JPS6133033A - デルタ変調器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、無音時における出力雑音を確実に阻止するこ
とのできるデルタ変調器に関する。なお、本発明におけ
るデルタ変調器は、デルタ変調を行うステップ幅が一定
の線形デルタ変調器及びステップ幅を入力信号に適応さ
せる適応デルタ変調器を含めた概念である。

〔従来技術と問題点〕

デルタ変調器には、デルタ変調を行うステップ幅が一定
である線形デルタ変調器と、このステップ幅を入力信号
に適応して変化させることにより勾配負荷雑音や粒状雑
音を低下できるように適応デルタ変調器があることはよ
く知られている。デルタ変調を行うことにより、伝送に
要する量子化ビット数を減少させることができ、同一ビ
ット数を用いるときは通常のＰＣＭ方式よりも高品質の
伝送を行うことができるが、その反面、無音時すなわち
音声入力信号がないときでも遊休雑音（Ｉｄｌｅ　　ｎ
ｏｉｓｅ）と呼ばれる雑音を発生ずるという特有の問題
がある。

この遊休雑音を図面で説明すると、第３図はデルタ変調
器の基本構成の説明図、第４図は出力波形及び遊休雑音
の説明図である。

第３図においては、１０番才全体のデルタ変調器、１１
はレベル比較回路、１２は標本化回路、１３は極性切換
回路、１４は積分回路である。点線で囲まれた１５は、
適応デルタ変調器の場合に用いられるステップ幅制御回
路で、符号列監視回路１６とステップ幅発生回路１７を
備え、入力信号に対応してステップ幅δを変更する。

この構成において、レベル比較回路１１は音声入力信号
Ｘと積分回路１４の復調信号ｙを比較する。その差レベ
ルが標本化回路１２において標本化パルスＳＰで標本化
されて符号出力Ｚとなる。

極性切換回路１３は、符号出力Ｚが“１”であるか“′
０”であるかに対応して、与えられたステップ幅δをも
った正方向積分のステップ幅信号δ＋と負方向積分のス
テップ幅信号δ−を発生させる。

線形デルタ変調器の場合は、このステップ幅δはあらか
じめ定められたものとなるが、適応デルタ変調器の場合
は、音声入力信号に対応して変化する。すなわち、符号
出力Ｚに１”が連続するときはステップ幅δが小さすぎ
、“０”が連続するときはステップ幅δが大きすぎるの
で、符号列監視回路１５により“１″又は“０”の連続
する符号列を検出し、その連続状態に対応してステップ
幅発生向路１７によりステップ幅δが設定される。

極性切換回路１３のδ十又はδ−は積分回路１４により
積分されてレベル比較回路１１の一端子側に加えられる
。

無音時すなわち音声入力信号Ｘのレベルが“０”である
ときは、符号出力Ｚは第４図（ａ）のように“１”と“
０”がクロックＣＬに同期して交互に発生する交番符号
となり、その結集積分回路１４のｆｉ　ＭＥ信号ｙは、
第４図（ｈｌに示すように、標本化周期すなわち符号化
周期の２倍を周期とする概三角波となる。この復調信号
ｙの尖頭−尖頭値は、ステップ幅δに対応するものであ
って、適応デルタ変調器の場合には最小ステップ幅信号
δｍｉｎに対応する。

ところで、第４図ｆａｔ及びｆｈｌに示ずような出力波
形は、極性切換回路１３の出力である正方向積分のステ
ップ幅信号δ」−と負方向積分のステップ幅信号δ−の
絶対値が等しいと発生ずるものである。

この場合は、標本化周波数が高いため、復調信号ｙは音
声伝送帯域外の信号となるので雑音となって現れない。

しかしながら、実際のデルタ変調器では、ステップ幅信
号δ→−とδ−の絶対値間に製造上の誤差があるため、
復調信号ｙは第４図（ｂｌのようにならないのが普ｊｍ
である。−例として、ステップ幅信号δ＋の絶対値がδ
−の絶対値より大である場合の無音時の復調信号ｙ及び
符号出力Ｚを示すと、第４図（Ｃ１及び（ｄｌのように
なる。

この図で明らかなように、ステップ幅信号δ＋とδ−の
誤差の蓄積により、符号出力Ｚは第４図（ａ）の交番符
号とならず、第４図ｆｄ）に示すように、一定周期τご
とに符号゛０”が連続し、その結果復調信号ｙも周期τ
をもった信号となる。この周期τは、符号化周期すなわ
ち標本化周期の奇数倍であって、その値はステップ幅信
号δ＋とδ−の誤差の大きさによって異なったものとな
る。しかしながら復調信号ｙの基本波が音声伝送帯域内
に入るに十分な大きさになるのが普通であるため、復調
時には可聴雑音となって現れる。これが遊休雑音と呼ば
れるデルタ変調器に特有の雑音である。

第４図（Ｃ）　、　（ｄ）とは逆に、ステップ幅信号δ
＋の絶対値がδ−の絶対値よりも小さい場合は、復調信
号ｙが負方向に増加する特性となり、一定周期τ毎に“
１”が連続する形の遊休雑音となる。いずれの場合も同
一符号は３個以上連続することはない点に注意すべきで
ある。またステップ幅信号δ＋とδ−の絶対値の誤差は
周期τの値にのみ影響する。

無音時の雑音は、以上に説明した場合の他に、音声信号
人力Ｘまたは復調信号ｙに、第４図ｔｅｌに示すように
、復調信号ｙの重連の尖頭値を越える直流成分ＤＣが重
畳している場にも生じる。これは、積分回路が理想積分
回路ではなく、実際には二重積分回路であったり、また
通常漏洩積分回路を用いたりしていることに起因する。

すなわち、積分回路１４の入力としてステップ幅δ＋と
δ−の絶対値が同一であっても、積分回路１４の出力の
変化幅がその初期値によって異なるためである。

第４図ｆｅ＋及びｆｆｌは、このときの復調信号ｙと符
号出力Ｚの動作波形を示したものである。符号出力Ｚ及
び遊休雑音の性質は、前に１ｉｌｅべた場合と同様であ
る。

このようにして生じた無音時の雑音を低減するため、従
来いくつかの方法が（Ｗ案されている。その一つは、音
声入力信号Ｘに微小な不規則雑音や音声伝送帯域外の信
号を附加することにより、無音時における符号出力及び
出力雑音を不規則化し、聴感上検知しにくくする方法で
ある（特公昭５２−４２５８７号）。しかしこの方法は
、前記微小信号附加のための回路があることの他に、本
質的に雑音を阻止するものではない。この他、特に適応
デルタ変調器に適用される方法として、ステップ幅信号
を監視し、無音時にはこれが最小値になることを利用し
、変調器側で強制的に交番符号を出力する方法（特開昭
５６−１１９５２８号）や、復調側で無音を判別し復調
信号を減衰させる方法（特開昭５６−１３４８５７号）
があるが、いずれもステップ幅監視のための回路が複雑
であったり、ステップ幅制限方法が画定されるものであ
った。

〔発明の目的〕

本発明は、前記従来のデルタ変調器における問題点を改
良するために成されたもので、デルタ変調器側に比較的
簡単な回路を附加することにより、無音時にｔｉｔ音声
伝送帯域外の交番符号を出力して遊休雑音を確実にＩＩ
Ｉ止するようにしたデルタ変調器、特に適応デルタ変調
器に好適な無音時出力雑音Ｉｎ止デルタ変調器を提供す
るにある。

〔発明の構成〕

本発明は、前記目的を達成するために、デルタ変調され
た出力符号列中に３個以」−の同一符号が連続したこと
を検出する符号列監視手段と、この符号列監視手段の検
出出力を受けたときは一定時間前記出力符号列を出力し
、それ以外のときは交番符号を出力する符号出力変換手
段とを備え、これにより、入力信号が加えられた場合は
、入力信号を線形デルタ変調又は適応デルタ変調し、入
力信号が加えられないときは、直ちに音声伝送帯域外の
交番符号を出力して遊休雑音の発生を確実に阻止するよ
うにしたことを特徴とする。

〔発明の実施例〕

本発明の実施例を図面を参照して説明する。第１図は本
発明の一実施例の説明図である。第１図においで、第３
図と同じ構成部分には同じ記号が付されている。すなわ
ち、レベル比較回路１１、標本化回路１２、極性切換回
路】３、積分回路１４からなるデルタ変調器部分は、第
３図に示した従来のデルタ変調器１０と同じ構成である
。このデルタ変調器１０には第３図のステップ幅制御回
路１５を備えた適用デルタ変調器も用いられるが、適応
デルタ変調器の場合は、次の第２図に示す実施例の方が
好適である。第１図の新規な構成部分において、２１は
符号列監視手段で、同じ符号が３個連続して現れたこと
を検出して出力を発生するもので、例えば３進カウンタ
で構成することができる。２２は符号出力変換手段で、
再トリガ型単安定回路２３．スイッチ２４．標本化回路
２５゜反転回路２６を備え、音声信号入力時は、デルタ
変調器１０の符号出力Ｚに対応した符号出力Ｚ′を出力
し、無音時は交番符号すなわち第４図（ａｌに示すよう
な、“′１”と０”が交互に生じる出力を発生する。再
トリガ型単安定回路２３は、トリガされる毎に、その後
一定時間Ｔの間その出力は準安定状態となるもので、準
安定状態中に再度トリガが入力された場合には、その後
時間Ｔの間車安定状態が延長される特性をもつ公知の回
路である。前記時間Ｔは準安定保持時間と呼ばれる。標
本化回路２５は、例えばＤ型フリップフロップがらなり
、入力信号を標本化パルスｓｐが加わる毎に出力する。

次に、第１図の動作について説明する。音声信号入力時
は、デルタ変調器１０の符号出力Ｚは、“１”又は“０
”の同一符号が３個以上連続することが必ずかつ短時間
内に引き続いて生じる。したがって、再トリガ型単安定
回路２３の準安定保持時間Ｔを、その最大時間間隔より
も大となるように設定すれば、再トリガ型単安定回路２
３は、その準安定状態中において引き続き符号列監視手
段２１によって再トリガされて、音声信号入力時は準安
定状態を保持し続けることになる。

スイッチ２４は、再トリガ型単安定回路２３から準安定
状態出力を受けると、スイッチをＡ例すなわちデルタ変
調器１０側に接続してその符号出力Ｚを標本化回路２５
に加える。標本化回路２５は、標本化パルスＳＰにより
符号出力Ｚを標本化し、符号出力Ｚと同じ符号形態の符
号出力Ｚ′を出力する。したがって、音声信号入力時は
、従来のデルタ変調器１０の符号出力Ｚと同し符号出力
がそのまま出力される。

無音時、すなわち音声信号が入力されないときは、デル
タ変調器１０の符号出力Ｚは、前述のように、第４図（
ａｌ　、　（ｄｉ　、　（ｒｌに示すような波形となる
。

そして、いずれの場合においても、同一符号が３個連続
して発生することはない。しかって、符号列監視手段２
１は出力を発生しないので、再トリガ型単安定回路２３
はトリガされず、安定状態を保持する。スイッチ２４は
、再トリガ型単安定回路２３の安定状態出力を受けてス
イッチをＢ側すなわち反転回路２６側に接続する。標本
化回路２５の入力側には、反転回路２６により、標本化
パルスｓｐ毎に出力を反転したものが加えられる。

したがって、標本化回路２５の無音時の符号出力Ｚ′は
、標本化周期の２倍の周期をもった交番符号、すなわち
第４図ｆａ）と同じ形態の交番符号となる。

なお、百トリガ型単安定回路２３の準安定保持時間Ｔは
、音声信号入力時から無音時への動作の切′換えを速や
かに行うためにはなるべく小さくすることが望ましい。

そこで、音声信号入力時の符号出力Ｚにおいて、３１１
１ｉ１１２Ｊ上連続する同一符号列間の最大時間間隔よ
りも大きい範囲でなるべく小さく設定される。例えば、
符号化速度が２０’Ｋｂｐｓの場合、準安定保持時間Ｔ
を約１００　ｍ　ｓとすることで良好な結果を得ること
ができる。また、標本化パルスの周期は、交番符号の周
波数が音声伝送帯域外となるように選定されるので、復
調器側では雑音となって出力されない。

以−ヒ、入力信号として音声入力信号の場合を例にとっ
て説明したが、音声入力信号に限定されるものでなく、
その他のアナログ信号の場合も含むものである。

第２図は、本発明の他の実施例を示したもので、適用デ
ルタ変調器に対して好適な実施例である。

第２図において、１０′は一般的なＣＶＳＤ　（Ｃｏｎ
ｔｉｎｕｏｕｓｌｙ　　Ｖａｒｉａｂｌｅ３］ｏｐｅ　
　Ｄｅｌｔａ　　Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）方式による適
応デルタ変調器で、レベル比較回路１１、Ｄ型フリップ
フロップからなる標本化回路１２、極性切換回路１３、
積分回路１４、符号列監視回路１６、ステップ幅発生回
路１７からなる。２２′Ｇオ符号出力変換手段で、再ト
リガ型単安定回路２３、スイッチ２４、標本化兼反転回
路２７からなる。標本化兼反転回路２７はＤ型フリップ
フロップからなり、クロック端子ＣＫにクロックＣＬを
受ける毎に入力端りに加えられた入力信号を出力端Ｑに
、その反転出力を出力する。したがって、第１図の符号
出力変換手段２２における反転回路２６は不要となるが
、その動作は共通】３ である。

本実施例の特徴は、第１図の符号列監視手段２１として
、適応デルタ変調器１０′内にある符号列監視回路１６
を共用した点にある。符号列監視回路１６は、２個のＤ
型フリップフロップＦＦ＋及びＦＦ２．２個のアンド回
路Ａ　Ｎ　Ｄ　１及びＡＮＤ２とオア回路ＯＲで構成さ
れる。Ａ　Ｎ　Ｄ　＋には標本化回路１２とＦＦ＋の入
力端Ｄ＋、ＦＦ＋の出力端ＱとＦＦ２の入力６１ＭＤ２
　、ＦＦ２の出力端Ｑ２の三者が入力され、ＡＮＤ２に
は標本化回路］　２　、ＦＦ＋及びＦＦ２の反転出力端
Ｑ、Ｑ＋及び６２が接続され、Ａ　Ｎ　Ｄ　１とＡ　Ｎ
　Ｄ　２の出力はオア回路ＯＲに入力される。゛この構
成で、ＡＮＤｌは標本化回路１２からの符号出力Ｚに“
１”が３個連続したことを検出し、Ａ　Ｎ　Ｄ　２は符
号出力Ｚに“０”が３個連続したことを検出してステッ
プ幅発生回路１７を駆動しステップ幅δを制御する。し
たがって、この符号列監視回路１６は第１図の符号列監
視手段２１と同じ機能をもっているので、これを符号列
監視手段２１として共用することができる。具体的には
、オア回路ＯＲの出力が再トリガ型中安定回路２３に加
えられる。

符号列監視回路１６と糾合された、′ｉＩ′ｉ１−　Ｉ
ｔガ型単安定回路２３、スイッチ２４、標本化兼反転回
路２７からなる符号出力変換手段２２′の動作は第１図
の符号列手段２１と糾合された符号出力変換手段２２の
動作と同じであるので詳細な説明は省略する。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、線形デルタ変調
器、適応デルタ変調器のいずれの場合でも、比較的筒中
な回路である符号出力変換手段、符号列監視手段を附加
するだけで、無音時の遊休雑音を確実に阻１１ニするこ
とができる。無音時は確実に交番符号のみを出力できる
ため、復調器側で出力雑音を生しることがなく、良好な
音声伝送品質を得ることができる。特に適応デルタ変調
器の場合は、符号監視回路を符号列監視手段として共用
できるので、全体の構成を簡単化することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の説明図、第２図は本発明の
詳細な説明図、第３図はＩｔ来のデルタ変調器の説明図
、第４図はデルタ変調器の動作波形説明図である。 １０・・・デルタ変調器、１０′・・・適用デルタ変調
器、１１・・・レベル比較回路、１２・・・標本化回路
、１３・・・極性切換回路、１４・・・積分回路、１５
・・・ステップ幅制御回路、１６・・・符号列監視回路
、１７・・・ステップ幅発生回路、２１・・・符号監視
手段、２２．２２’　・・・符号出力変換手段、２３・
・・百トリガ型単安定回路、２４・・・スイッチ、２５
・・・標本化回路、２６・・・反転回路、２７・・・標
本化兼反転回路。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）デルタ変調された出力符号列中に３個以上の同一
   符号したことを検出する符号列監視手段と、この符号列
   監視手段の検出出力を受けたときは一定時間前記出力符
   号列を出力し、それ以外のときは交番符号を出力する符
   号出力変換手段を備えたことを特徴とするデルタ変調器
   。
2. （２）デルタ変調器が適応デルタ変調器であって、符号
   列監視手段が適応デルタ変調器のステップ幅制御に用い
   る符号列監視回路の一部を共用したものであることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載のデルタ変調器。