Адаптивный временной дискретизатор

(19) (1 2224 060702 ГОСУДАРСТВЕННЫЙПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ ИПРИ ГКНТ СССР ИТЕТРЫТИЯМ АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ВТОРСНОМУ СВ ЕПЬСТВ изатор содержи(54)ТОР СКРЕТИЗАИВНЫЙ ВРЕМЕННОЙ ию тахниалов дискретими масЦель изобпри умень- ируемого може гналов с проиэвольньрассогласованиями,.зации штабн лительности. 3 ил,шен ительности дискре Сл(56) Авторское свидетельство СССРВ 575770, кл, 8 06 О 7/02, 1976.Авторское свидетельство СССРР 1275477, кл. О 06 С 7/02, 1985,Изобретение относитсяботки электрических сигт быть использовано при ения - повышение точност сигнала, Адаптивный временной дискрет т ключ 1, запоминающевычитающий блок 2 первый одновибратор 3, пороговый элемент 4, два блока выработки-хранения 5 и 1 О, амплитудно-импульсный модулятор 6, масштабирующий элемент 7, вычитающий элемен 8, генератор 9 пилообразного напряжения, преобразователь 11 напряжение - время, первый элемент ИЛИ 12, второй одновибратор 3, элемент И 4. Принпип действия дискретизатора основан, на формировании выборки с экспоненц альным шагом дискретизации, позволя щим ослабить влияние случайных изменений временного масштаба входного сигнала на выходную информацию, При этом повышение точности достигается за счет повышения точности представления экспоненты при малых значенияхИзобретение относится к обработкеэлектрических сигналов в частностик устройствам для дискретизации непрерывных сигналов, и может быть использовано при дескритизации сигналовс произвольными масштабными рассогласованиями,Цель изобретения - повышение точности при уменьшении длительности дис кретизируемого сигнала,На фиг, 1 изображена блок в схеадаптивного временного дискретизатора; на фиг. 2 - схема преобразователя напряжение - время, используемогов дискретизаторе; на Фиг. 3 - эпюрынапряжений в различных точках схемыдискретизатораАдаптивный временной дискретизаторсодержит ключ 1, запоминающе-вычитаю- щщий блок 2, первый одновибратор 3,пороговый элемент 4, первый блок 5выборки в хранен, амплитудно-импульсный модулятор 6, масштабирующий элемент 7, вычитающий элемент 8, генератор 9 пилообразного напряжения, второйблок 10 выборки-хранения преобразователь 11 напряжение - время, элементИЛИ 12, второй одновибратор 13 и элемент И 14,ЗОУстройство работает следующим образом,В начальный момент времени (1=0) запускаются генератор 9 пилообра.зного напряжения (фиг, За, в), работающий35 в ждущем режиме и обеспечивающий длительность рабочего участка Т с, где Т - максимально возможная длительность дискретизируемого сигнала, и первый одновибратор 3, формирующий импульс длительностью Ж СВ тот же момент вре,мени ключ 1. замкнут и в эапоминающевычитающем блоке 2 фиксируется начальное значение сигнала Б (О), а на его выходе формируется разность Б (1) - Б (О, При изменении сигнала во времени отличное от нуля напряжение с выхода блока 2 поступает на вход порогового элемента 4. В момент совпадения этого напряжения с допустимой величиной, определяемойиз заданной погрешности дискретизации, с выхода порогового элемента 4 на вход первого блока 5 выборки-хранения поступает управляющий сигнал, по которому в первом блоке 5 выборки-хранения фиксиру 55 ется напряжение с выхода генератора 9 пилообразного напряжения (Фиг,Зв, с) пропорциональное Т, где Т - время,прошедшее с начала работы до момента срабатывания порогового элемента 4, Напряжение,пропорциональное Т, с выхода первого блока 5 выбарки-хранения пос-, тупает на сигнальный вход масштабирующего элемента 7 и на вход вычитаемого вычитающего элемента 8,На вход уменьшаемого вычитающего элемента 8 подается напряжение., пропорциональное Т, На выходе вычитающего элемента 8 формируется напряжение, пропорциональное Т -Т, которое поступает на управляюпжй вход масштабирующего элемента 7, на выходе которого Формируется напряжение,1 ТТ-Тпропорцйонапьное в . - , где 11 - крутизна напряжения генератора 9 пилообразного напряжения, Напряжение с выхода масштабирующего элемен,з 7 подается на управляющий вход пре.бра- зователя 1,1 напряжение - время и управляет его крутизной Л, По сигналу с выхода порогового элемента 4 с помощью ключа 1 запоминающе"вычитающий блок 2 отключается от входа дискретизатора. По этому же сигналу, прошедшему через элемент ИЛИ 12, запускается второй одновибратор 13, который Формирует импульс стандартной длительности. Сигнал с выхода второго одновибратора 13 через элемент И 14 поступает на вход амплитудно-импульсного модулятора 6 (фиг Зе) Зтот импульс модулируется текущим значением сигнала на выходе дискреткзатора, которое поступает на модулирующий вход амплитудно-импульсного модулятора 6, Выход амплитудно-импульсного модуля тора 6 является выходом дискретизатора, Импульс с выхода элемента И 14 поступает на управляющий вход второго блока 10 выборки-хранения, В этом блоке происходит запоминание текущего значения напряжения о( Т)=Ж генератора 9 пилообразного йапряжения (фиг. Зв), Напряженке с выхода второго блока 10 выборки-хранения поступает на информационный вход преобразователя 11 напряжение-время, который запускается импульсом с выхода элемента И 14, Преооразователь 11 напряжение - время на своем выходе Формирует импульс, который, проходя через элемент ИЗП 1 12, своим спадом запускает второй одновибратор 13, в результате чего в момент времени й,= =(1+Да)Г на выходе второго одновибратора 13 появляется импульс и ранееописанный процесс повторяется снова(фиг, Зв, е) что приводит к формированию импульса на выходе второго аднови 5 ратора 13 в момент времени 1;5(1+ЛЬЕ)Т, Процесс формирования импульсов в моменты времени 1=(1+3 Ц)" Тповторяется до тех пор, пока на входэлемента И 14 действует импульс с выхода первого однавибратора 3,10Структурная схема преобразователя11 напряжение - время приведена нафиг, 2 и содержит генератор 15 пилообразного напряжения, компаратар 16,триггеры 17 и управляемый усилитель18. Наличие последнего позволяет изменить крутизну преобразования,Таким образом, адаптивный временной дискретизатор осуществляет дискретизацию входного сигнала в моменты ваемени=Тп 1 пОтсюда видно, что выборка осуществляется по экспоненциальному закону,Объем экспоненциальной выборкиопределяется длительностью импульсапервого однови 5 ратора 3, Длительностьега импульса равна Т, при этом максимальное расстояние между отсчетамиэкспоненциальной выборки не превьвм:- шает Т,Предлагаемое устройство осуществляет выборку с экспаненциальным шагомдискретизации, При этом влияние, случайных изменений временного масштабавходного сигнала на выходную информацию ослаблено,Повышение точности представленияэкспоненты при малых значениях длительности Т позволяет в предлагаемом устройстве повысить точность дискретизации,45Формула изобретения Адаптивный временной дискретизатар, содержащий масшта 5 ирующий элемент, сигнальный вход которого подключен к вы ходу первого блока выборки-хранения,соединеккага сигнальным входом с выходом генератора пилообразного капря -же я я а у пр а вл яющи и в ходом - с выходом порогового элемента, вход которого подключен к выходу запоминающевычитающега 5 лака, соединенного входом с выходом ключа, подключенного управляющим входом к выходу порогового элемента, а сигнальным входом - к шине ввода дискретизируемага сигнала, входу запуска генератора пилообразного напряжения и сигнальному входу амплитудно-импульсного модулятора, выход которого является выходам дискретизатара, о т л и ч а ю щ и й с я тем, чта, с целью повышения точности при уменьшении длительности дискретизируемаго сигнала в него введены вычитающий элемент, второй блок выборки-хранения, преобразователь напряжение - время, элемент И, элемечт ИЛИ и два однавибратара, причем выход первого блока выборки-хранения соединен с входом вычитаемага вычитающега элемента, подключенного входом уменьшаемага к шине задания диапазона длительности дискретизируемаго сигнала, а выходом - к входу управления масштабом масштабирующега элемента, выход которого соединен с входом управления крутизной преобразователя напряжение время, подключенного входам управления запуском к выходу элемента И и управляющим входам второго блока выборки-хранения и амплитудна-импульсного модулятора, информационным входам - к выходу второго блока выборки-хранения, а выходом - к первому входу элемента ИЛИ, соединенного вторым входом с выходом порогового элемента, а выходом - с входом первогоадновибратора, выход которого подключен к первому входу элемента И, саединеннога вторым входом с выходам второго аднавибратара, подключенного входом к шине ввода дискретизируемога сигнала, а сигнальный вход второго блока выборки-хранения соединен с выходом генератора пилообразного напряжения,1522242 Ь Составитель С,КазиноТехред Л,Сердюкова Редактор М.Петро ипл ре писн Производственно в издательск комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,заказ 6966/48 Тираж 6681 ИИПИ Государственного комитета по изобретени113035, Москва, Ж, Раув кая и открытиям при ГКНТ СССРб., д. 4/5