Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Synchronization of transmission systems with ANS-DM codecs

Godek Juliusz, Golański Ryszard

Science, Technology and Innovation

|

2021

|

Vol. 12, no. 1

37--44

EN

Adaptive Delta Modulation with Non-uniform Sampling (ANS-DM) is one of the waveform coding techniques, where a sampling instant and a quantization step size are adapted to the signal. The ANS-DM modulator produces an output binary stream, that carries information about the signal and includes necessary data of coder parameters (sampling instant and quantization step). In the demodulator, these values are recovered for proper signal reconstruction. The paper reports the problem of synchronizing clocks (transmitting and receiving) in the (ANS-DM) delta codecs systems. The original synchronization method, valuable in systems dedicated to the transmission of the bits with variable time duration was projected and experimentally verified. Performed measurements and observations have shown the elimination of the synchronization loss phenomenon.

2

ANSDM converters dynamic range design process

Golański Ryszard, Godek Juliusz

Science, Technology and Innovation

|

2020

|

Vol. 10, no. 3

1--7

EN

The results of analytic and simulating works proved that for nonstationary sources, the delta converters with adaptive sampling expose higher coding efficiency than the former proposals, based on uniform sampling methods. The knowledge of the sampling interval range and the algorithm of the Nonuniform Sampling Delta Modulation and Adaptive Nonuniform Sampling Delta Modulation allows finding the necessary number of the sampling intervals and their values that maximizes SNR. The total dynamic range of the ANSDM modulator is the product of the dynamic range both from sampling interval and step size adaptation. Due to the high complexity of the calculations, the ANSDMsoft program was developed to support computing. All computational works were carried out using the Maple environment. Maple allows to solve complex mathematical functions and display their results in a simple way. Most importantly, it supports the LambertW function, used in the computing of NSDM or ANSDM modulators parameters. Graphic illustrations of the NSDM and ANSDM modulator dynamic range as a function of the minimum and maximum sampling frequency are presented.

3

New Synchronization Method for Transmission Systems with Variable Length of Bits

Godek J., Golański R., Kołodziej J., Stępień J.

International Journal of Electronics and Telecommunications

|

2015

|

Vol. 61, No. 1

31-36

EN

Based on the Spartan 3E evaluation module, a flexible platform for the implementation of different algorithms for A/D conversion was developed. The aim of presented work was to improve the concept of the sampling rate adaptation to the input signal rate of change in terms of practical issues including synchronization of delta codecs. The new, original synchronization method, useful in systems dedicated for transmission of variable duration of bits was proposed and experimentally verified. Performed measures and observations have shown elimination of the synchronization lose phenomenon.

4

Modulatory ∆ z adaptacją interwału próbkowania : rozwiązania predyktorów w technologii CMOS

Golański R., Godek J., Kołodziej J.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2012

|

Vol. 53, nr 9

157-162

PL

Modulacja delta z adaptacją odstępu próbkowania jest obiecującą metodą 1-bitowej konwersji a/c, ze względu na swoje właściwości kompresyjne oraz uzyskiwaną jakość przetwarzania, szczególnie przy pracy z sygnałem niestacjonarnym o dużej dynamice. Celem artykułu jest porównanie parametrów (powierzchnia, pobór mocy, stopień komplikacji układów logiki sterującej) predyktora wykorzystującego wielobitowy przetwornik c/a i rozwiązania z integratorem paczkowym, obu realizowanych w technologii CMOS (proces AMS 350 nm). Wykazano, iż rozwiązanie kodeka z predyktorem w postaci integratora paczkowego posiada przy zbliżonych wyjściowych parametrach przetwarzania, mniejszą powierzchnię, zużywa mniej energii i wymaga mniejszych zasobów logiki sterowania.

EN

Delta modulation with a sampling interval adaptation is key method of 1-bit a/d conversion, due to its compression properties and high processing quality, especially when coding nonstationary signal with high dynamics. In the most common solutions, it is proposed to apply in prediction loop a multi-bits d/a converter supplemented by digital accumulator. The aim of the article is to compare the predictor parameters (the area, the power, the complications of logic controller degree) using multi-bit d/ a converter and parcelling integrator, both of the solutions implemented in CMOS technology (process AMS 350nm). There was proved that the solution of the of codec with the predictor in the form of the parcelling integrator, has similar processing quality to classical approach, but reaches less surface area, uses less power, and requires less resources of logic control circuits.

5

Metody przyrostowe w przetwarzaniu danych batymetrycznych - analiza błędów przetwarzania dla zaproponowanych modeli matematycznych

Ogrodniczak J.

Roczniki Geomatyki

|

2007

|

T. 5, z. 3

105-112

EN

In the papers [1, 2] mathematical models using incremental methods in processing of information about the course of variability in the shape of sea bed along the measurement profile were proposed. These models were implemented in author.s application and served simulation tests. The results of the tests were used for comparisons and for assessment of possibilities to use them in the case of various shapes of the seabed. 1. Janusz Ogrodniczak, "Metody przyrostowe w przetwarzaniu danych batymetrycznych-kryteria oceny dokładności dopasowania przebiegu aproksymującego do sygnału wejściowego., (Incremental methods in the bathymetric data processing . accuracy criteria for the approximation of input signal) Roczniki Geomatyki (Annals of Geomatics) 2006, Vol. IV, Number 3, Warszawa. 2. Janusz Ogrodniczak, "Incremental Methods in Bathymetric Data Processing - Bathymetric Data Quantisation", Advances in Transport Systems Telematics, Section III, Chapter 10, Katowice, 2006.

6

Metody przyrostowe w przetwarzaniu danych batymetrycznych – kryteria oceny dokładności dopasowania przebiegu aproksymującego do sygnału wejściowego

Ogrodniczak J.

Roczniki Geomatyki

|

2006

|

T. 4, z. 3

165-170

EN

The possibilities to use delta modulation based incremental methods in the bathymetric data processing are described in this paper. The bathymetric data is a geo-referenced depth data. The depth measurement is made in fixed time intervals so it could be assumed that it is a kind of a signal. Contemporary survey systems provide users with huge amount of data. In the paper it is decided to incorporate the delta modulation into the bathymetric data processing as a method of reducing the amount of the bathymetric data to be transmitted or stored. The delta modulation is a technique taken from signal processing. It is usually used to process electric signals so comparison of voltage levels at the sampling time is the criterion. When considering series of the bathymetric data as a signal, some of the ideas from terrain modeling were adapted to the delta modulation based system. Hence, additional two criteria are taken: a difference between the slope of approximation and the slope of the sea bottom shape and the distance between curves represented by the approximation and the sea bottom shape.

7

Różnicowa DCT w zagadnieniach przetwarzania sygnałów

Pogribny W., Drechny M.

Kwartalnik Elektroniki i Telekomunikacji

|

2006

|

Vol. 52, z. 4

493-509

PL

Dyskretna transformata kosinusowa (DCT) jest szeroko stosowana do analizy i kompresji sygnałów. Klasyczne algorytmy DCT bazują na obliczeniach wykonywanych w wielobitowym formacie PCM (Pulse Code Modulation). Ograniczeniem zastosowania formatu PCM w DCT jest użycie wielobitowych operacji mnożenia, co często utrudnia jego wykorzystanie w systemach czasu rzeczywistego. Z drugiej strony, użycie niektórych niskobitowych rodzajów modulacji delta (DM) zapewnia taką samą dokładność obliczeń jak w przypadku użycia wielobitowego formatu PCM, lecz takie podejście nie zostało wystarczająco zbadane. Celem pracy było opracowanie i zbadanie efektywnych różnicowych algorytmów i struktur procesorów DCT pracujących w czasie rzeczywistym. W pracy tej przedstawiono nowe szybkie różnicowe algorytmy DCT. Szczególną uwagę skupiono na możliwości wyeliminowania w zaproponowanych algorytmach czasochłonnych operacji mnożenia i zastąpienia ich szybkimi operacjami bitowego przesunięcia SHIFT. Zastosowanie przesunięć umożliwiają kroki kwantowania będące potęgą liczby 2. Do zbadania dokładności zaproponowanych algorytmów wykorzystano sygnały szumu różowego oraz mowy. Zaproponowane zostały szybkie i efektywne struktury procesorów specjalizowanych realizujące opracowane algorytmy. Wyniki symulacji komputerowych potwierdziły efektywność opracowanych podejść.

EN

Discrete Cosine Transform (DCT) is widely used in analysis and signal compression. The classical DCT algorithms are based on calculations in multibit PCM (Pulse Code Modulation) format. The restriction of using PCM format in DCT is the application of multibit multiplication operations, which often limits the usage of PCM in real time systems. On the other hand, using some low bit kinds of delta modulation (DM) ensures the same calculation accuracy as in case of the multibit PCM format, however this approach has not been examined sufficiently yet. The purpose of the work was working out and studying the effective differential DCT algorithms and processors structures working in real time. In this work are presented new fast differential DCT algorithms. The particular attention was paid to the possibility of eliminating the multiplication operations in the proposed algorithms and replacing them by fast SHIFT operations. The application of shifts is done on the basis of the quantization steps, which are the power of number 2. To study the accuracy of proposed algorithms pink noise and voice signals were used. The authors proposed fast and effective structures of specialized processors realizing the worked out algorithms. The results of computer simulations confirm the efficiency of the presented approach.

8

Realizacja splotów w formatach mieszanych z wykorzystaniem operacji przesunięcia

Pogribny W., Marciniak B.

Kwartalnik Elektroniki i Telekomunikacji

|

2005

|

Vol. 51, z. 4

555--570

PL

Wysoka rozdzielczość i szybkość filtracji mogą być osiągnięte dzięki zastosowaniu w operacjach splotów formatów mieszanych DM-PCM, w których sygnał wejściowy jest przedstawiony w formacie modulacji delta (DM) a współczynniki wagowe charakterystyki impulsowej w formacie PCM. Wiadomo, że wykorzystanie modulacji DPCM czy adaptacyjnej ADPCM, jako popularnych rodzajów DM, w filtracji cyfrowej pozwala na uzyskanie znacznie lepszej rozdzielczości w porównaniu z innymi rodzajami DM, ale wymaga wykonania operacji na liczbach wielobitowych. Aby uniknąć tej niedogodności w pracy zaproponowano aby kroki modulacji DPCM syntezować z kroków zmodyfikowanych DPCM (MDPCM), w których przyjęto, że kolejne kroki kwantyzacji są proporcjonalne do potęg liczby 2. Takie rozwiązanie pozwala na całkowite zastąpienie operacji mnożenia operacją przesunięcia bitów odpowiednich słów kodowych, co prowadzi do zwiększenia szybkości filtracji i pozwala na obliczenie poszczególnych składników splotu w czasie jednego taktu pracy procesora. Metoda ta może być efektywnie zrealizowana za pomocą układów programowalnych (np. FPGA - ang. Field Programmable Gate Array), pozwalających na uproszczenie struktury projektowanego filtru, zwiększenie jego niezawodności, obniżenie kosztów wytwarzania oraz gabarytów. Celem pracy jest zwiększenie rozdzielczości i jednocześnie szybkości filtracji w oparciu o sploty w formatach mieszanych np. syntetyczna DPCM wraz z PCM (SDPCM-PCM) i zaproponowanie odpowiednich struktur procesorów specjalizowanych. Otrzymane wyniki badań symulacyjnych wskazują na celowość wykorzystania takich algorytmów w procesorach specjalizowanych do filtracji cyfrowej.

EN

High resolution and speed of filtration can be obtained by the use age of mixed DM-PCM formats in convolutions when input signal is represented in delta modulation (DM) format and weight factors of impulse response are represented in PCM format. It is known, that use of differential modulation DPCM or adaptive ADPCM in digital filtration allows to obtain higher resolution in comparison with other kinds of DM, but requires to perform operations on multibit numbers. In order to avoid the inconvenience, in this work we propose to synthesize the DPCM quantization steps on base steps of modified DPCM (MDPCM), the steps of which are proportional to the powers of 2. This solution allows to change multiplication operations into shift operations on bits of appropriate code words. It allows to increase filtration speed as well as to compute the respective components of convolution during one tact of processor. In this article we have shown 3 ways of SDPCM step synthesis. In the 1st option, the synthesis was carried out on the basis of steps of 2 MDPCM coders. However, with the lengthening of code words the SNR value increased as well. It is turned out that for the lengths of code words above 5 bits, the missing values of coder SDPCM steps strongly affect the result (Table 1). In order to avoid such situations, in the 2nd option, for synthesis of the SDPCM coder's steps 3 MDPCM coders were used, giving better SNR values (around 10 dB) at the same time. The 3rd option, which is a modification of option 2, allows to shorten the code words in the respective MDPCM coders. Purpose of this work is to improve the resolution and at the same time the fast-acting of filtration based on the convolution in mixed formats e.g. synthetic DPCM together with PCM (SDPCM-PCM) as well as working-out the suitable specialized processor structures. Obtained simulation results indicate efficiency of these algorithms destined for specialized processors to digital filtration.