Адаптивный аналого-цифровой преобразователь

союз советснихСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН ЯО 1109899 з(50 Н 03 К 3 02 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(46) 23.08,84. Бкл. и 3 1 (72) Т. К. Исмаилов, Ф.М. Аллахвердов, Ю.В. Каллиников и Г.И. Закон (71) Институт космических исследований природных ресурсов Научно - производственного объединения космических исследований при АН Азербайджанской ССР(56) 1. Авторское свидетельство СССР У 443479, кл. Н 03 К 13/20, 1974.2. Авторское свидетельство СССР и 864552, кл. Н 03 К 13/02, 1979 (прототип).(54) (57) АДАПТИВНЫЙ АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащийдва реверсивных счетчика, регистрсдвига, блок цифрового заданияапертуры, блок переключения, цифровой компаратор, блок совпадениянулей, генератор импульсов, блокпереноса кода, два триггера, дваэлемента И, два элемента ИЛИ и формирователь импульсов, блок сдвигасовпадающих импульсов, первыйвход которого соединен с входнойшиной и первым входом регистрасдвига, второй вход которого соединен с первым выходом генератораимпульсов и с вторым входом блокасдвига совпадающих импульсов, третий вход которого подключен к выходу регистра сдвига, третий вход которого соединен с шиной Пуск" ис входами установки в "0" первогои второго триггеров, с первыми входами первого реверсивного счетчикаи первого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом цифровогокомпаратора, а выход - с первым входом второго реверсивного счетчика,первый выход которого через блоксовпадения нулей соединен со счетным входом первого триггера, первой выходной шиной и первым входомвторого элемента ИЛИ, второй выход - с первым входом цифровогокомпаратора, второй вход которогосоединен с первым выходом блокацифрового задания апертуры, выходвторого элемента ИЛИ соединен спервым входом блока переноса кода,выход которого соединен с второйвыходной шиной, а второй входс выходом первого реверсивногосчетчика, второй вход которого соединен с первым выходом блока сдвига совпадающих импульсов, первымвходом первого элемента И и входомустановки в положение "1" второго триггера, третий вход - с вторым выходом блока сдвига совпадающих импульсов и первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом второготриггера и входом первого формирователя импульсов, а выход - с первым входом блока переключения, второй и третий входы которого соединены соответственно с первь 1 м и вторым выходами первого триггера и стретьей и четвертой выходными шинами, а выходы - с вторым и третьимвходами второго реверсивного счетчика, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повьппения информативности, в него введены три счетчикаимпульсов и дополнительно два цифровых компаратора, триггер, формид с д ) с1109899 рователь импульсов, два элементаИЛИ, три элемента И, причем первыйвход первого дополнительного элемента ИЛИ соединен с входом уста-,новки в положение "1" второго триггера, второй вход - с выходом первого дополнительного цифровогокомпаратора и первым входом первого дополнительного счетчика, а выход - с первым входом первого дополнительного элемента И, второй входкоторого соединен с первым выходо:дополнительного триггера и с первым входом второго дополнительногоэлемента И, а выход - с первым входом второго дополнительного эле-.мента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом первого элемента И,а выход - с четвертым входом блокапереключения, второй выход допол -нительного триггера соединен с вторым входом первого элемента И, спервым входом третьего дополнительного элемента И и через дополнительный формирователь импульсов с пя -той выходной 1 пиной, с первым входом второго дополнительного счетчика импульсов и вторым входом второИзобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для эффективного сжатияпреобразуемой информации .Известен адаптивный аналого-цифровой преобразователь, содержащийдва счетчика, один из которых реверсивный, два блока переноса кода,формирователь временного интервала,элементы совпадения единиц и нулей,два триггера, генератор импульсов,два формирователя импульсов, дваэлемента И, два элемента ИЛИ и блокзадержки 13,Недостатком преобразователя является низкий коэффициент сжатияинформации.Известен также адаптивный аналого-цифровой преобразователь, содер,жащий генератор импульсов, блокпереноса кода, первый вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ, а вторые входы - с выхо 5 10 15 20 го элемента ИЛИ, вход установки в "О - с выходом формирователя импульсов, а счетный вход - с выходом цифрового компаратора, второй вход второго дополнительного элемента И соединен с вторым выходом генератора импульсов и с первым входом третьего дополнительногосчетчика импульсов, второй вход которого соединен с выходом второгодополнительного цифрового компаратора и вторым входом третьего дополнительного элемента И, а выходс первым входом второго дополнительного цифрового компаратора, второйвход которого соединен с вторым выходом блока задания цифровой апертуры, второй вход второго дополнительного счетчика импульсов соединен с выходом третьего дополнительного элемента И, а выход - спервым входом первого дополнительного цифрового компаратора, второйвход которого соединен с выходомпервого дополнительного счетчикаимпульсов, второй вход которого соединен с выходом второго дополнительного элемента И. дами разрядов первого реверсивного счетчика, первый вход которогосоединен с первым входом второгоэлемента ИЛИ и клеммой Пуск, двауправляющих триггера, входы устанонки в "О" которых соединены склеммой "Пуск", при этом счетныйвход первого управляющего триггера соединен с выходом блока совпадения нулей и с первым входом первого элемента ИЛИ, а выход второго управляющего триггера - с первыми входами двух элементов И ивходом формирователя импульсов, выход которого соединен с вторымвходом первого элемента ИЛИ, выходвторого элемента ИЛИ соединен спервым входом второго реверсивного счетчика, первые выходы которого соединены с входами блока совпадения нулей, регистр сдвига, блокцифрового задания апертуры, цифровой компаратор, блок сдвига сов 110989950 55 падающих импульсов и блок переключения, при этом входная клеммаустройства соединена с первымивходами блока сдвига совпадающихимпульсов и регистра сдвига, второйвход которого соединен с выходомгенератора импульсов и с вторымвходом блока сдвига совпадающихимпульсов, третий вход которогоподключен к выходу регистра сдвига,а два выхода соединены со счетнымивходами первого реверсивного счетчика и с вторыми входами двух элементов И, выходы которых соединеныс информационными входами блокапереключения, управляющие входы которого соединены с выходами первого триггера, а выходы - с равнозначными счетными входами второго реверсивного счетчика, вторые входыкоторого соединены с первыми входами цифрового компаратора, вторыевходы которого соединены с выходами разрядов блока цифрового задания апертуры, а выход цифровогокомпаратора - с третьим входом первого элемента ИЛИ и с вторым входом второго элемента ИЛИ, первыйвыход блока сдвига совпадающих импульсов соединен с единичным входомвторого триггера, а клемма "Пуск"с третьим входом регистра сдвига 23,Недостатком известного преобразователя является то, что он реализует принцип адаптивного сжатия информации с помощью экстраполяторанулевого порядка, поэтому имеетневысокий коэффициент сжатия, особенно для преобразования процессов,имеющих участки с изменением параметра, близкого к линейному. К таким процессам относится вертикальная структура изменения температурыв морях и океанах с явно выраженным линейным участком термоклина(слой скачка температуры), Так какна этом участке отмечается резкоеизменение температуры, иногда досОтигающее 1,5 С/м, то известный преобразователь формирует много лишнихотсчетов практически при измененииглубины в пределах погрешности измерителя глубины, что усложняетвосстановление структуры и собираетбольшой объем излишней информации. Цель изобретения - повьпнение информативности устройства,5 10 15 20 25 30 35 40 45 Поставленная цель достигается тем, что в адаптивный аналого-цифровой преобразователь, содержащий два реверсивцых счетчиКа, регистр сдвига, блок цифрового задания апертуры, блок переключения, цифровой компаратор, блок совпадеция нулей, генератор импульсов, блок переноса кода, два триггера, два элемента И, два элемента ИЛИ, формирователь импульсов, блок сдвига совпадающих импульсов, первый вход которого соединен с входной шиной и первым входом регистра сдвига, второй вход которого соединен с первым выходом генератора импульсов и с вторым входом блока сдвига совпадающих импульсов, третий вход которого соединен с выходом регистра сдвига, третий вход которого соединен с ши - ной "Пуск" преобразователя и с входа ми установки в 0 первого и второго триггеров, с первыми входами первого реверсивного счетчика и первого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом цифрового компаратора, а выход - с первым входом второго реверсивного счетчика, первый выход которого через блок совпадения нулей соединен со счетным входом первого триггера, первой; выходной шиной и первым входом второго элемента ИЛИ, второй выход - с первым входом цифрового компаратора, второй вход которого соединен с первым выходом блока цифрового задания апертуры, выход второго элемента ИЛИ соединен с первым входом блока переноса кода, выход которого соединен с второй выходной шиной, а второй вход - с выходом первого реверсивного счетчика, второй вход которого соединен с первым выходом блока сдвига совпадающих импульсов, первым входом первого элемента И и входом установки в положение1" Второго триггера, третий входс вторым выходом блока сдвига совпадающих импульсов и первым входомвторого элемента И, второй входкоторого соединен с выходом второго триггера и входом первого формирователя импульсов, а выход - с первым входом блока переключения, второй и третий входы которого соединены соответственно с первым и вторым выходами первого триггера и с.третьей и четвертой выходными шинами, а выходы - с вторым и третьимВходами второго реверсивного счетчиО с 8 с 99 Пд фцг, 1 приведена структур цд якд, введены три счетчика импульсони дополнительно двя цифровь(х компаратара, триггер, формирователь иеп(ульсап, ДВЯ элема(та ИП( тоиэлемента И, причем первь(й вхоц пер - гого дополнительного элемента ИгПИсоединен с входом установки в поло.жение 1 Второго триггера, второй ВхОд - с выходом первоГО даполнитель ного цифрового компаратора и первым ВХОПОг( ПЕРВОГО ДОПОЛЦИГЕЛЬНОГОсчетчика, я вьг(оц - с первым входом первого дополнительога злеме(та И, второй вхац которого соединен спервым выходом дополнительного триггера и с первым Входом второго до-.пал нит ель е 10 Г О элема 1 тя И а Ве(хад с первым входом Второго дополнитель. цого элемента ИИ, второй вход которого соединен с выходом первого элемента И, я выход - с четвертым входам блока переключения, второй выход дополнитсльцога триггерасаед(иСн с вторым входам первого элемента И Первым ВхОДОм третье го дополцительцога элементе И и через дополнительный Ор(п(рОВат ельимсульсов с пя(ОЙ вхаднай шиной,(, первы входом втОПОГО даполцитсль3(.ного счетчикд импульсов и ВторыВходам втарОГО злмент(1 ИПИ Вход УСТЯНОВКИ Р О " С ВЫХОЛОМ фОРМЕГ- РОВатЕЛЯ ИМПУЛЬСОВ, а СЧЕтНЫй ВЕ.ОД с выходом 1(тлфр(Вго компаратора,Втарои ВхОд вторОГО дапзлцитсльцоГО з 1(1 "ее( сИ ( О л( (ен с. 11 УОо(11выходам Гене"а.Оря импульсов и (.1 ВЬМ Вхоцаг(ЕТЬЕГО ОПОЛНИТЕЛ11 ягги-;тЕК(1 (.ГгУЛ г ОВ ВтгРОИ ВХОД(со.араго со,сцпс(1 с выходом второт о цапал,(11 тг.-(,цо"о цифровоГО компдрято а ц вторым Входом третьегоДап 0111;ительага злементЯ И, Я Выхог( - с е(эр:зьм Входом второго дополнит;=-(ьцого ццфравого компаратора, второй зход которого соединен(этгзры,( вьс(здсм: б.7 7, а зддя(-1 ия пи(дРОВОЙ апеРтУРы Вт ОРОЙ Вход ВТОРО"го допол(1,1(тель 0 О четчика и(пуль -сов соедр(не 1 с;ь.,одом третьегоцополнигельнот( зле; Пта И а Вы-калс первы( ходом и(вага дополпиты(ьнога т.,ифрового компаратора,второй вход которого :оединен сВыходам первагс дополнительногосчетчика импульсов второи входкоторого соединен с выходом второго дополнительнога элемента И,лектри(еска 1 схемд предлагаемого преобразователя; на фиг. 2 - структурцые электрические схемы цифрового компаратора и блока цифрового задания апертуры, на фиг. 3 - структ,"рная электрическая схема блокасдвига совпадающих импульсов; на 5 иг., 4 - времсцные диаграммы работы блока сдвига совпадающих импульсов; ца фиг. 5 - структурная электрическая схема блока переключения, на (:с, б - структурная электрическая схема алака совладения нулей, на фиг. 7 - структурная электрическая схема переноса кода; на фиг, 8 временные диаграммы работы преобразователя,Преобразователь содержит два реверсивных счетчика 1 и 2, три счетчика 3-5 импульсов, три цифровыхкомпаратора 6-8, регистр 9 сцвигагенератор 10 импульсов, блок 11 циф.рового задания апертуры, блок 12сдвига совпадаюших импульсов, блок13 переключения, блок 14 совпадения нулей, блок 15 переноса када,три триггера 16-18 управления, дваформирователя 19 и 20 импульсов,пять элементов И 21-25 и четыреэлемента ИЛИ 26-29, .входную шину30, шину 31, Пуск и выходные шип 32-36.Блок 11 ,фиг. 2) может быть выполцен, например, при помощи переключателя типа ППб, На первые входы переключателя подключена общаяшина, на вторые входы подается напряжене питания Ц, , Выходы пеитреключателя подключены к кодовым входам цифрового компаратора б, выполненного, например, на микросхеме 5 бАИП 2 и представляющего собой схему сравнения двоичных кодов с формированием сигнала их совпадения,. ЦиФровые входы цифрового кампаратора б соединены с выходами реверсивного счетчика 2 (фиг. 1).Выходы переключателя аналогично под гКЛЮЧЕНЫ К ВкацаМ цнфрОВОГО КОМПаратора 7,. выполненного аналогично компаратору б. Блок 12 (,фиг, 3) может бытьвыпалпен на четырех триггеодх 37-401Блок 13 (фиг. 5) может быть выполнен на четырех элементах И 52-55 и двух элементах ИЛИ 56 и 57, блок 14 (фиг. 6) - на микросхеме 564 ИП 2 (компаратор), блок 15 (фиг. 7) на четырех элементах И 58 в 6.В качестве реверсивных счетчиков 1 и 2 могут быть использованы микросхемы 564 ИЕ 11, в качестве счетчиков 3 и 5 - микросхемы 564 ИЕ 0; в качестве триггера 17 триггер, например, микросхема 564 ТР 2, в качестве триггеров 16 и 18 - счетные триггеры, например, микросхемы 564 ТМ 2.Преобразователь работает следующим образом.По сигналу на шине 31 преобразователь устанавливается в начальное положение. При этом регистр 9, реверсивный счетчик 1 и триггеры 16 и 17 устанавливаются в "0", а в реверсивном счетчике 2 через элемент ИЛИ 27 устанавливается . Входной аналоговый сигнал, предварительно преобразованный в частотно-импульсный сигнал Г, поступает с входной шины 30 на первые входы регистра 9 и блока 12. Тактовые импульсы с периодом следования, поступающие с первогоовыхода генератора 10 на сдвигающий вход регистра 9, передвигают в нем информацию, поступающую в виде последовательности импульсов, на информационный вход регистра 9. На выходе регистра 9 последовательность импульсов Г (г.) появляется с задержкой, равной Т = И 10, где И р - ем кость в битах регйстра 9. Задержанная последовательность импульсов Г(С - Т) поступает на третий вход блока 12, который путем синхронизации одной последовательности - передним фронтом, а другой - задним фронтом тактовых импульсов поступающих с выхода генератора 10 на второй вход блока 12, обеспечивает сдвиг совпадающих во времени импульсов входных последовательностей, что необходимо для нормальной работы реверсивного счетчика 1 с раздельными входами. На счетный вход "Сложение" реверсивного счетчика 1 поступает входная последова тельность импульсов Г(С), а на вход Вычитание" - задержанная последовательность импульсов Й (С - Т). Реверсивный счетчик 1 интегрирует09899 импульсы, поступающие на его счетные входы с учетом знака входов.В начальный момент после пуска преобразователя в течение времени Тимпульсы входной частоты Г(г,) поступают только на вход "Сложение"реверсивного счетчика 1, За это время в счетчике 1 накапливается чисствующее ему число импульсов;- текущее время с момента пуска преобразователя; Л 5 й 1 Фх( среднее значение скорости изменения частоты за время 50 Т.Общее число импульсов в счетчике 1 за времяс момента пускаустройства равно Таким образом, на выходе реверсивного счетчика 1 формируется нело импульсовотО х( )с Т(г), (1)осоответствующее цифровому эквиваленту начального значения измеряемогопараметра, где Т - время осредне -ния входной частоты, равное времени задержки в регистре 9; 1 (С)средняя за время Т частота следования импульсов.0 Через время Т на вход "Вычитание"реверсивного счетчика 1 с выходарегистра 9 через блок 12 начинаютпоступать импульсы задержанной пос-,ледовательности Г (1 - Т). С этогомомента в реверсивном счетчике 1начинает интегрироваться текущееприращение входной частоты за время Т. Текущее приращение числа импульсов в счетчике 1 равно ЭОтЛМ ф: ЕЛ-Кс 11)3= дЕ ЦДФт Т: ТЕ (Ц+ (;.Еи дм- текущее приращение "а времяТ входной частоты и соответ.10 1109899откуда оИ:И 1 Т 9прерывно изменяющимся код (с дискретностью единицы младшего разряда), пропорциональный текущей частоте входного сигнала в момент времениСформированный код И начального значенияизмеряеь ого параметра поступает на выходную клемму 32 следующим образом, Первый импульс задержанной последовательности Т (ь - Т), появившийся на выходе бло ка 12, устанавливает в положение "1" триггер 11, .с прямого выхода которого поступает разрешающий сигнал на элемент И 21. По переднему фронту этого сигнала на выходе формирователя 19 образуется импульс, устанавливающий триггер 18 в положение "0", по переднему фронту импульса ца инверсном выходе триггера на выходе формирователя 20 образуется импульс, открывающий через элемент ИЛИ 26 блок 15, через который код И поступает ца выходоную клемму 32. Сигналом с инверсного выхода триггера 18 открывается также элемент И 22, через который с первого выхода блока 12 начинают поступать импульсы задержанной частоты Я( - Т), проходящие через элемент ИЛИ 29 ца четвертый вход блока 13. Одновременно с второго выхода блока 12 через открытый зле мент И 21 на первый вход блока 13 проходят импульсы входной частоты Г . Триггер 16 установлен сигналом Пуск" в положение0 , соответственно блок 13 находится в прямом положении, при котором импульсы входной частоты Г (С) поступают на вход цСложецие", а импульсы задержанной частоты Г (1 - Т)на вход "Вычитание" реверсивного счетчика 2. На выходах счетчика 2 образуется код ЬИ., пропорциональный текущему приращению частоты входного сигнала, При достижении кодом приращения входного сигнала кода заданной апертуры, установленного в блоке 11, т.е.при йИ (С) = И , срабатывает цифровой компаратор 6. Первый импульс с его выхода 1 означает конец формирования интервала времени Т, за которое текущее приращение входного сигнала достигает заданной апертуры. Определяетсяиз выражения1=Д 1= д(а)а:т (Ц ,1Ж МС(1= ти обратно пропорционально средней скорости изменения входного сигцала Г(С) за время 7 Счетчик 3 и цифровой компаратор 7 образуют управляе мый делитель опорной частоты Ро, поступающей с выхода генератора 10, на коэффициент деления, равный заданной апертуре И . При достижеачислом импульсов в счетчике 3 величины кода заданной апертуры И, поступающего с выхода блока 11, срабатывает цифровой компаратор 7, на выходе которого при этом образуется импульс, обнуляющий счетчик 3, и начинается новый цикл набора числа в счетчике 3. Следовательно, частота ца выходе цифрового компаратора 7 равна1 025Импульсы этой частоты суммируются в счетчике 4 за интервал времени с, поскольку элемент И 24 открьгт с момента появления первогоимпульса задержанной частотыГ ( - Т), т.е. когда триггер 18устанавливается в положение "Одо появления первого импульса навыходе цифрового компаратора 6,устанавливающего триггер 18 в поло 35жение 1 , при котором закрывается элемент И 24 и открывается элементИ 25,В счетчике 4 образуется цифро 40вой эквивалент И интервала времени Т Г (цобратно пропорциональный скорости45изменения входного сигнала. Счетчик 5 и цифровой компаратор 8 также образуют управляемый делительопорной частоты Р 0, поступающей свыхода генератора импульсов ца 50счетный вход счетчика 5 через открытый элемент И 25, на коэффициентделения М,г поступающий с выходовразрядов счетчика 4. На выходе цифрового компаратора 8 в момент достижения кодом числа в счетчике 5,кода числа в счетчике 4 И, образуются импульсы, частота следования которых равна(7) в момент появления на выходе цифрового компаратора 6 первого импульса С , означающего конец формирования цифрового эквивалента интервала времени е, (интервал интерполяции). Триггер 18 переключается в положение "1" и сигналом с его прямого выхода открывается элементИ 23, через который частота Г начинает поступать на вход элемецтаИеМ 29, а с его выхода - на четвертый вход блока 13 переключения, напервый вход которого поступаютимпульсы входной частоты Гх(С), Вреверсивном счетчике 2 образуетсячисло импульсов к,: тЮ (Г 1 Г,йГ- отклонение текущей скорос. ти изменения входного сигнала от скорости изгде т.е. пропорциональна средней скорости изменения входной частоты и равна приращению входной частоты за время Т задержки. Частота Г не меняется до тех пор, пока не изменится код управления М , на выходах счетчика 4. Частота Г посг тупает с выхода цифрового компаратора 8 на вход элемента ИЛИ 28, Поскольку импульсы частоты Г сдвинуты в генераторе 1 О относительно импульсов Г, то импульсы частот Г, образованные из импульсов частоты Г , никогда не совпадают во времени с импульсами входной Г(С) и задержанной Г(г. - Т).частот, синхронизированных в блоке 12 импульсами частоты Го. Поэтому на элементе ИЛИ 28 смешиваются импульсы Гг и Г (Т - Т), поступающие на его входы, и на его выходе образуется частота менеция сигнала ца интервале интерполяции е,В момент, когда число е 11 е 1 де(е:) всчетчике 2 достигает величиееы заданной апертуры М , срабатываетцифровой компаратор 6, второй им -пульсц, (фиг, 8) на выходе которого формирует сигцал первого существенного отсчета, По этому сигна 1 О лу через элемент ИЛИ 27 реверсивный счетчик 2 устанавливается вначальное положение, а триггер 18в положение "0", При этом по переднему фронту сигнала на инверсномвыходе триггера 18 на выходе формирователя 20 образуется импульс,которым через элемент ИЛИ 26 открывается блок 15 и с выходов разрядов реверсивного счетчика 1 ца выходную клемму 32 передается кодКГ (е.) входного сигнала, соот -х сО 1ветствующего моменту српервогосущественного отсчета, Одновременно импульс с выхода формирователя25 20, соответствующий Г ., проходитна выходную клемму 36 для опроапривязочного сигнала (цаиреемер,времени или глубины) измеряемойФункции, соответствующего моментусущественного отсчета, а такжеобнуляется счетчик 4, При этомс элемента И 25 снимается, а наэлементах И 24 подается разрееееающийсигнал, и в счетчике 4 начинаетсяпроцесс образования цифрового экви 35валента очередного интервала времени, обратно пропорциональногосредней скорости изменения входного сигнала за время 2 , отнесеннойк интервалу времени после первогосущественного отсчета 1 , В ревер -1сивцом счетчике 2 за это время об -разуется цифровой эквивалент текущего приращеция входного сигнала45относительно значеция измеряемойфункции в момент С О,г В момент дости -со,жения кодом текущего приращенияв реверсивном счетчике 2 кода заданной апертуры Я на выходе цифроаво го компаратора 6 образуется сиг 50нал СК , по которому управляющийтриггер 18 меняет свое положение,при этом прекращается подсчет импульсов в счетчике 4 и начинаетсяформирование частоты Гг на выходецифрового компаратора 8. Затем циклповторяется. По каждому импульсу,Сс выхода цифрового компарато 1ра, характеризующему момент сущест 1109899 14венного отсчета, производится опрос цифровых эквивалентов измеряемого и привязочного сигналов. По каждому импульсу , Формируетсякцинтервал времени С, код которого Обратно пропорционален средней скорости изменения входного сигнала на интервале времени , Таким образом, преобразователь позволяет реализовать интерпаляционно-экстраполирующий алгоритм первого порядка. На интервалах времени с, (Фиг,8) производится интерполяция отрезком прямой, угол наклона которой зависит от времени Т; и заданной апертуры (участок интерполяции), на временных интервалах отдо производится экстраполяция первого порядка измеряемой Функции до тех пор, пока текущая скорость изменения сигнала не отклонится отэкстраполируемой скорости изменения, заданной на интервале интерполяции т;, на величину заданной апер туры (интервал экстраполяции) . При восстановлении измеряемой Функции с заданной апертурой производят линейную интерполяцию между существенными отсчетами. При знакопеременнам приращении входного сигнала возможно неоднократное пересечение входным сигналом линейного участка, экстраполяции, При этом число импульсов в счетчике 2 уменьшается до нуля, а затем меняет знак отклонения, Для обеспечения режима сравнения на компараторе б прямьгс кодов чисел в счетчике 2 используется блок 14, по сигналу на выходе которого в момент уменьшения числа в счетчике 2 до нуля триггер 16 переходит в положение, при котором блок .3 переключается на инверсное включенис. При этом оольшая по частоте последавятельность импуль сов начинает поступать на вход "Сложение" а меньшая - на вход "Бьиитание реверсивного счетчика 2,. Поэтому на выходах разрядов реверсивного счетчика 2 всегда образутся код модуля отклонения текущего приращения входного сигнала от приращения входного сигнала на соответствующем участке интерполяции, Знак отклонения определяется сигналами на вьпсодях триггера 16, поступающими на выходные клеммы 35 и 36, Сигнал о моментов перехода через нуль числа импульсов в счетчике 2 может быть вынесен с выхода блока 14 на выходную шину 34 и нести дополнительную инФормацию о процессе изменения Функции. В эти моменты можно через элемент ИпИ 27 и блок 15 переноса кода опрашивать код текущего сигнала на вьходах реверсивного счетчика 1.ЦиФровой компарЯтор и блОк цифрового задания апертуры (Фиг. 2) работают следующим образом.Переключателем устанавливается код 11 , Бо время работы реверсивОного счетчика 2, в момент появления на его выходах кода, равного коду Ыс на выхсще циФрового компаратора 6 появляется импульс управления. На временной диаграмме (Фиг. 8) моменты совпадения ксдов на выходе реверсивного счетчика 2 И (С) или я И (с) и блока 11 соОтветствуют моменту времениАналогично работает циФровой компаратор 7, При достижении кодом на выходах разрядов счет чика 3 кода, установленного блоком 11. на выходе компаратора 7 Формируется импульс, устанавливающий счетчик 3 в положение "0",Блок 12 (Фиг, 3) работает следующим образом.При поступлении импульса Г(С - Т) на С в вх триггер 39 переключается в положение " 1" и на П-вход триггера 40 подается "1", Затем по приходу от генератора 10 тактового импульса Г на С в вх триггера 40ои вход элемента И-НЕ 43 триггер 40также переключается в положение"1", На выходе элемента И-НЕ 43ооразуется "О . По окончЯнии тЯктового импульса на выходе элементаИ-НЕ 43 появляется "1", котораявключает одновибратор на элементахИЛИ-НЕ 46 и 47 конденсаторе 49 ирезисторе 51, Импульс, сФОрмированный одновибратором, переключаеттриггеры 39 и 40 в положение "0".Таким образом, при посгупленииимпульса на С-вход триггера 39 иБ момент прихода тактового импульсяна прямом выходе триггера 40 ФормиРУЕТСЯ ИЬд.тл лСхема, собранная на триггерах37 и 38 и элементах И-НЕ 42 и ИЛИ - НЕ44 и 45, конденсаторе 48 и резисторе 50, работает аналогично, Нопоскольку тактовые импульсы, управляющие данной схемой, с выхода5элемента И-НЕ 41 являются инверсными относительно тактовых импульсов Г , на двух выходах устройства (прямой выход триггера 38 и прямой выход триггера 40) формируются импульсы, сдвинутые по времени один относительно другого, не перекрывающие один другой, длительностью, равной длительности тактовых импульсов.На временной диаграмме (фиг. 4) показан случай одновременного прихода входных импульсов на входах блока 12.Блок 13 (фиг.,5) работает следующим образом.При нулевой установке триггера 16, т.е. в случае, когда на его инверсном выходе, а значит, и на вторых входах элементов И 53 и 55присутствует "1", частота импульсов с выхода элемента И 21 через элементы И 52 и ИЛИ 56 поступает на суммирующий вход реверсивного счетчика 2, а частота с выхода элемента ИЛИ 29 через элементы И 55 и ИЛИ 57 - на вычитающий вход счетчика 2. При единичной установке триггера 16, т.е. в случае, когда на его прямом выходе, а значит, и на вторых входах элементов И 53 и 54 присутствует "1", частота импульсов с выхода элемента И 21 через элементы И 54 и ИЛИ 57 поступает на вычитающий вход реверсивного счетчика 2, а частота импульсов с выхода элемента ИЛИ 29 через элементы И 53 и ИЛИ 56 - на суммирующий вход счетчика 2. Таким образом, устройство позволяет подключать к суммирующему или вычитающему входам реверсивного счетчика 2 частоты импульсов с выхода элементов И 21 или ИЛИ 29.Блок 14 (фиг. 6) работает таким образом, что в случае появления на выходах разрядов реверсив 109899ного счетчика 2 логических "0", цавыходе бпока 14,появляется управляющий импульс.Блок 5 (фиг, 7) работает таким 5 образом, что при поступлении импульса управления с выхода элементаИЛИ 26 на вторые входы элементовИ 58-61 на выхода блока 15 появляется код, соответствующий коду ца 1 О выходах разрядов реверсивного счетчика 1.Благодаря введению трех счетчиков импульсов, двух цифровых компараторов, триггера управления, фор миронателя импульсов и элементовИ и ИЛИ с их связями в устройствереализуется алгоритм интерполяционно-экстраполирующего анализа первого порядка изменчивости измеряе мой функции. Это позволяет оценивать среднее значение скорости изменения входного сигнала, что определяет стратегическое направление изменения сигнала, в отличие 25 от оценки по мгновенцому значениюпроизводной, которая может датьложное направление при пульсациях,помехах и случайных выбросах сигналон,30Благодаря реализации интерполяциоцно-экстраполирующего алгоритмапервого порядка по сравнению с известным появляется возможностьвосстанавливать измеряемую Функцию 35кусочно-линейной аппроксимирующейфункцией с заданной точностью изначительно меньшим числом существенных отсчетов, особенно для функ ций с линейными участками большойвеличины, какими являются вертикальные структуры изменения температуры воды н морях и океанах. Это позволяет значительно увеличить информатинность устройства за счет дополнительного сжатия собираемой информации.