NO167348B - Fremgangsmaate for aa kompensere for avkuttingsfeilen i et samplet signal, samt en anordning for aa utfoere fremgangsmaaten. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en fremgangsmåte og en anordning for i et samplet signal med et visst antall biter (eksempelvis 16 biter) å kompensere for den feil i signalet som oppstår når signalet etter multiplikasjon kut-tes mot lavere verdi. En slik operasjon utføres vanligvis i et digitalt filter.

I et digitalt filter som spesielt inngår i en abonnentkrets ("SLAC"), utføres beregninger på et samplet signal. Hvert utvalg er representert ved et digitalt ord i lineær kode. Antallet bits/ord avhenger av hvilket dynamisk område som kreves av filteret.

Ved beregninger i filteret skjer multiplikasjoner med digitale koeffisienter. Resultatet av en multiplikasjon inne-holder normalt flere biter enn den tilgjengelige ordlengden, og resultatet må derfor avrundes eller avkuttes. Med avrunding menes her at den digitale verdien får en ny verdi som ligger nærmest over eller nærmest under den opprinnelige verdi ifølge samme regler som for desimaltall. Med avkutting menes her størrelsesavkutting, dvs. at den digitale verdi får en ny verdi hvis tallverdi alltid ligger under den opprinnelige tallverdi (avkutting mot null).

Hvis avrunding anvendes, er det en risiko for selvsvingninger i det digitale filteret hvis det er av UR (Infinite Impulse Response)-typen, dvs. et filter hvor signalet til-bakekoples.

Hvis størrelsesavkutting benyttes, kan filteret konstrueres slik at risikoen for selvsvingninger fjernes, da de digitale verdiene stadig avrundes mot null. Avkutting er dessuten lettere å realisere enn avrunding. Størrelsesavkutting med-fører imidlertid at signalet alltid blir litt for lite på grunn av avkuttingsfeil i beregningene. Dette innvirker spesielt på de lave signalnivåene hvor avkuttingsfeil ikke er ubetydelige sammenlignet med signalamplituden. I vedlagte fig. 1 vises et analogt signal 1, som i dette eksemplet er sinusformet. Det er blitt samplet til prøvetakingsverdiene s^, S2'..., som utgjør inngående signal til et digitalt filter. I fig. 2 vises utsignalene fra det digitale filteret. Foruten de ønskede forandringer av signalene forårsaket av filtreringen, har de samplede størrelsene s^, S£ ...

på grunn av avkuttinger i filteret fått en noe lavere verdi enn det nominelle signalet 1. Det (stiplede) analoge signal 2 som tilsvarer de avkuttede prøvetakingsverdiene s^, S2

... er således mindre enn signalet 1.

Det er tidligere kjent å øke antallet biter/ord slik at inn-virkningen av avkuttingsfeil blir så liten som mulig. Mange biter/ord medfører imidlertid en mer komplisert krets ettersom registeret, lagerenheten og beregningsenheten (ALU) må gjøres større. Fig 3 viser forsterkningen A i et filter som en funksjon av signalenes nivå. Antallet biter/ord (16, 17, 18 eller 19 biter/ord) er angitt som et parameter.

Formålet ved foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en fremgangsmåte og anordning for å kompensere de feil som oppstår ved avkutting av et digitalt signal med et visst antall biter/ord, hvilket signal skal behandles i et digitalt filter .

Ifølge oppfinnelsen beregnes det gjennomsnittlige avkuttingsfeilen for filteret som behandler signalene, hvorved denne feil addderes til filterets positive samplede inn-gangssignaler og subtraheres fra de negative samplede inn-gangssignalene. Oppfinnelsen er kjennetegnet ved det som fremgår av de etterfølgende patentkrav.

Oppfinnelsen skal nærmere beskrives under henvisning til de medfølgende tegninger.

Fig. 1 og 2 viser et sinusformet samplet signal før og etter avkutting i et digitalt filter. Fig. 3 viser forsterkningen i et digitalt filter som funksjon av de inngående signalers nivå for ulike ordlengder; Fig. 4 og 5 viser diagram tilsvarende diagrammene i fig. 1 og 2 for å illustrere fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen; Fig. 6 viser blokkskjemaet for en tenkbar realisasjon av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen; Fig. 7 viser samme diagram som i fig.3, men den foreslåtte fremgangsmåte er brukt på filteres inngående signal. Fig. 1, 2 og 3 er forklart ovenfor i forbindelse med teknik-kens stand. Fig. 4 viser i et tidsdiagram hvor ifølge den foreslåtte fremgangsmåte en mengde +e^. adderes til de positive signalsamplene s^, s_ ... og en negativ mengde -e til de negative signalsamplene s^, .... Til signalsamplet s,. som er null, adderes ingen korreksjon. Fig. 5 viser et diagram over utsignalene fra det digitale filteret. Ved at korreksjonen et er valgt lik den gjennomsnittlige avkuttingsfeil, så følger utsignalprøvene i gjen-nomsnitt det ønskede nominelle utsignalet 3. Fig. 6 viser blokkskjemaet for en mulig utførelsesform av en anordning inngående i eksempelvis en abonnentkrets ("SLAC") og som viser fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. Over inngangen a fåes et samplet signal som ennu ikke er behandlet i et digitalt filter og som ikke er avkuttet. Dette signal skal føres til et hovedtransmisjonsfilter 1 for filtrering som eksempelvis beskrevet i patensøknad PCT/US80/00754. Inngangen a er tilsluttet til den ene inngangen av en digital adderingskrets 2 og til en digital følerenhet 4, som på kjent måte avføler polariteten hos det innkommende signalet ved inngangen a. Blokken 3 er her vist som en enkel

lagerenhet, hvilken lagrer verdiene+et og -et i digital form, hvorved verdien +e^_ mottas ved utgangen b^ og verdien -e^ ved utgangen • Ettersom verdiene ie^ i allminnelighet representeres av mer enn en bit, representer-er b^ og b2 utgangen fra to bussledninger. Blokken 5 er en styrbar omkopler, eksempelvis en multiplekser, som for-binder utgangen b^ eller b2 til den andre inngangen av adderingskretsen 2 som svar på utgangsstørrelsen (0 eller 1) som fåes ved utgangen hos følerenheten 4. Hvis denne enheten avføler positiv polaritet hos innsignalene ved inngangen a, avgis en binær "ener"til omkopleren 5 og denne tilslutter utgangen b^ til ;adderingskretsens 2 andre inngang. Hvis derimot en negativ polaritet avføles, avgis en binær null og omkopleren styres slik at utgangen b2 tilsluttes til adderingskretsens andre inngang. Således adderes en verdi +e til det innkommende samplede signalet hvilket deretter til-føres det digitale filteret 1. En beregning utføres i filteret ved hjelp av multiplikatorer og adderingskretser, og avkuttinger utføres, hvorved et utsignal oppnås hvis samplede signal fremgår av fig. 5 sammen med det resulterende analoge signal, kurve 3. Fig. 7 viser et diagram over forsterkningen hos filteret 1 som funksjon av inngående signalnivå hvor kompenseringskretsen ifølge fig. 6 tilsluttes før filteret. Ved sammenligning av forsterkningen ifølge fig. 3, innses at samme forsterkningsegenskaper oppnås med 16 biter/ ord i sistnevnte tilfelle med den foreslåtte fremgangsmåte som om ca. 19 biter/ord anvendes uten å benytte den foreslåtte fremgangsmåte. Forbedringen i forsterkningslineari-teten tilsvarer således flere biters ordlengde, som ifølge ovenstående gir enklere beregningskretser.

Kompenseringskretsen ifølge fig. 6 vises i blokkskjema-form som forklaring, og utgjør en mulig utførelse. I virkligheten realiseres de ulike blokkene (lagerenhet, adderingskrets, omkoplere) i integrert teknikk i abonnentlinjekretsens aritmetiske enhet (ALU).

For at kompenseringen for at avkuttingsfeilen skal kunne gjøres enkel, bør størrelsen e utgjøres av et heltall i abonnentlinjekretsens aritmetiske enhet. Vanligvis medfører dette at kompensasjonen ikke blir helt optimal.

Claims (4)

1. Fremgangsmåte for å kompensere for den feil som fremkommer i et digitalt signal medet visst antall biter ved avkutting i et digitalt filter, spesielt størrelsesavkutt-ing, hvor signalet er positivt eller negativt relativt et visst nullnivå, karakterisert ved at når signalet er positivt, adderes en positiv første verdi (e^-) til signalet, hvilken verdi tilsvarer en gjennomsnittlig avkuttingsfeil, samt når signalet er negativt, adderes en negativ andre verdi til signalet.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at nevnte første og andre verdier (+e^ og -e^-) har lik tallverdi.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 og 2, karakterisert ved at ingen av nevnte verdier adderes til det digitale signal når dette er null.

4. Anordning for utførelse av fremgangsmåten ifølge kravene 1-3, karakterisert ved en lagerenhet (3) som lagrer en første positiv og en andre negativ verdi (+e^ og - e^-), en følerenhet (4) for avføling av polariteten hos et til et digitalt filter innkommende samplet signal, samt en omkoplingsenhet (5) som reagerer på den avfølte polaritet for å tilkoble den første positive eller den andre negative verdi til den ene inngangen av en adderingskrets(2), hvis andre inngang mottar nevnte samplete signal, og hvis utgang er tilsluttet filterets (1) inngang.