Адаптивный аналого-цифровой преобразователь частотно модулированных сигналов

Своа Севетеех Сецналиетнчеекнх Реенублнк(51) М. Кл. Н 031 с 13/20 Государственный комитет Совета Мннмстров СССР до делам нзобретвннйн открытнй(32) Приорите Опубликовано Дата опублик 53) УДК 681.325(088.8)(72) Авторь Г. ф. Болилый, Г. Д, Тавужнянский, В, П. Шилов,Б. Е. Житомирский, Д, А. Мельников и О, В, Тудано десский ордена Трудового Красного Знамени политехни институт2 збыточных отно для больых ых ия ции, ван зоне тсчевалаий о Изобретение относится к области преозования и кодирования информации.Известны устройства для аналого-цифрго преобразования частотно-модулировансигналов, содержащие генератор эталонвременных интервалов, схемы совпадесчетчик импульсов.В известных устройствах использовананомерная временная дискретизация функатредставленной в виде частотно-модулироного сигнала. При этом на всем диапаизменения аргумента интервал между отами неизменен. Величина этого интервыбирается на основе априорных сведенхарактере изменения сигнала. Характеристики реально квантуемого сигнала могут отклоняться от априорных таким образом, что при использовании равномерных отсчетов возникает значительная избыточ ность этих отсчетов. Такое явление характерно для процессов, когда периоды интенсивных изменений квантуемого сигнала чередуются с продолжительными периодами, в течение которых сигнал изменяется незначительно и 25 медленно.Использование вместо равномерных отсчетов адаптивной дискретизации, когда интервал между отсчетами выбирается в зависимости от скорости изменения сигнала, позволяет 30 значительно сократить число исчетов, что особенно существенших .потоков информации,С целью обеспечения зависимости времени квантования от скорости изменения квантуемого сигнала в него введен реверсивный счетчик с триггером режима, причем счетный вход реверсивного счетчика через первую собирательную схему подключен к выходам входной схемы совпадения и схемы совпадения для формирования времени квантования, входы которой соединены с выходом генератора импульсов и с единичным выходом триггера квантования, подключенным также через первый формирователь импульсов и элемент задержки ко входу формирователя временного интервала, выход которого через второй формирователь импульсов соединен со вторыми входами схем совпадения выдачи кода, с единичным входом з 1 риггера квантования и первым входом второй собирательной схемы, выходы разрядов накопительного счетчика через схемы совпадения передачи кода соединены со входами разрядов реверсивного счетчика, выходы разрядов которого через схему совпадения единиц подключены к нулевому входу триггера квантования, а через схему совпадения нулей - ко второму входу второй собирательной схемы, выход которой соединен с нулевым входом триггера режима,причем единичный вход последнего, подключен к выходу первого формирователя импульсов,Такое выполнение устройства позволяет автоматически выбирать промежуток времени до следующего отсчета (очередной шаг квантования по времени) на основании анализа величины, на которую изменился сигнал за время предыдущего шага квантования по времени и тем самым сократить число избыточных отсчетов.На чертеже,цре",ставлена блок-схема предлагаемого устройства.Устройство состоит из формирователя временного интервала 1, входной схемы совпадения 2, накопительного счетчика 3, схем совпадения выдачи кода 4, 5 схем совпадения передачи кода 6, 7, реверсивного счетчика 8, схемы совпадения единиц 9, схемы совпадения нулей 10, триггера режима 11, цриггера квантования 12, генератора импульсов 13, схемы совпадения 14 для формирования времени квантования, первого формирователя импульсов 15, элемента задержки 16, второго формирователя импульсов 17, первой собирательной схемы 18, второй собирательной схемы 19.Устройство работает следующим образом, -"В каждом цикле преобразования частотно- модулированного сигнала х(1) в код, пропорциональный измеряемой величине, на входную схему совпадения 2 подается стабилизированный по длительности единичный сигнал от формирователя временного интервала 1. Длительность единичного сигнала Мз, формирователя 1 временного интервала выбирается из оображений надлежащей точности аналогоцифрового преобразования и с учетом неравенства Л 1(Л 1, где Л 1 - шаг квантования по времени. За время действия единичного сигнала через входную схему совпадения 2 в накопительный счетчик 3 поступают импульсы частотно-модулированного сигнала х(1). Их количество, зафиксированное счетчиком к концу интервала Л 1 з, пропорционально измеряемой величине. Число разрядов накопительного счетчика 3 выбирается таким, чтобы при максимальном значении частотно-модулированного сигнала х(1) и заданной длительности единичного сигнала Л 1 формирователя временного интервала 1 счетчик пе переполнялся. Одновременно с этим число-импульсный код с выхода входной схемы совпадения 2 через первую собирательную схему 18 поступает в реверсивный счетчик 8, который находится в режиме вычитания, Так как к моменту начала очередного цикла в,реверсивном счет- нике 8 записан код предыдущей выборки, то из него вычитается код последующей выоорки и в реверсивном счетчике 8 окажется записанным код разности двух соседних выборок.В случае, если последующая выборка оказалась больше предыдущей, в момент, когда в лроцессе вычитания все триггеры реверсивного счетчика 8 перейдут в нулевое состояние. 5 10 15 20 25 ЗО 35 40 45 50 55 60 на выходе схемы совпадения нулей 10 появится единичный сигнал, переводящий триггер режима 11 в нулевое состояние. За счет этого реверсивный счетчик 8 перейдет к суммированию и по окончанию формирования в накопительном счетчике 3 кода очередной выборки в реверсивном счетчике 8 окажется записанным код модуля разности двух соседних выборок.В момент окончания действия единичного сигнала на выходе формирователя 1 временного интервала формирователь 17 импульсов формирует короткий импульс, который поступает на схемы совпадения 4, 5 выдачи кода для вывода кода из накопительного счетчика 3, а также через вторую собирательную схему 19 переводит триггер режима 11 в нулевое состояние (режим суммирования), Кроме того, триггер квантования 12 переводится,в единичное состояние и подает единичный разрешающий сигнал на один из входов схемы совпадения 14, через которую реверсивный счетчик 8 начинает заполняться от генератора импульсов 13,При полном заполнении реверсивного счетчика 8 на выходах всех его разрядов появляются единицы и формируется единичный сигнал на выходе схемы совпадения единиц 9, который переводит триггер квантования 12 в нулевое состояние. При этом формирователь импульсов 15 формирует короткий импульс на задний фронт единичного сигнала с единичного выхода триггера квантования 12, который переводит триггер режима 11 в единичное состояние (режим вычитания), поступает на входы схем совпадения передачи кода 6, 7 для передачи кода предыдущей выборки из накопительното счетчика 3 в реверсивный счетчик 8, а также через элемент задержки 16 поступает на вход формирователя временного интервала 1 и на вход сброса накопительного счетчика 3. Начинается следующий цикл преобпазования,Промежуток времени до полного заполнения реверсивного счетчика 8 зависит от частоты генератора импульсов 13, емкости счетчика и кода модуля разности двух соседних выборок. Увеличение кода модуля разности двух соседних выборок автоматически приводит к сокращению промежутка времени до полного заполнения реверсивного счетчика 8, а значит и к уменьшению шага ивантования по времени и наоборот.Емкость реверсивного счетчика 8 должна быть не меньше емкости накопительного счетчика 3, Частота генератора импульсов 13 выбирается такой, чтобы погрешность аппроксимации при восстановлении функции х(1) не превышала заданной величины. Предмет изобретения Адаптивный аналого. цифровой преобразователь частотно-модулированных сигналов, содержащий формирователь временного интер.443479 Составитель Г. Тавужнянский едактор Л. Цветкова Текред Т. Миронова Корректоры; Н. Лебедеваи А. Васильева ПодписноеСССР Тираж 811Совета Министроткрытийнаб., д, 4/5 Изд.1107осударственного комитета по делам изобретений Москва, Ж, Раушска Заказ 6935ЦНИИПИ ипография, пр. Сапунова, 2 зала, соединенный с входной схемой совпадения, включенной на входе накопительного счетчика, выходы разрядов которого соединены с входами схем совпадения выдачи кода, генератор импульсов, триггеры, схемы совпадени, собирательные схемы и формирователи импульсов, отличающийся тем, что, с целью обеспечения зависимости времени квантования от скорости изменения квантуемого сигнала, в него введен реверсивный счетчик с триггером режима, причем счетный вход реве 1 рсивного счетчика через первую собирательную схему подключен к выходам входной схемы совпадения и схемы совпадения для формирования времени квантования, входы которой соединены с выходом генератора импульсов и с единичным выходом триггера ивантования, подключенным также через первый формирователь импульсов и элемент задержки ко входу формирователя временного интервала, выход которого через второй формирователь импульсов соединен со,вторыми 5 входами схем совпадения выдачи кода, с единичным входом триггера квантования и первым входом второй собирательной схемы, выходы разрядов накопительного счетчика через схемы совпадения передачи кода соединены 10 со входами разрядов реверсивного счетчика,выходы разрядов которого через схему совпадения единиц подключены к нулевому входу триггера квантования, а через схему совпадения нулей - ко второму входу второй 15 собирательной схемы, выход которой соединенс нулевым входом триггера режима, причем единичный вход последнего подключен к выходу первого фс 1 рмирователя импульсов,