 4 af te 10 leiden van het uitgangssignaal van A/D-omzetter A/D2 zoals is geïllustreerd in figuur 6. In deze uitvoering van het systeem volgens figuur 4 is een digitaal-naar-digitaal omzetter D/D1 geschakeld tussen de uitgang van A/D-omzetter A/D2 en de ingang van D/A-ömzetter D/A1. Deze D/D-amzetter zet iedere uitgangscodewoord van A/D-omzetter A/D2 cm in een codewoord met 15 minder bits. De kwantisatieniveau's van de op deze wijze nagebootste kwantiseerder Q1' vormen dan een subklasse van de kwantisatienvieau's van kwantiseerinrichting Q2, bijvoorbeeld wordt slechts het tekenbit van het codewoord behouden. Dit correspondeert met het geval dat de nagebootste kwantiseerder Q1'een één-bits kwantiseerder is.
20 In het ontvangerdeel PC is een identieke D/D-amzetter D/D1' ge schakeld tussen de transmissieweg P en de ingang van D/A-cmzetter D/A1'. Deze D/D-amzetter heeft hier dezelfde functie als de D/D-amzetter D/D1 in het zenderdeel, hetgeen resulteert in de toevoer van een roet het terugkoppelsignaal Y evenredig signaal Y' aan het netwerk H1'.
25 Het deel van het systeem van figuur 5 dat weergegeven is binnen het gestreept weergegeven blok : A/D2, 1D/A2 kan worden uitgevoerd zoals het systeem volgens figuur 6. Een dergelijke uitvoering van het systeem volgens figuur 5 is geïllustreeerd in figuur 7.
Het systeem volgens de uitvinding kan worden toegepast in een 30 analoog-naar-digitaal cmzettingsinrichting. Een uitvoering van een dergelijke omzetter, welke is gebaseerd op het systeem volgens figuur 6 is weergegeven in figuur 8. De verschillen bestaan onder andere in het weglaten van de omzetters D/A1', 1D/A2 en D/D1'. Het uitgangssignaal van omzetter D/D1 wordt hier direct aan de ingang van het netwerk Hl1 toege-35 voerd.
Teneinde onderdrukking van de kwantisatieruis in een bepaalde frequentieband te realiseren zal het nodig zijn cm de temnnsterfrequentie van de signalen groter te kiezen als de op grond van het bemonstertheorema 8101 199 PHN 9970 9 benodigde minimale waarde (referentie D.1). De decimerende digitale laag-doorlaatfilters DC1 en DC2 dienen ervoor om de beironsterfrequentie te verlagen tot een bepaalde gewenste waarde, bijvoorbeeld de standaardwaarde van 8 kHz. De omzetter Ά/Ό2 kan bijvoorbeeld een bemonsterfreqeuntie van 128 5 kHz hebben.
Het systeem volgens de uitvinding kan ook worden toegepast in een digitaal-naar-analoog onzettingsinrichting. Een uitvoering van een dergelijke omzetter, welke is gebaseerd op het systeem volgens figuur 6 is weergegeven in figuur 9, De verschillen met figuur 6 bestaan onder 10 andere in het weglaten van de ccdeerder EC2 en de amzetters D/A1 en D/D1'. Het uitgangssignaal van omzetter D/D1 wordt hier direct aan de ingang van de omzetter D/A1' toegevoerd. De kwantiseerder Q2 is in dit geval een geheel digitale kwantiseerder en kan worden uitgevoerd als een D/D-cmzetter.
15 Tussen de ingang voor het ingangssignaal X en de corresponderende ingang van de (digitale) verschilvormer DF1 is een interpolerend digitaal laagdoorlaatfliter IF geschakeld dienende cm de bemonsterfrequentie te verhogen. Het ingangssignaal heeft bijvoorbeeld de standaard bemonsterfrequentie van 8 kHz voor spraak, terwijl liet systeem verder werkt 20 met een bemonsterfrequentie van 128 kHz.
Het systeem volgens de uitvinding kan ook worden toegepast in een digitaal-naar-digitaal omzettingsinrichting. Een dergelijke omzettings-inrichting kan eenvoudig worden gebaseerd op de cmzettingsinrichting volgens figuur 9 door daarin de cmzetters D/A11 en 1D/A2 weg te laten.
25 Ter illustratie kunnen, onder verwijzing naar figuur 9, de navolgende illustratieve gegevens worden vermeld : m = ill an ï_n VGT = 4 b„ z'n 30 n=0 H1 = 1 - 1/G1 a1 ~ ) nulpunt van H1 bij 48 kHz a.2 = -0.677 ) b = 1 ) 35 o { b^. = -1.982 j polen van G1 bij 11.5 kHz (kwaüfceitsfactor : 22) b2 = 0.9949 ) Q2 : M-bits kwantiseerder (ftMï) D/D1 : M-naar-éên bits cmzetter 8101 199 PHN 9970 10 IF : Bandgrens (corner frequency) 20 kHz
R
uitgangsbemonsterfrequentie 2 .40 kHz (R=4)
SQNR : 6M + 15R - 18.5 dB, aan de uitgang van het ontvangerdeel PC
MM
5 (SQNR) = signaal-kwantisatieruisverhouding) 10 15 20 25 30 8101 199 35
Claims (1)
1. Systeem voor het kwantiseren van signalen bevattende in een zenderdeel kwantiseermiddelen, een verschilvormer en filtermiddelen, waarbij een ingangssignaal en een van de kwantiseermiddelen afgeleid gekwantiseerd uitgangssignaal, dat als terugkqppelsignaal fungeert, aan 5 de verschilvormer werden toegevoerd en een van het uitgangssignaal van de verschilvormer afgeleid signaal wordt toegevoerd aan de kwantiseermiddelen dienende on het niveau van het van het uitgangssignaal van de verschilvormer afgeleide signaal te kwantiseren in een aantal kwantisatieniveau's teneinde een gekwantiseerde uitgangssignaal teweeg te brengen, waarbij in 10 het pad van het ingangssignaal filtermiddelen zijn geschakeld voor het relatief beïnvloeden van het spectrum van de kwantisatieruis ten opzichte van het spectrum van het ingangssignaal met het kenmerk, dat de kwantiseermiddelen zijn ingericht voor het verschaffen van een tweede gekwantiseerd uitgangssignaal in reactie op het van het uitgangssignaal van de 15 verschilvormer afgeleide signaal en in het ontvangerdeel een met het eerste uitgangssignaal van het zenderdeel evenredig eerste ontvangsignaal wordt toegevoerd aan een eerste netwerk met een eerste overdrachtsfunctie en een met het tweede uitgangssignaal van het zenderdeel evenredig tweede ontvangsignaal wordt toegevoerd aan een tweede netwerk met een tweede over-20 drachtsfunctie voor het relatief beïnvloeden van het spectrum van het tweede ontvangsignaal op een wijze welke analoog is aan de beïnvloeding van het spectrum van de kwantisatieruis door de genoemde filtermiddelen in het zenderdeel en het uitgangssignaal van het eerste netwerk met het uitgangssignaal van het tweede netwerk wordt gecombineerd voor het ver-25 schaffen van een uitgangssignaal van het ontvangerdeel, waarbij de overdrachtsfuncties van het eerste en tweede netwerk zodanig zijn bepaald net betrekking tot de overdrachtsfunctie van het zenderdeel dat bij het combineren van de ontvangsignalen de kwantisatieruis in het eerste ontvangsignaal wordt gecompenseerd door een deel van de kwantisatieruis 30 in het twsede ontvangsignaal. 8101 199 35
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NL8101199A NL8101199A (nl) | 1981-03-12 | 1981-03-12 | Systeem voor het kwantiseren van signalen. |
US06/349,233 US4468790A (en) | 1981-03-12 | 1982-02-16 | System for the quantization of signals |
DE8282200239T DE3262083D1 (en) | 1981-03-12 | 1982-02-26 | System for the quantization of signals |
EP82200239A EP0060583B1 (en) | 1981-03-12 | 1982-02-26 | System for the quantization of signals |
CA000398108A CA1178679A (en) | 1981-03-12 | 1982-03-11 | System for the quantization of signals |
JP57038229A JPS57160235A (en) | 1981-03-12 | 1982-03-12 | Signal quantum ratio device |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NL8101199A NL8101199A (nl) | 1981-03-12 | 1981-03-12 | Systeem voor het kwantiseren van signalen. |
NL8101199 | 1981-03-12 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NL8101199A true NL8101199A (nl) | 1982-10-01 |
Family
ID=19837148
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NL8101199A NL8101199A (nl) | 1981-03-12 | 1981-03-12 | Systeem voor het kwantiseren van signalen. |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4468790A (nl) |
EP (1) | EP0060583B1 (nl) |
JP (1) | JPS57160235A (nl) |
CA (1) | CA1178679A (nl) |
DE (1) | DE3262083D1 (nl) |
NL (1) | NL8101199A (nl) |
Families Citing this family (37)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3232558A1 (de) * | 1982-09-01 | 1984-03-01 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Digitaler dpcm-kodierer mit hoher verarbeitungsgeschwindigkeit |
US4616349A (en) * | 1982-11-22 | 1986-10-07 | Mobil Oil Corporation | Analog-to-digital converter for seismic exploration using delta modulation |
EP0190694B1 (en) * | 1985-02-04 | 1991-06-12 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Oversampling converter |
US4727506A (en) * | 1985-03-25 | 1988-02-23 | Rca Corporation | Digital scaling circuitry with truncation offset compensation |
US4853969A (en) * | 1987-01-13 | 1989-08-01 | Recognition Equipment Incorporated | Quantized digital filter |
US4866442A (en) * | 1987-06-01 | 1989-09-12 | Steim Joseph M | Analog to digital converter employing delta-sigma modulation |
FR2625060B1 (fr) * | 1987-12-16 | 1990-10-05 | Guichard Jacques | Procede et dispositifs de codage et de decodage pour la transmission d'images a travers un reseau a debit variable |
US4876542A (en) * | 1988-01-25 | 1989-10-24 | Motorola, Inc. | Multiple output oversampling A/D converter with each output containing data and noise |
US4862169A (en) * | 1988-03-25 | 1989-08-29 | Motorola, Inc. | Oversampled A/D converter using filtered, cascaded noise shaping modulators |
US5210623A (en) * | 1989-12-21 | 1993-05-11 | Eastman Kodak Company | Apparatus and method for quantizing and/or reconstructing multi-dimensional digital image signals |
US5103229A (en) * | 1990-04-23 | 1992-04-07 | General Electric Company | Plural-order sigma-delta analog-to-digital converters using both single-bit and multiple-bit quantization |
NL9001440A (nl) * | 1990-06-22 | 1992-01-16 | Philips Nv | Analoog/digitaal signaal-omvormer met meervoudige sigma-delta modulator. |
FR2671680B1 (fr) * | 1991-01-16 | 1993-04-30 | Texas Instruments France | Modulateur delta-sigma notamment pour convertisseur analogique-numerique a plage dynamique et a linearite elevees. |
TW272341B (nl) * | 1993-07-16 | 1996-03-11 | Sony Co Ltd | |
US5442354A (en) * | 1993-08-26 | 1995-08-15 | Advanced Micro Devices, Inc. | Fourth-order cascaded sigma-delta modulator |
US5774844A (en) * | 1993-11-09 | 1998-06-30 | Sony Corporation | Methods and apparatus for quantizing, encoding and decoding and recording media therefor |
KR100379048B1 (ko) * | 1995-04-03 | 2003-06-11 | 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. | 직교신호변환장치 |
US7228109B2 (en) * | 2001-01-12 | 2007-06-05 | Silicon Laboratories Inc. | DC offset reduction in radio-frequency apparatus and associated methods |
US6970717B2 (en) | 2001-01-12 | 2005-11-29 | Silicon Laboratories Inc. | Digital architecture for radio-frequency apparatus and associated methods |
US7035607B2 (en) * | 1998-05-29 | 2006-04-25 | Silicon Laboratories Inc. | Systems and methods for providing an adjustable reference signal to RF circuitry |
US7024221B2 (en) * | 2001-01-12 | 2006-04-04 | Silicon Laboratories Inc. | Notch filter for DC offset reduction in radio-frequency apparatus and associated methods |
US7242912B2 (en) * | 1998-05-29 | 2007-07-10 | Silicon Laboratories Inc. | Partitioning of radio-frequency apparatus |
US6804497B2 (en) * | 2001-01-12 | 2004-10-12 | Silicon Laboratories, Inc. | Partitioned radio-frequency apparatus and associated methods |
US7221921B2 (en) * | 1998-05-29 | 2007-05-22 | Silicon Laboratories | Partitioning of radio-frequency apparatus |
US7092675B2 (en) * | 1998-05-29 | 2006-08-15 | Silicon Laboratories | Apparatus and methods for generating radio frequencies in communication circuitry using multiple control signals |
US6993314B2 (en) | 1998-05-29 | 2006-01-31 | Silicon Laboratories Inc. | Apparatus for generating multiple radio frequencies in communication circuitry and associated methods |
US6903617B2 (en) | 2000-05-25 | 2005-06-07 | Silicon Laboratories Inc. | Method and apparatus for synthesizing high-frequency signals for wireless communications |
US7035611B2 (en) * | 2001-01-12 | 2006-04-25 | Silicon Laboratories Inc. | Apparatus and method for front-end circuitry in radio-frequency apparatus |
US20030232613A1 (en) * | 2001-01-12 | 2003-12-18 | Kerth Donald A. | Quadrature signal generation in radio-frequency apparatus and associated methods |
US7031683B2 (en) * | 2001-01-12 | 2006-04-18 | Silicon Laboratories Inc. | Apparatus and methods for calibrating signal-processing circuitry |
US7138858B2 (en) | 2001-01-12 | 2006-11-21 | Silicon Laboratories, Inc. | Apparatus and methods for output buffer circuitry with constant output power in radio-frequency circuitry |
US7158574B2 (en) * | 2001-01-12 | 2007-01-02 | Silicon Laboratories Inc. | Digital interface in radio-frequency apparatus and associated methods |
US7177610B2 (en) * | 2001-01-12 | 2007-02-13 | Silicon Laboratories Inc. | Calibrated low-noise current and voltage references and associated methods |
WO2003079699A1 (en) * | 2002-03-15 | 2003-09-25 | Silicon Laboratories Inc. | Radio-frequency apparatus and associated methods |
DE10233392B4 (de) * | 2002-07-23 | 2006-08-17 | Infineon Technologies Ag | Analog/Digital-Modulator |
KR100558481B1 (ko) * | 2003-01-03 | 2006-03-07 | 삼성전자주식회사 | 양자화 잡음을 감소시킬 수 있는 델타 시그마 변조기 |
JP2004260708A (ja) * | 2003-02-27 | 2004-09-16 | Mitsumi Electric Co Ltd | 通信システム及び通信装置 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2516587A (en) * | 1947-12-03 | 1950-07-25 | Bell Telephone Labor Inc | Correction of errors in pulse code communication |
JPS5114846B1 (nl) * | 1968-08-08 | 1976-05-12 | ||
NL174611C (nl) * | 1975-06-12 | 1984-07-02 | Philips Nv | Differentieel pulscodemodulatie overdrachtstelsel. |
-
1981
- 1981-03-12 NL NL8101199A patent/NL8101199A/nl not_active Application Discontinuation
-
1982
- 1982-02-16 US US06/349,233 patent/US4468790A/en not_active Expired - Fee Related
- 1982-02-26 EP EP82200239A patent/EP0060583B1/en not_active Expired
- 1982-02-26 DE DE8282200239T patent/DE3262083D1/de not_active Expired
- 1982-03-11 CA CA000398108A patent/CA1178679A/en not_active Expired
- 1982-03-12 JP JP57038229A patent/JPS57160235A/ja active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0060583A1 (en) | 1982-09-22 |
US4468790A (en) | 1984-08-28 |
CA1178679A (en) | 1984-11-27 |
JPS57160235A (en) | 1982-10-02 |
DE3262083D1 (en) | 1985-03-14 |
EP0060583B1 (en) | 1985-01-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
NL8101199A (nl) | Systeem voor het kwantiseren van signalen. | |
US5198817A (en) | High-order sigma-delta analog-to-digital converter | |
Gersho | Principles of quantization | |
Gray | Spectral analysis of quantization noise in a single-loop sigma-delta modulator with dc input | |
CA1112366A (en) | Apparatus for analog to digital conversion | |
CA1175945A (en) | Generalized, interpolative process for the digital- analog conversion of pcm signals | |
US5061928A (en) | System and method of scaling error signals of caseload second order modulators | |
US5550544A (en) | Signal converter, noise shaper, AD converter and DA converter | |
US4862168A (en) | Audio digital/analog encoding and decoding | |
US4417102A (en) | Noise and bit rate reduction arrangements | |
US5030952A (en) | Sigma-delta type analog to digital converter with trimmed output and feedback | |
Kenney et al. | CLANS: A high-level synthesis tool for high resolution data converters | |
US4933675A (en) | Audio digital/analog encoding and decoding | |
JP3113277B2 (ja) | シグマ−デルタ変調器をカスケード結合するための方法,及びシグマ−デルタ変調システム | |
US4797653A (en) | DPCM encoder | |
EP0081568B1 (en) | Enhanced delta modulation encoder | |
NL8005950A (nl) | Differentieel pulscode modulatie overdrachtstelsel. | |
US6272182B1 (en) | Digital transmission system for transmitting a digital audio signal being in the form of samples of a specific wordlength and occurring at a specific sampling rate | |
US5008672A (en) | Signal conversion apparatus which reduces quantization errors for telecommunications applications | |
US6570512B1 (en) | Circuit configuration for quantization of digital signals and for filtering quantization noise | |
WO1989008953A1 (en) | Method and apparatus for high resolution analog-digital-analog transformations | |
Janardhanan | Differential PCM systems | |
JP2006528858A (ja) | ハイファイオーディオのための改良ロスレス圧縮及び高オーディオ品質を有するノイズシェーピング装置及び方法 | |
EP0366229A2 (en) | Noise-reducing analog-to-digital converters | |
US5990818A (en) | Method and apparatus for processing sigma-delta modulated signals |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A1B | A search report has been drawn up | ||
A85 | Still pending on 85-01-01 | ||
BC | A request for examination has been filed | ||
BI | The patent application has been withdrawn |