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JPS6255736B2 - - Google Patents
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JPS6255736B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS6255736B2
JPS6255736B2 JP56001986A JP198681A JPS6255736B2 JP S6255736 B2 JPS6255736 B2 JP S6255736B2 JP 56001986 A JP56001986 A JP 56001986A JP 198681 A JP198681 A JP 198681A JP S6255736 B2 JPS6255736 B2 JP S6255736B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
circuit
analog signal
register
amount
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP56001986A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS57116422A (en
Inventor
Hiroaki Suzuki
Itsuo Sasaki
Masakazu Kamichika
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Priority to JP198681A priority Critical patent/JPS57116422A/en
Priority to US06/335,652 priority patent/US4532494A/en
Priority to DE8282300050T priority patent/DE3264340D1/en
Priority to EP82300050A priority patent/EP0056299B1/en
Publication of JPS57116422A publication Critical patent/JPS57116422A/en
Publication of JPS6255736B2 publication Critical patent/JPS6255736B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M3/00Conversion of analogue values to or from differential modulation
    • H03M3/02Delta modulation, i.e. one-bit differential modulation
    • H03M3/022Delta modulation, i.e. one-bit differential modulation with adaptable step size, e.g. adaptive delta modulation [ADM]

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は適応デルタ変復調回路に用いられるア
ナログ波形変復調回路に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an analog waveform modulation/demodulation circuit used in an adaptive delta modulation/demodulation circuit.

アナログ・デイジタル変換あるいはデイジタ
ル・アナログ変換の一手法としてデルタ変調方式
がある。このデルタ変調方式における従来の変調
(符号化)は、第1図に示すように入力アナログ
信号Aと積分器1の出力信号Bとの差を合成器2
にてとり、その残差信号Sを1ビツト量子化回路
3にて1ビツト毎に量子化して行なう。積分器1
は、この量子化されたデイジタル信号Dを遅延回
路4を通じて積分することで積分出力信号B〔す
なわち、入力波形評価用内部アナログ信号〕を入
力アナログ信号Aに近づけようとする。
A delta modulation method is one method of analog-to-digital conversion or digital-to-analog conversion. Conventional modulation (encoding) in this delta modulation method involves converting the difference between the input analog signal A and the output signal B of the integrator 1 into the synthesizer 2 as shown in FIG.
The residual signal S is then quantized bit by bit in a 1-bit quantization circuit 3. Integrator 1
attempts to bring the integrated output signal B (that is, the internal analog signal for input waveform evaluation) closer to the input analog signal A by integrating this quantized digital signal D through the delay circuit 4.

第2図a〜cは第1図における変調動作を説明
するためのタイミングチヤートを示す。時刻to
において、入力信号Aoは評価用内部信号Boに比
べ高いため、両信号Ao,Boの差をとつた残差信
号Soは正の値となる。このように残差信号So
正の値の時はデイジタル信号Dの論理値に“1”
を与え、逆に残差信号Soが負の時は論理値
“0”を与える操作を1ビツト量子化回路3は行
なう。この回路3にて量子化された信号がアナロ
グ・デイジタル変換のデイジタル出力として符号
化列Doで出力される。またこのデイジタル信号
Dは、第1図の遅延回路4により1サンプリング
周期分遅延されて、時刻to+1のとき積分器1に
入力される。この積分器1は、この遅延信号To
が論理“1”の時は信号Boにある微少量(Δ;
デルタ)を加えて新しくBo+1信号(Bo+1=Bo
Δ)とし、逆に信号Toが論理“0”の時は信号
oからある微少データ量Δを差し引いて新しく
o+1信号(Bo+1=Bo−Δ)とする積分動作を行
なつて、評価用内部信号Bを入力アナログ信号A
に近づけようとする。つまり、信号Toが論理
“1”ということは信号Boが信号Aoに比べて低
いという信号Soに対する1ビツト量子化の結果
であり、信号Boを信号Aoに近づけるためには信
号Boを高くする必要があり、逆に信号Toが論理
“0”の場合には、信号Boを低くする必要があ
る。したがつて、時刻to+1での評価用内部信号
o+1の値は時刻toでの信号Boに比べ微少量Δ
だけ高くされることになる。
2a to 2c show timing charts for explaining the modulation operation in FIG. 1. Time t o
Since the input signal A o is higher than the evaluation internal signal B o , the residual signal S o obtained by calculating the difference between the two signals A o and B o has a positive value. In this way, when the residual signal S o is a positive value, the logical value of the digital signal D is “1”.
The 1-bit quantization circuit 3 performs an operation of giving a logical value of "0" when the residual signal So is negative. The signal quantized by this circuit 3 is output as a coded sequence D o as a digital output of analog-to-digital conversion. Further, this digital signal D is delayed by one sampling period by the delay circuit 4 shown in FIG. 1, and is input to the integrator 1 at time t o +1 . This integrator 1 receives this delayed signal T o
When is logic “1”, the minute amount (Δ;
delta) and create a new B o+1 signal (B o+1 = B o +
Δ), and conversely, when the signal T o is logic “0”, a certain minute amount of data Δ is subtracted from the signal B o to create a new B o +1 signal (B o +1 = B o − Δ). and input the evaluation internal signal B to the analog signal A.
try to get closer to In other words, the fact that the signal T o is logic "1" is the result of 1-bit quantization of the signal S o , which means that the signal B o is lower than the signal A o . In order to bring the signal B o closer to the signal A o , It is necessary to make the signal B o high, and conversely, when the signal T o is a logic "0", the signal B o needs to be made low. Therefore, the value of the evaluation internal signal B o +1 at time t o +1 is a very small amount Δ compared to the signal B o at time t o
It will be made more expensive.

第2図では、時刻to+1において入力アナログ
信号Ao+1と評価用内部信号(Bo+1=Bo+Δ)と
の残差信号So+1は正の値であり、論理“1”が
符号化列に出力される。この論理“1”信号は遅
延回路4により1サンプリング周期遅らされてT
o+2信号として積分器1に入力され、積分器1は
信号Bo++1に微少量Δを加えてBo+2信号(Bo+2
=Bo+1+Δ=Bo+2・Δ)とすることになる。
また時刻to+2では、入力アナログ信号Ao+2が評
価用内部信号Bo+2より低くなり、残差信号So+2
は負の値となる。したがつて、論理“0”が符号
化列に出力され、積分器1は時刻to+3において
信号Bo+2から微少量Δを差し引き、Bo+3信号 (Bo+3=Bo+2−Δ=Bo+Δ)を出力する。
In FIG. 2, at time t o+1 , the residual signal S o+1 between the input analog signal A o+1 and the evaluation internal signal (B o +1 = B o + Δ) is a positive value, and the logic “1” is output to the encoded string. This logic "1" signal is delayed by one sampling period by the delay circuit 4 and T
It is input to integrator 1 as o+2 signal, and integrator 1 adds a very small amount Δ to signal B o++1 to generate B o+2 signal (B o+2
=B o+1 +Δ=B o +2・Δ).
Moreover, at time t o+2 , the input analog signal A o+2 becomes lower than the evaluation internal signal B o+2 , and the residual signal S o+2
is a negative value. Therefore, a logic "0" is output to the encoded string, and the integrator 1 subtracts a very small amount Δ from the signal B o+2 at time t o+3 to obtain the B o+3 signal (B o+3 = B o+2 −Δ=B o +Δ) is output.

以上のようにして、符号化列には「1,1,
0,…」というデイジタル信号がシリアルに出力
されることになり、入力アナログ信号Ao波形が
デイジタル化されたことになる。
As described above, the encoded string contains "1, 1,
0, . . .'' are serially output, which means that the input analog signal A o waveform has been digitized.

復号化(デイジタル・アナログ変換またはデコ
ードと称す)は符号化(エンコードと称す)に比
べて簡単で、第3図に示すように入力デイジタル
信号Eをサンプリング周期毎に積分することで行
なわれる。つまり、デイジタル入力が論理“1”
の時は積分器1出力である復調信号Xに微少量Δ
を加え、逆に論理“0”の時は信号Xから微少量
Δを差し引くわけである。この動作波形を第4図
に示す。
Decoding (referred to as digital-to-analog conversion or decoding) is simpler than encoding (referred to as encoding), and is performed by integrating the input digital signal E at each sampling period as shown in FIG. In other words, the digital input is logic “1”
When , there is a very small amount Δ in the demodulated signal
, and conversely, when the logic is "0", a very small amount Δ is subtracted from the signal X. This operating waveform is shown in FIG.

デルタ変調方式は1ビツト符号化であるため、
定常レベルの原アナログ信号に対して復調信号
は、+Δ、−Δのレベル変化を第5図に示すように
繰り返すことになり、この階段状の変化は原アナ
ログ信号の歪となる。この歪をグラニユラ雑音と
云う。また、第6図に示すように原アナログ信号
が急激に変化する場合、評価用内部信号が追従で
きず、遅れが生じることになる。この歪をオーバ
ロード雑音という。このグラニユラ雑音とオーバ
ロード雑音は原アナログ信号が音声の場合は特に
問題となる。つまり、音声信号を変調し、さらに
復調して聞いた場合、“ザー”という雑音になつ
たり、音声の明瞭度が低下することになるわけで
ある。これは、伝送線路などの雑音に弱いアナロ
グ信号である音声波形を雑音や外乱に強いデイジ
タル信号として記録し、必要な時にアナログ変換
して取り出すシステムにおいては致命的な欠点と
なる。一般的には、このグラニユラ雑音を軽減す
るにはΔ量を小さくし、オーバロード雑音を軽減
するためにはΔ量を大きくすればよい。ところ
が、これら2つの雑音の両方を軽減することは相
反しており、デルタ変調方式におけるΔ量一定と
いう条件では不可能である。そこで、Δ量を可変
した適応デルタ変復調方式(適応差分パルス符号
変復調方式)が開発されている。
Since the delta modulation method is 1-bit encoding,
With respect to the original analog signal at a steady level, the demodulated signal repeats level changes of +Δ and -Δ as shown in FIG. 5, and this step-like change causes distortion of the original analog signal. This distortion is called granular noise. Furthermore, as shown in FIG. 6, when the original analog signal changes rapidly, the evaluation internal signal cannot follow it, resulting in a delay. This distortion is called overload noise. This granular noise and overload noise are particularly problematic when the original analog signal is voice. In other words, when a voice signal is modulated and then demodulated and listened to, it becomes a ``whirring'' noise and the clarity of the voice decreases. This is a fatal drawback in a system that records audio waveforms, which are analog signals that are susceptible to noise from transmission lines, as digital signals that are resistant to noise and disturbances, and then converts them into analog signals and extracts them when necessary. Generally, to reduce this granular noise, it is sufficient to reduce the Δ amount, and to reduce overload noise, it is sufficient to increase the Δ amount. However, reducing both of these two noises is contradictory and is impossible under the condition that the amount of Δ is constant in the delta modulation method. Therefore, an adaptive delta modulation/demodulation method (adaptive differential pulse code modulation/demodulation method) in which the amount of Δ is varied has been developed.

この適応デルタ変復調方式では、アナログ信号
が大きく変化しない区間ではΔ量を小さくしてグ
ラニユラ雑音を抑え、アナログ信号が大きく変化
するところではΔ量を大きくしてオーバロード雑
音を少なくすることになる。このΔ量の決定方法
は、最初ある程度の初期値を設定しておき、変調
における符号化列もしくは復調時の1ビツト符号
列において同じ符号が続いた場合(例えば“00”
又は“11”)にはΔ量を増加させ、異符号の場合
(例えば“01”又は“10”)には、Δ量を減少させ
るというものである。つまり、現在の符号Do
対して1サンプリング周期前の符号Do-1を利用
してΔ量を決定するわけで、これは次式で表わさ
れる。
In this adaptive delta modulation/demodulation method, the Δ amount is reduced in sections where the analog signal does not change significantly to suppress granular noise, and the Δ amount is increased in areas where the analog signal changes significantly to reduce overload noise. The method for determining this Δ amount is to first set a certain initial value, and if the same code continues in the coded string in modulation or the 1-bit coded string in demodulation (for example, “00”)
or "11"), the Δ amount is increased, and in the case of opposite signs (for example, "01" or "10"), the Δ amount is decreased. In other words, the Δ amount is determined using the code D o -1 one sampling period before the current code D o , and this is expressed by the following equation.

Δn=(Δo-1,Do,Do-1) ……(1) 上記(1)式は、DoとDo-1という2ビツトの符号
を使つてΔ量を決定する例であるが、さらに1サ
ンプリング周期前の符号Do-2をも次式に示すよ
うにΔn量決定に使用する場合もある。
Δn=(Δ o-1 , D o , D o-1 ) ...(1) Equation (1) above is an example of determining the Δ amount using the two-bit sign D o and D o-1 . However, the code D o-2 one sampling period earlier may also be used to determine the amount of Δn, as shown in the following equation.

Δn=(Δo-1,Do,Do-1,Do-2) ……(2) このような適応デルタ変復調方式の従来の回路
を第7図に示す。図において、積分器5はアナロ
グ信号評価用内部レジスタ6と積分演算用加減算
回路7より構成され、演算データは8〜12ビツト
程度である。また、Δ量演算回路8はΔ量レジス
タ9とΔ量演算用加減算器10より構成され、こ
れらのデータビツト数は8〜12ビツト程度であ
る。上記積分器5内の内部レジスタ6の出力は、
それぞれたとえば抵抗ラダーよりなる変調用の第
1のデイジタル・アナログコンバータ(D/Aコ
ンバータ)11と復調用の第2のD/Aコンバー
タ12に導かれる。上記第1のD/Aコンバータ
11は、変調時に上記レジスタ6からの例えば10
ビツト(0〜1023)のデイジタルデータ入力をア
ナログ量に変換して電圧比較器13へ送り、ここ
で入力アナログ信号と比較することにより1ビツ
ト量子化を行なう。また前記第2のD/Aコンバ
ータ12は、復調時は前記レジスタ6からのデイ
ジタル信号をアナログ変換してアナログ信号を出
力する。
Δn=(Δ o-1 , D o , D o-1 , D o-2 ) (2) A conventional circuit of such an adaptive delta modulation/demodulation system is shown in FIG. In the figure, an integrator 5 is comprised of an internal register 6 for analog signal evaluation and an addition/subtraction circuit 7 for integral calculation, and the calculation data is approximately 8 to 12 bits. Further, the Δ amount calculation circuit 8 is composed of a Δ amount register 9 and a Δ amount calculation adder/subtractor 10, and the number of data bits thereof is about 8 to 12 bits. The output of the internal register 6 in the integrator 5 is
The signals are guided to a first digital-to-analog converter (D/A converter) 11 for modulation and a second D/A converter 12 for demodulation, each of which is made up of, for example, a resistance ladder. The first D/A converter 11 receives, for example, 10
Digital data input of bits (0 to 1023) is converted into an analog quantity and sent to the voltage comparator 13, where it is compared with the input analog signal to perform 1-bit quantization. Further, during demodulation, the second D/A converter 12 converts the digital signal from the register 6 into analog and outputs an analog signal.

第7図の回路において変調動作時には、制御回
路14は電圧比較器13の出力のうち現在から2
サンプリング周期程度過去のものを記憶してい
る。つまり、現在の符号Doと1サンプリング周
期前の符号Do-1と2サンプリング周期前の符号
o-2を記憶している。そして制御回路14は、
符号Doに応じてΔ量加算指令、Δ量減算指令を
発生し、またこれらの符号Do,Do-1,Do-2がす
べて等しいとき(“0,0,0”又は“1,1,
1”)にΔ量演算回路8にΔ量を増加させるよう
なΔ量アツプ信号を出力し、その他の場合にはΔ
量を減少させるようなΔ量ダウン信号を出力す
る。Δ量演算回路8はこのような信号を受けて、
予め制御回路14から初期値が設定されているΔ
量レジスタ9の内容に対して加減算器10により
所定の演算を行つてΔ量を増減する。つまり、Δ
量は前記(2)式に示すように1サンプリング周期前
のΔo-1と、符号群Do,Do-1,Do-2により決定
されることになる。このΔ量は積分器5に入力さ
れ、ここでは制御回路14から初期設定されてい
る値に対してΔ量加算指令あるいはΔ量減算指令
に応じてΔ量の加減算(積分演算)を行なう。す
なわち加減算器7により、アナログ信号評価用内
部レジスタ6のデータを加算指令時(Do
“1”)にはΔ量加算し、減算指令時(Do
“0”)にはΔ量だけ差し引くことになる。したが
つて、D/Aコンバータ12の出力は上記レジス
タ6の出力に応じて高められたり、低められたり
することになり、入力アナログ信号に近づくよう
になる。このようにして適応デルタ変調動作が実
行され、デイジタル出力端子よりシリアルな符号
化信号が出力されることになる。
During modulation operation in the circuit of FIG.
It remembers things from the past about the sampling period. That is, the current code Do , the code Do -1 from one sampling period ago, and the code Do -2 from two sampling periods ago are stored. And the control circuit 14 is
A Δ amount addition command and a Δ amount subtraction command are generated according to the sign Do , and when these signs Do , Do-1 , and Do-2 are all equal (“0, 0, 0” or “1 ,1,
1”), a Δ amount up signal that increases the Δ amount is output to the Δ amount calculation circuit 8, and in other cases, the Δ amount up signal is output to the Δ amount calculation circuit 8.
A Δ amount down signal that decreases the amount is output. The Δ amount calculation circuit 8 receives such a signal, and
Δ whose initial value is set in advance from the control circuit 14
An adder/subtractor 10 performs a predetermined operation on the contents of the amount register 9 to increase or decrease the Δ amount. In other words, Δ
As shown in equation (2) above, the amount is determined by Δ o- 1 one sampling period before and the code group D o , D o-1 , D o-2 . This Δ amount is input to the integrator 5, where the Δ amount is added or subtracted (integral calculation) to a value initially set from the control circuit 14 in response to a Δ amount addition command or a Δ amount subtraction command. That is, when the adder/subtractor 7 commands to add the data in the analog signal evaluation internal register 6 (D o =
Δ amount is added to “1”), and when subtracting command (D o =
“0”), the amount Δ is subtracted. Therefore, the output of the D/A converter 12 will be increased or decreased depending on the output of the register 6, and will approach the input analog signal. In this way, the adaptive delta modulation operation is performed, and a serial encoded signal is output from the digital output terminal.

復調の場合には、デイジタル入力端子にデータ
を受けとり、前述した変調時と同様の動作にてΔ
量演算およびΔ量加減算を行なつて復調用の第2
のD/Aコンバータ12を通してアナログ信号を
出力することになる。この場合には、電圧比較器
13は使用されない。
In the case of demodulation, data is received at the digital input terminal, and Δ
A second signal for demodulation is obtained by performing quantity calculation and Δ quantity addition/subtraction.
An analog signal is output through the D/A converter 12. In this case, voltage comparator 13 is not used.

上述した第7図の回路を集積化する場合、加減
算器7,10の素子数が問題となる。つまり、全
回路素子数に対してこれらの加減算器7,10の
素子数が半数をこえ、集積回路のチツプサイズを
増加させ、ひいては高価格となる不都合が生ず
る。
When integrating the circuit shown in FIG. 7 described above, the number of elements in the adders/subtracters 7 and 10 becomes a problem. In other words, the number of adders and subtracters 7 and 10 exceeds half of the total number of circuit elements, which increases the chip size of the integrated circuit and increases the cost.

本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、
1つの演算回路を時分割で使用する回路構成とす
ることによつて、演算回路の数を減少させ、これ
により集積回路の素子数の減少とチツプサイズの
縮小を可能とし、コストの低減を図り得るアナロ
グ波形変復調回路を提供することを目的とする。
The present invention was made in view of the above circumstances, and
By adopting a circuit configuration in which one arithmetic circuit is used in a time-sharing manner, the number of arithmetic circuits can be reduced, thereby making it possible to reduce the number of integrated circuit elements and chip size, thereby reducing costs. The purpose is to provide an analog waveform modulation/demodulation circuit.

以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明
する。第8図は本発明のアナログ波形変復調回路
を示しており、適応デルタ変復調回路に使用され
るものである。図において、アナログ信号評価用
内部レジスタ20は例えば10ビツト、Δ量レジス
タ21は例えば12ビツトのデータ長となるように
構成されている。この評価用内部レジスタ20の
10ビツトの各出力は、クロツクパルスCP1によ
り動作するクロツクドインバータI1を介して演算
回路22の各々のアダーの入力端A1〜A10に接続
されている。また、Δ量レジスタ21の10ビツト
の各出力も、クロツクパルスCP3により動作す
るクロツクドインバータI3を介して上記各アダー
の入力端子A1〜A10にそれぞれ接続されている。
上記評価用内部レジスタ20の上位6ビツトの出
力はクロツクパルスCP2により動作するクロツ
クドインバータI2を介して、またΔ量レジスタ2
1の上位6ビツトの出力はクロツクパルスCP4
により動作するクロツクドインバータI4を介して
それぞれマルチプレクスされ、対応する排他的論
理和ゲート23を介して上記演算回路22の下位
6ビツトの入力端子B1〜B6に入力されるように
なつている。このとき、上記排他的論理和ゲート
23は、クロツクパルスCP4と後述のアツプダ
ウン信号10との論理動作をとる論理回路24の
出力により制御されるようになつている。また、
上記演算回路22の上位6ビツトの入力端子B7
〜B12にはクロツクパルスCP2の時に評価用内部
レジスタ20の最上位ビツトD10の反転信号
10を、クロツクパルスCP3の時にΔ量の増減
を指示する信号EXDを、およびクロツクパルス
CP4の時に評価用内部レジスタ20をΔ量だけ
減少させる(但し、論理“0”時、逆に論理
“1”の時はΔ量だけ増加させる)ことを指示す
るアツプダウン信号uDをそれぞれマルチプルク
スする論理回路25の出力が入力され。また、演
算回路22の各アダーにおけるキヤリー入力端子
Cと前段のキヤリー出力端子Caとはカスケード
接続されており、最下位ビツトのキヤリー入力端
子C1にはクロツクパルスCP2の時は論理“1”
信号を、クロツクパルスCP3の時は信号EXD
を、クロツクパルスCP4の時はアツプダウン信
号uDをそれぞれマルチプレクスする論理回路2
6の出力が加えられる。なお、Δ量レジスタ21
の上位2ビツトの出力11,12は、インバ
ータI5,I6を介して前記演算回路22の11ビツ
ト,12ビツト目の入力端子A11,A12に接続され
ている。また、演算回路2の各アダー出力Siは、
評価用内部レジスタ20及びΔ量レジスタ21の
それぞれ対応するビツト段の入力端子Dに接続さ
れている。
Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 8 shows an analog waveform modulation/demodulation circuit according to the present invention, which is used in an adaptive delta modulation/demodulation circuit. In the figure, the analog signal evaluation internal register 20 is configured to have a data length of, for example, 10 bits, and the Δ amount register 21 is configured to have a data length of, for example, 12 bits. This evaluation internal register 20
Each of the 10-bit outputs is connected to the input terminals A1 to A10 of each adder of the arithmetic circuit 22 via a clocked inverter I1 operated by a clock pulse CP1. Each of the 10-bit outputs of the Δ quantity register 21 is also connected to the input terminals A1 to A10 of each of the adders through a clocked inverter I3 operated by a clock pulse CP3.
The output of the upper 6 bits of the internal evaluation register 20 is sent via the clocked inverter I2 operated by the clock pulse CP2, and to the Δ quantity register 2.
The output of the upper 6 bits of 1 is clock pulse CP4.
The signals are multiplexed via the clocked inverter I 4 operated by the input terminals B 1 to B 6 of the lower 6 bits of the arithmetic circuit 22 via the corresponding exclusive OR gate 23. It's summery. At this time, the exclusive OR gate 23 is controlled by the output of a logic circuit 24 which performs a logical operation between the clock pulse CP4 and an up-down signal 10, which will be described later. Also,
Input terminal B 7 of the upper 6 bits of the arithmetic circuit 22
~ B12 contains the inverted signal 10 of the most significant bit D10 of the evaluation internal register 20 at the time of the clock pulse CP2, the signal EXD for instructing the increase/decrease of the Δ amount at the time of the clock pulse CP3, and the clock pulse.
At the time of CP4, the up-down signal uD that instructs to decrease the evaluation internal register 20 by the amount Δ (however, when the logic is "0", and conversely when the logic is "1", the up-down signal uD is increased by the amount Δ) is multiplexed. The output of the logic circuit 25 is input. Further, the carry input terminal C in each adder of the arithmetic circuit 22 and the carry output terminal Ca of the preceding stage are connected in cascade, and the carry input terminal C1 of the least significant bit has a logic "1" when the clock pulse CP2 is received.
signal, and when the clock pulse is CP3, the signal EXD
Logic circuit 2 that multiplexes the up-down signal uD at the time of clock pulse CP4.
6 outputs are added. In addition, the Δ amount register 21
The outputs 11 and 12 of the upper two bits are connected to the 11th and 12th bit input terminals A 11 and A 12 of the arithmetic circuit 22 via inverters I 5 and I 6 . In addition, each adder output Si of the arithmetic circuit 2 is
It is connected to the input terminal D of the corresponding bit stage of the internal evaluation register 20 and the Δ quantity register 21, respectively.

次に、上記のように構成されたアナログ波形変
復調回路を前述した第7図の内部レジスタ6、Δ
量レジスタ9、加減算器7,10と置換した場合
の動作を第9図のタイムチヤートを参照して説明
する。本回路においては、1サンプリング周期が
3つのタイミング期間T1,T2,T3に分割さ
れている。タイミング期間T1においては、第9
図a、dに示すようなクロツクパルスCP1,CP
2によりクロツクドインバータI1,I2が開く。従
つて、評価用内部レジスタ20からの出力データ
1〜10がクロツドインバータI1を介して演
算回路22の各アダーの入力端子A1〜A10に入力
され、またレジスタ20の上位6ビツトの出力デ
ータ5〜10はクロツクドインバータI2を介
したのち論理回路24の出力と共に排他的論理和
ゲート23にて導かれて反転され、演算回路22
の各アダーの入力端子B1〜C6に加えられる。ま
た、演算回路22のアダーの上位6ビツトの入力
端子B7〜B12には、論理回路25から内部レジス
タ20の最上位ビツトデータD10の反転信号
10が入力される。これらの入力データをもとに
演算回路22は、評価用内部レジスタ20の値の
絶対値を近似的に15/16倍する演算を行なうこと
になる。この演算は次のような目的で行なうもの
である。例えば復調時、デイジタルデータが論理
“1”と“0”を繰り返している場合、アナログ
信号は第11図のようにΔ量の変化を繰り返すこ
とになるが、評価用内部レジスタ20の値(+
511〜−512の値をもつ)において零付近、つまり
このレジスタ20の出力がアナログ変換されて得
られるアナログ出力信号の振幅の中心で振れると
は限らない。そこで、上記“1”,“0”の繰り返
し時におけるアナログ信号がアナログ出力の振幅
中心で振れるように、レジスタ20の値の絶対値
を減少させ、零に近づけるわけである。これは、
デイジタルデータが論理“1”と“0”を繰り返
しているにもかかわらず、データの伝送線路など
において、雑音、外乱などにより論理“1”ばか
りを集積回路が受けとると第12図のようにアナ
ログ信号の振幅位置が上昇するため、その後アナ
ログ信号が振幅中心からずれて動作するようにな
ることを避けるためである。つまり、第10図に
示すようにアナログ信号の振幅が異常に上昇する
ことを防止し、その振幅中心をアナログ出力の振
幅中心に引き戻すわけである。
Next, the analog waveform modulation/demodulation circuit configured as described above is connected to the internal register 6, Δ
The operation when the quantity register 9 and the adders/subtractors 7 and 10 are replaced will be explained with reference to the time chart of FIG. In this circuit, one sampling period is divided into three timing periods T1, T2, and T3. In the timing period T1, the ninth
Clock pulses CP1, CP as shown in figures a and d
2 opens the clocked inverters I 1 and I 2 . Therefore, the output data 1 to 10 from the internal evaluation register 20 are input to the input terminals A 1 to A 10 of each adder of the arithmetic circuit 22 via the clocked inverter I 1 , and the upper 6 bits of the register 20 are The output data 5 to 10 pass through the clocked inverter I2 , and then are led to the exclusive OR gate 23 together with the output of the logic circuit 24, where they are inverted and sent to the arithmetic circuit 22.
is applied to input terminals B 1 to C 6 of each adder. Further, the inverted signal 10 of the most significant bit data D10 of the internal register 20 is inputted from the logic circuit 25 to input terminals B 7 to B 12 of the upper six bits of the adder of the arithmetic circuit 22 . Based on these input data, the arithmetic circuit 22 performs an operation to approximately multiply the absolute value of the value in the evaluation internal register 20 by 15/16. This calculation is performed for the following purposes. For example, during demodulation, if the digital data repeats logic "1" and "0", the analog signal will repeat changes in the amount of Δ as shown in FIG.
511 to -512), it does not necessarily swing near zero, that is, at the center of the amplitude of the analog output signal obtained by analog conversion of the output of this register 20. Therefore, the absolute value of the value in the register 20 is decreased and brought closer to zero so that the analog signal during the repetition of "1" and "0" swings around the amplitude center of the analog output. this is,
Even though the digital data repeats logic "1" and "0", if the integrated circuit receives only logic "1" due to noise, disturbance, etc. on the data transmission line, it will become analog as shown in Figure 12. This is to prevent the analog signal from operating deviated from its amplitude center after the amplitude position of the signal rises. In other words, as shown in FIG. 10, the amplitude of the analog signal is prevented from increasing abnormally, and its amplitude center is brought back to the amplitude center of the analog output.

次いで、第9図のタイミング期間T2において
は、第9図b、cに示すようなクロツクパルス
CP3,CP4によりクロツクドインバータI3,I4
が開く。従つて、Δ量レジスタ21の出力データ
1〜10はクロツクドインバータI3を介して
演算回路22の各アダーの入力端子A1〜A10に加
えられると共に、Δ量レジスタ21の上位6ビツ
トのデータ7〜12はクロツクドインバータ
I4及び排他的論理和ゲート23を介して演算回路
22の入力端子B1〜B6に加えられる。この時、
Δ量の増加を指示するEXD信号が論理“1”で
あれば、論理回路26の出力“1”が遠算回路2
2のキヤリ入力端C1に供給され、演算回路22
は次の演算を行なうことになる。
Then, in the timing period T2 of FIG. 9, the clock pulses as shown in FIGS. 9b and 9c are generated.
CP3 and CP4 create clocked inverters I 3 and I 4
opens. Therefore, the output data 1 to 10 of the Δ quantity register 21 are applied to the input terminals A 1 to A 10 of each adder of the arithmetic circuit 22 via the clocked inverter I 3 , and the upper 6 bits of the Δ quantity register 21 are Data 7 to 12 are clocked inverters.
It is applied to the input terminals B 1 to B 6 of the arithmetic circuit 22 via I 4 and the exclusive OR gate 23 . At this time,
If the EXD signal instructing an increase in the amount of Δ is logic “1”, the output “1” of the logic circuit 26 is
It is supplied to the carry input terminal C1 of 2, and the arithmetic circuit 22
will perform the following operation.

Δo+1=63/64Δn+1 ……(3) また、EXD信号が論理“0”でΔ量の減少指
示が行なわれると、演算回路22は次の演算を行
なうことになる。
Δ o+1 =63/64 Δn+1 (3) Furthermore, when the EXD signal is logical “0” and an instruction to decrease the Δ amount is given, the arithmetic circuit 22 performs the following operation.

Δo+1=63/64Δn ……(4) 次のタイミング期間T3では、第9図c、dに
示すようなクロツクパルスCP4,CP1によりク
ロツクドインバータI1,I4が開く。従つて、評価
用内部レジスタ20の出力データ1〜10は
クロツクドインバータI1を介して演算回路22の
各入力端子A1〜A10に入力されると共に、Δ量レ
ジスタ21の上位6ビツトの出力7〜12は
クロツクドインバータI4を経て論理回路24の出
力と共に排他的論理和ゲート23に導かれ、この
ゲート23の出力が演算回路22の入力端子B1
〜B6に入力される。このとき演算回路22は、
評価用内部レジスタ20のΔ量だけの増減を指示
する信号uDが論理“1”であれば、このときの
論理回路24の出力“1”による前記ゲート23
の出力データ、つまりΔ量だけ評価用内部レジス
タ20の値から差し引き、逆に信号uDが論理
“0”であれば、このときの論理回路24の出力
“0”による前記ゲート23の出力データ、つま
りΔ量だけ増加されるような演算を行う。
Δ o+1 =63/64 Δn (4) In the next timing period T3, clocked inverters I 1 and I 4 are opened by clock pulses CP4 and CP1 as shown in FIG. 9c and d. Therefore, output data 1 to 10 of the internal evaluation register 20 are input to each input terminal A 1 to A 10 of the arithmetic circuit 22 via the clocked inverter I 1 , and the upper six bits of the Δ quantity register 21 are The outputs 7 to 12 of are led to the exclusive OR gate 23 along with the output of the logic circuit 24 via the clocked inverter I4 , and the output of this gate 23 is input to the input terminal B1 of the arithmetic circuit 22.
~B input into 6 . At this time, the arithmetic circuit 22
If the signal uD instructing an increase/decrease by the amount of Δ in the evaluation internal register 20 is logic "1", the output of the logic circuit 24 at this time is "1", and the gate 23
The output data of, that is, the amount Δ is subtracted from the value of the evaluation internal register 20, and conversely, if the signal uD is logic "0", the output data of the gate 23 due to the output "0" of the logic circuit 24 at this time, In other words, the calculation is performed such that the amount is increased by the amount Δ.

なお、第8図の回路において、T1,T2,T3
おける各演算結果はそれぞれ対応するレジスタ2
0,21にデータ読み取り用のクロツクが供給さ
れることによつて読み取られるようになつてい
る。
In the circuit shown in Fig. 8, each operation result at T 1 , T 2 , and T 3 is stored in the corresponding register 2.
0 and 21 are supplied with a clock for data reading.

上記したアナログ波形変復調回路によれば、1
つの演算回路22を時分割で使用することによ
り、アナログ評価用内部レジスタ20及びΔ量レ
ジスタ21に対する演算を行なうことができ、従
来のように2つの演算回路を使用しなくてもよ
い。従つて回路を集積化した場合、素子数を従来
の約3/4に減少できると共にチツプサイズの縮小
を可能とし、低価格化が実現できる。
According to the analog waveform modulation/demodulation circuit described above, 1
By using two arithmetic circuits 22 in a time-sharing manner, arithmetic operations can be performed on the analog evaluation internal register 20 and the Δ amount register 21, and there is no need to use two arithmetic circuits as in the conventional case. Therefore, when the circuit is integrated, the number of elements can be reduced to about 3/4 of the conventional one, and the chip size can also be reduced, making it possible to lower the cost.

なお上記実施例では、アナログ評評価用内部レ
ジスタ20を10ビツト、Δ量レジスタ21を12ビ
ツト、演算回路22を10ビツトにそれぞれ構成し
ているが、これは他のビツト数でもよい。
In the above embodiment, the analog evaluation internal register 20 is configured with 10 bits, the Δ amount register 21 is configured with 12 bits, and the arithmetic circuit 22 is configured with 10 bits, but other bit numbers may be used.

以上説明したように本発明によれば、1つの演
算回路を時分割で使用する回路構成とすることに
よつて、演算回路数を減少させ、これにより集積
回路の素子数の減少とチツプサイズの縮小を可能
とし、コストの低減を図り得るアナログ波形変復
調回路を提供できる。
As explained above, according to the present invention, the number of arithmetic circuits is reduced by using a circuit configuration in which one arithmetic circuit is used in a time-sharing manner, thereby reducing the number of integrated circuit elements and chip size. Accordingly, it is possible to provide an analog waveform modulation/demodulation circuit that enables cost reduction.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来のデルタ変調方式の回路構成図、
第2図は第1図の回路における変調動作を説明す
るために示すタイミングチヤート、第3図は従来
の復調回路の構成図、第4図は第3図の回路動作
を説明するための波形図、第5図及び第6図は第
1図のデルタ変調回路の動作を説明するための波
形図、第7図は従来の適応デルタ変復調回路を示
す回路図、第8図は本発明の一実施例に係るアナ
ログ波形変復調回路の構成図、第9図は第8図の
動作を説明するために示すタイミングチヤート、
第10図乃至第12図はそれぞれ第8図の回路を
動作を説明するために示す波形図である。 20…アナログ信号評価用内部レジスタ、21
…Δ量レジスタ、22…演算回路、23…排他的
論理和ゲート、23〜26…論理回路、I1〜I4
クロツクドインバータ。
Figure 1 is a circuit diagram of the conventional delta modulation method.
Fig. 2 is a timing chart shown to explain the modulation operation in the circuit shown in Fig. 1, Fig. 3 is a block diagram of a conventional demodulation circuit, and Fig. 4 is a waveform diagram shown to explain the circuit operation of Fig. 3. , FIG. 5 and FIG. 6 are waveform diagrams for explaining the operation of the delta modulation circuit of FIG. 1, FIG. 7 is a circuit diagram showing a conventional adaptive delta modulation/demodulation circuit, and FIG. 8 is an embodiment of the present invention. A configuration diagram of an analog waveform modulation/demodulation circuit according to an example, FIG. 9 is a timing chart shown to explain the operation of FIG. 8,
FIGS. 10 to 12 are waveform diagrams showing the operation of the circuit of FIG. 8, respectively. 20... Internal register for analog signal evaluation, 21
...Δ quantity register, 22... Arithmetic circuit, 23... Exclusive OR gate, 23-26... Logic circuit, I 1 - I 4 ...
clocked inverter.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 適応デルタ変復調回路における△量演算並び
に△量加減算を含むアナログ信号評価演算を行な
うアナログ波形変復調回路において、アナログ信
号入力をデイジタルデータとして保有するアナロ
グ信号評価用レジスタと、このアナログ信号評価
用レジスタに保持されるデータの微少(△)増減
分量を保持する△量レジスタと、この△量の増減
を行なう△量演算及び少なくとも前記アナログ信
号評価用レジスタのデータの絶対値の△量増減を
行なうアナログ信号評価演算を実行する演算回路
と、△量演算及びアナログ信号評価演算を上記演
算回路で行なう際に前記両レジスタの保持データ
を時分割で演算回路に転送させるデータ転送制御
回路とを具備し、前記一つの演算回路を時分割に
使用して△量演算並びに△量加減算を含むアナロ
グ信号評価演算を実行することを特徴とするアナ
ログ波形変復調回路。
1. In an analog waveform modulation/demodulation circuit that performs analog signal evaluation calculations including △ quantity calculation and △ quantity addition/subtraction in an adaptive delta modulation/demodulation circuit, an analog signal evaluation register that holds analog signal input as digital data, and an analog signal evaluation register that holds analog signal input as digital data. A △ quantity register that holds the minute (△) increment/decrement amount of data to be held, a △ quantity operation that increases or decreases this △ quantity, and an analog signal that at least increases or decreases the absolute value of the data in the analog signal evaluation register by △ quantity. comprising an arithmetic circuit that executes an evaluation operation, and a data transfer control circuit that transfers data held in both registers to the arithmetic circuit in a time-sharing manner when the arithmetic circuit performs the Δ quantity operation and the analog signal evaluation operation; An analog waveform modulation/demodulation circuit characterized in that one arithmetic circuit is used in a time-sharing manner to execute analog signal evaluation calculations including Δ quantity calculations and Δ quantity addition/subtraction.
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US06/335,652 US4532494A (en) 1981-01-09 1981-12-30 Adaptive delta codec which varies a delta signal in accordance with a characteristic of an input analog signal
DE8282300050T DE3264340D1 (en) 1981-01-09 1982-01-06 Circuit for generating a delta value
EP82300050A EP0056299B1 (en) 1981-01-09 1982-01-06 Circuit for generating a delta value

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