Устройство для эдаптивной дискретизации входной функции

о0 и и Й:тыи.,В 3, ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз Советских Социалистических Реслублик(22) Заявлено 25.02,75 (21) 2108719/24 51) О ОЯ С 19/2 исоелинением заявки сударственный комитетоевта Министров СССРпо делан изобретенийн открытий 3) Приоритет 43) Опубликовано 25.03.77. Бюллетень145) Дата опубликования описания,15.06:77 53) агПК 621 З 98 (088 8)(71) Заявитель Ордена Ленина институт кибернетики АН Украинской СС(54) УСТРОЙСТВ ИЗАЦИИ ВХОДН АДАПТИВНОЙ ДИСК ФУНКЦИИ за счет сокрашения членов ряда, имеющих малыевесовые коэффициенты Фурье 2. Аналогичным об данных, исполь прерывного сигналаЭффективность сжатияукаэанными устройствпри этом требуетсявычислительных оперф ствие и эффективноцелом и резко ограни ния.Известно также устройство, осуществляющееспособ сжатия данных, который основан на исиользованни разложения х (т) в ряд Грамм.111 арлье,дс нкачестве ортогональпых функций ирименены волиномы Эрм тта 41 и 51, Благодаря свойству алаи.тивностм (кодируются только моменты, когда х(т) =дх 4 х20дт == О, - -0 0) простоте схемной реализации иотноси гельной несложности вычислительных операций оГпцая эффекгинность использования этого уст.ройства выше, чем у двух предыдущих. Однакоэтот способ существенно усгупает в степени сжатия25 данных Гнацример, сноцЛ фильтрации Кар вела. Изобретение относится к вычислительнои тех. нике и радиотелеметрии, и может быть использовано в системах со сжатием данных, для экономии обьема запоминающего устройства (ЗУ), времени; анализа и тдт.Известны устройства, осуществляющие сжатие данных за счет преобразования входных функций в экономический код по заданному способу, Большинство способов требует дополнительно предварительной равномерной дискретизации входной функции (чаще всего непрерывного сигнала х(г, после чего производится оценка значимости полученных дискретов и выборка наиболее информативных из них 11. Однако иметотся устройства для осуществления способов, обеспечивающие получение сжатого дискретного оиисания без указанной равномерной дискретизации, что не только экономит обьем ЗУ цифровых устройств, но и увеличиваег эффектив. ность сжатия данных. К ним относятся способы, основанные на разложении х(т) на составляющие с помощью ортогональных базисных функций. Так, известен сиособ сжатия данных, основанный на разложении х(т) в ряд Фурье. Устройггна, ос цтествляющие этот способ, проиэво 1 тят сита тне данных азом работает устроиство сжа. ющее способ разттожения лев ряд Карунена.Лоэва 31.данных, обеспечиваемая ами, весьма велика, однако, производить большоиобьем аций, что снижает быстродейть работы этих устройств в чиваьт диапазон их примене.551683 10 1 б 3Лоэва служит эталоном, по которому оценивают эффективность других подобных способов,Наиболее близким к изобретению по своей технической сущности является устройство для адаптивной дискретизации непрерывного сигнала, содержащее дифференцирующий элемент, выход которого подключен к входу первого элемента фиксации нулевого уровня, второй элемент фиксации нуЛевого уровня и выходной блок 161, Однако это устройство требует большого объема информации,обладает низкими помехоустойчивостью и точностью передачи данных.Цель изобретения - повышение эффективности работь 1 устройства.Достигается это тем, что в устройство введены блоки измерения амплитуды, коррелятор, интегра торы, арифметический блок, элементы задержки, элементы И и генератор тактовых импульсов, выход которого соединен непосредственно с первымн входами первого и второго элементов И и через первый элемент задержки подключен к первому входу блока измерения амплитуды, Выход последнего через арифметический блок подключен к первому входу. выходного блока второй вход первого элемента И соединен с информационным входом устройства, выход подключен к входу дфференци. рующего элемента и через второй блок измерения амплитуды соединен с вторым входом выходного блока, выход первого элемента фиксации нулевого уровня подключен к второму входу второго блока измерения амплитуды, выход дифференцирующего элемента через последовательно соединенные вто. рой элемент И и коррелятор соединен с вторым, входом первого блока измерения амплитуды и первым входом первого интегратора, выход кото. рого подключен к нереому входу второго интегра. тора и через третий блок измерения амплитуды соединен с вторым входом арифметического блока, выход второго интегратора соединен с входом второго элемента фиксации левого уровня, выход которого подключен к третьему входу первого и к второму входу третьего блоков измерения амплитуды и через второй элемент задержки соединен с вторыми входами первого и второго интегратора и второго элемента И,На чертеже представлена блок-схема устрой. ства,Она содержит генератор тактовых импульсов 1, дифференцирующий элсмеят 2, второй блок изме. рения амплитуды 3 третий блок измерения амплитуды 4, первый блок измерения амплитуды 5, эле. менты фиксации нулевого уровня 6 и 7, корреля. тор 8, первый и второй интегратор 9 и 10, соответственно, арифметический блок 11, выходной блок 12, первый и второй элементы задержки 13 и 14, соответственно, первый и второй элементы И 5 и 16.Устройство работает следующим образом. Сигнал х(т), подлежащий дискретизации со сжатием, поступает на вход первого элемента И 5 никлически, Генератор тактовых импульсов 1 генерирует разнополярные импульсы, интервал Т между которыми равен рабочему циклу устройства. Положительные импульсы запускают устройство (откры. вают элементы И 15, 16), отрицательные останавли. вают. Интервал между рабочими циклами Лт выби . рают в зависимости от быстродействия устройства (Ьг(СТ). Время Т зависит от спектра частот х(т)и выбирается из условий достоверности В (Т ),Через открытый элемент И 15 сигнал х(т 1 посту пает на входы дифференцнрующего элемента 2 и второго блока измерения амплитуды 3, Дифференцирующий элемент 2 дифференцирует сигнал (для этих целей можно применить, например дифференцирующую ВС - цепь), а элемент 6, куда поступает дифференцированный сигнал, фиксирует момент, когда:Оимпульсами, которыми производхдlдится выборка значений х(т), измеряемыми в блоке 3. Таким образом, производится адаптивная дискретизация сигнала, причем выборки по време.ни совпадают с экстремумами х(т) .Последовательность экстремумов, представляющая собой сжатое дискретное описание входной , функции х(т), поступает в блок 12, которым может быть регистрирующее или запоминающее уст.ройство, передатчик и т,. В качестве блока 6 может быть применен, например, триггер Шмидта с формирователем импульсов. В качестве блоков 3, 4, 5 можно использовать, например, цифровые вольтмет.ры, работающие в ждущем режиме.Последующие блоки устройства обеспечиваютнахождение значений коэффициентов А А,. Сиг.нал - производная от входной функции --сх .Ичерез открытый элемент 16 поступает на вход коррелятора 8, с выхода которого снимаетсл продав, дФ.цесса, Этот сигнал поступает в первый блок измере ния амплитуды 5 и в тот же момент производится запуск этого блока тактовым импульсом, провед.шим через элемент 13, Таким образом в блоке 5 измеряется значение в начальный момент,ат45 времени Во, По отношению к импульсу пуска,генерируемому генератором 1, сигнал, снимаемый с коррелятора 8, поступает к блоку 5 с запаздыванием. Применение элемента 13 компенсирует это эапаздьв ание.60 Последовательная цепочка интеграторов 9 и 10, подключенная к коррелятору, обеспечивает получение сигналов, представляющих собой- н В( , ))которого проиводится управление рядом операции. Во-первых, этот импульс олрелсляст момент выборки данных корреляниопной функнии изма551683 101 ИИ 11 И Заказ 128/28 Ти 1 и 1 ж 8 7 2 11 лиигиОс филиал 11 ПГ 1 "11 тел1. Ужгорлл, ул. Г 11 хекюиа ряемои в блоке 4, реализуя операцию, рчГ/ 1 во-вторых, запуская с задержкой, вьпонняемой элементом 13, блок 5, он обеспечивает измерение значения -( в.третьих, с задержкой, обесбб Яд+ Й,1печиваемой элементом 14, этот импульс закрывает элемент 16, а также служит для сброса показаний интеграторов 9, 10 на нуль,Числовые значения иэ блоков 3, 4, 5 поступают 111 в блок 11, где вычисляются А Ар, Эти коэффициенты засылаются в блок 12. Данные (код) за время Т 1, где 1 - порядковый номер цикла,сопро.вождаются выдачей значений А,1, А,1, вычислен. ных для этого интервала в случае, когда требуется 1 я восстановление сигнала из кода.Восстановление обеспечивается применением вычислительного устройства, которое на основе значений коэффициентов А, А, производит мате.матические операции по заданному правилу.Применение устройства для адаптивной дискретизации непрерывного сигнала обеспечивает сохра.ниение фазовых и амплитудных соотношений при восстановлении сигнала, что повышает эффективность работы устройства. 25 Фо р мула и зо бр е те ни я Устройство для адаптивной дискретизации входной функции, содержащее дифференцирую; щий элемент, выход которого подключен ко входу первого элемента фиксации нулевого уровня, ,второй элемент фиксации нулевого уровня и выход ной блок, отли ча ющееся тем, что, с целью повышения эффективности работы устройства, в него введены блоки измерения амплитуды коррелятор, интеграторы арифметический блок, злемен. ты задержки, элементы И и генератор 1 к. товых импульсов, выход которого соединен непосредственно с первыми входами первого и второго элементов И и через первый эле. мент задержки подключен к первому входу первого блока измерения амплитуды, выход которого через арифметический блок подключен к первому входу выходного блока, второй вход45 первого элемента И соединен с информационным входом устройства, выход подключен к входу цифференцирующего элемента и через второй блок измерения амплитуды соединен с вторым входом выходного блока, выход первого элемента фикса. ции нулевого уровня подключен к второму входу второго блока измерения амплитуды, выход диф. ференцирующего элемента через последовательно соединенные второй элемент И и коррелятор соединен с вторым входом первого блока измерения амплитуды и первым входом первого интегратора, выход которого подключен к первому входу второго интегратора и чере третий блок измерения амплитуды соединен с вторым входом арифметического блока, выход второго интегратора соединен с входом второго элемента фиксации нулевого уровня, выход которого подключен к третьему входу первого и к второму входу третьего блоков измерения амплитуды и через второй элемент эа. держки соединен с вторыми входами первого и второго интеграторов и второго элемента И. Источники информации принятые во вниманиепри экспертизе: 1. Мановцев А.П. Основы теории ралиотрлеметрии, изд, "Энергия", М., 1973 г., 592 стр,г,Апбгеаа С А Рач 1 ез ТМ ЬсЬчаг б 11 АбарС 1 че боСа 171 тогтпаС 1 опРгос 1 ЕЕЕ,Ч 15, 1967,Ма Зр р 267-2783, Фа 1 апаЬе Я КагЕопеп -1.оеме ехрап,иоп апа асгог апаЬиБ 1 п Тгапв.И 6. Ргаие Соп 1. оп Зпогтп ТЛеоф м, йаС 1 зССса 1Васщоп ГапсС 1 опе 11 аийпч РгосезьеаЛЯ 67 ррЯБ.660. 4, Цаандер Ц. Детектор перехода сигнала черезнуль для анализа сигналов, излучаемых головныммозгом. В сб. "Схемы электронной автоматики",иэд, ИЛ, М., 1962 г., стр, 95-98 с илл.5. Берч Г Чилдерс Н. Обработка информационных сигналов во временных интервалах, В сб. "Кон.цепция информации и биологические системы", иэд."Мир", М 1966 г., стр. 305.323 с илл,6, Пономарева И. Д., Целков Г. В., ПилипенкоЮ. Г. Метод дискретизации электрограмм, основан.ный на разложении во временной ряд, В сб. "Нейробионика", иэд, ИК АН УССР, К., 1970 г. стр, 3949 с илл.