Адаптивный временных дискретизатор

(1 1) 660239 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских СоциалистическихРеспублик 1) Дополнительное к авт. с М Ктй НОЗК 13(1 056569/18(22) Заявлено 30,08,74 присоединением заявкиГосударственнык комите СССРпа делам изобретений н открытий) АДАПТИВНЫЙ ВРЕМЕННОЙ ДИСКРЕТИЗАТ раллельноодного и соединен се узлы и блоком уп оеди- клю- блолоки авлеИзобретение относится к средствам электроизмерительной техники и предназначено для адаптивной дискретизации по времени аналоговых электрических сигналов, Оно может использоваться в телеметрических системах, в состав которых входят преобразователи информации, требующие различных алгоритмов сжатия.Известен адаптивный временной дискретизатор, в основе которого лежат методы детерминированной ступенчатой и линейной интерполяции (аппроксимации) по временному интервалу т по заданной ошибке е, 1, состоящий из коммутатора, двух блоков дифференцирования, трех аналого-цифровых преобразователей, сумматора, двух ключей, блока оперативной памяти и блока управления. На вход коммутатора подаются дискретизируемые аналоговые величины, выход коммутатора подключен к входам аналого-цифрового преобразователя и блока дифференцирования, выход аналогоцифрового преобразователя параллельно соединен с входами ключей и сумматора, выходы двух блоков дифференцирования соединены через аналого-цифровые преобразователи с сумматором. Выход первого блока дифференцирования подключен к входу второго блока дифференцирования, выход сумматора - к блоку оперативной памяти, выход которого п нен с входами сумматора чей. Выход другого ключ ком оперативной памяти, 5 по входам и выходам -ния. Недостатком известного дискретизатораявляется отсутствие возможности определения выборки текущих оценок средних вре менных интервалов существенных ординатдискретизируемых аналоговых величин и существенных ординат в выборке текущих оценок средних временных интервалов, что снижает точность и возможность использо вания известного устройства временной дискретизации. Известен также адаптивный временной дискретизатор, состоящий из блока памяти, блока выборки, измерительного элемента, блока сравнения и блока управления, причем дискретизируемая аналоговая величина подается на вход блока памяти, выход которого соединен с входом измерительного элемента; выход измерительного элемента сосдинен с входом блоков памяти, выборки и управления, выход блока управления - с входом измерительного элемента 2. К недостаткам этого дискретизатора относятся сравнительно низкая точность и отсут60 ствие возможности по адаптивной дискрстизации случайных аналоговых величин.Цель изобретения - повышение точности и расширение возможностей адаптивной дискретизации реализации измеряемой случайной аналоговой величины путем создания возможности одновременного определения выборки текущих оценок средних временных интервалов существенных ординат дискретизируемых аналоговых величин и существенных ординат в выборке текущих оценок средних временных интервалов,Предлагаемый адаптивный временной дискретизатор состоит из коммутатора, блока детерминированного уплотнения, содержащего два блока дифференцирования, три аналого-цифровых преобразователя, сумматор, два ключа и блок оперативной памяти, блок управления, причем входные клеммы реализации измеряемой аналоговой случайной величины через коммутатор соединены с входами первого аналого-цифрового преобразователя и первого блока дифференцирования, выход первого аналого-цифрового преобразователя параллельно соединен с входами двух ключей и сумматора, а выход первого блока дифференцирования через другой блок дифференцирования, второй аналого-цифровой преобразователь и через третий аналого-цифровой преобразователь - с двумя входами сумматора. Выход сумматора подключен к блоку оперативной памяти, выход которого параллельно соединен с соответствующими входами сумматора и одного из ключей, выход другого ключа связан с соответствующим входом блока оперативной памяти, все узлы блока детерминированного уплотнения и коммутатор по входам и выходам соединены с блоком управления. Особенностью предлагаемого дискретизатора является то, что в него дополнительно введены блоки итерационного усреднения интервалов, памяти оценок интервалов, развертки оценок интервалов и два дополнительных ключа, При этом вход блока итерационного усреднения интервалов соединен с выходом блока оперативной памяти блока детерминированного уплотнения, выходы блока итерационного усреднения интервалов параллельно соединены с входами одного из дополнительных ключей, блока памяти оценок интервалов и блока управления, а выход блока памяти оценок интервалов - с входами другого ключа, блока развертки оценок интервалов и блока управления, Выход блока развертки оценок интервалов подключен к входу коммутатора, входы введенных блоков и ключей соединен с блоком управления, а выходы дополнительных ключей - с соответствующими выходными клеммами адаптивного временного дискретизатора.На чертеже показана структурная схема адаптивного временного дискретизатора,5 10 15 20 25 Зо 35 40 45 50 55 В исходном положении вход коммутато. ра 1 соединен с одной из реализаций измеряемой аналоговой случайной величины, например х;, выход коммутатора 1 - с блоком 2 детерминированного уплотнения через входы его блока 3 дифференцирования и аналого-цифрового преобразователя 4. Выход блока 3 дифференцирования параллельно соединен через аналого-цифровой преобразователь 5 и через блок 6 дифференцирования и аналого-цифровой преобразователь 7 с двумя входами сумматора 8, а выход аналого-цифрового преобразователя 4 - с входами сумматора 8, ключа 9 и через ключ 10 с блоком 11 оперативной памяти, выход которого параллельно соединен с входами ключа 9, сумматора 8 и блока 12 итерационного усреднения, выход которого параллельно соединен с вхо. дами ключа 13, блока 14 памяти оценок интервалов и блока 15 управления, Выход блока 14 памяти оценок интервалов параллельно соединен с входами блока 16 развертки оценок интервалов, ключа 17 и блока 15 управления, Выход блока 16 развертки временных интервалов подключен к входу коммутатора 1, входы всех узлов и блоков 1, 2 - 14, 16, 17 соединены с блоком 15 управления; входами дискретизатора являются клеммы 18, а выходами - клеммы 19, 20, 21,Предлагаемый адаптивный временной дискретизатор работает циклически, поэтому рассмотрим, например, принцип его работы в и+1-м цикле при обработке реализации х; случайной аналоговой величины И.По командам с блока 15 управления с входных клемм 18 через коммутатор 1 в блок 2 детерминированного уплотнения поступает реализация х,(1), которая известным образом 11 при помощи узлов и блоков 3 - 11 блока 2 детерминированного уплотнения дискретизируется, например, в а+1-м цикле в коды существенной ординаты х.; и ее временного интервала Ьт., методом детерминированной аппроксимации по заданной ошибке е,.Код х,; через ключ 9 и клемму 19 поступает к потребителю, а код Ьть , с бло. ка 11 оперативной памяти - в блок 12 итерационного усреднения интервалов, Блок 12 методом стохастической аппроксимации по итерационному алгоритму вида п+т,с -- Ыю+ 1 п+1, Ьс Х Х (М+, с - А,с)где Лт,;, Лт, - коды текущих оценок средних интервалов в и+1-м и циклах итерационного усреднения; 1 п+ 1, Лт - и+1-й член весовой функции, удовлетворяющей условию:о :о формирует код Лт+,;, который поступает на ключ 13, в блок 14 памяти оценок ин тервалов и блок 15 управления. При этом через ключ 13 и клемму 20 к потребителю передается код Лт+,; или соответствующий ему временной интервал Л+н;.В блоке 14 памяти оценок интервалов 14 10 всегда хранятся т - 1 последних кодов существенных ординат текущих оценок средних интервалов ЬЛг Выборка из т - 1 кодов Лт+,;, , Лт,15 с блока памяти оценок интервалов поступает в блок 15 управления, блок 16 развертки оценок интервалов, через ключ 17 и клемму 21 к потребителю. При этом блок развертки оценок интервалов преобразует последовательность кодов Л Лт; ваналоговю функцю,+Лт), Т), оомолчлиоованнчю о амплитуде последователностью из т+1 послРдних кодов счщественных ординат текущих оценок средних интервалов ЛтЛт на участке (Т - И) и кодом Лт,; на участке Т - (т - 1) И.Получение в блоке 16 аналоговой функции+ (1 Лт), Т - М) в и+1-м цикле происходит параллельно с определением х,+,;, З 5 Лт+,; в блоке 2, Лт,+,; - в блоке 12, а на участке Т - М(т - 1)в пос записи кода Лт,+, в блоки 14 и 16. Полученная анало 40 говая функция +(Лт;)Т) в блоке 16 с выхода последнего через коммутатор 1 поступает в блок 2 детерминированного уплотнения, который дискретизирует аналоговую функцию +(Лт;), Т), состоящую из т - 1 существенных ординат и одной текущей оценок средних текущих интервалов на участке Т, полученных методом детерминированной аппроксимапии по заданной ошибке е. - . Если последняя текущая орднната аналоговой фуОпии + Лт;) Т), сОтвстству тиая код Ат+; сутцествснная, то но команде с блока 2 блок 15 управления сохраняет код Лт +,; в блоке 14 памяти оценок интервалов и сбрасывает самый старый из последних т кодов существенных ординат оценок текущих средних интервалов (в рассматриваемом случае - это Лт+,;, Оставшиеся т. - 1 последних кодов Ь+Ь "+1,последовательно сдвигаются в одну сторону в блоке памяти оценок интервалов, освобождая последнюю ячейку памяти для следующего текущего кода Лт,+,;, получаемого в и+2-м цикле измерения. После этого начинается а+2-й цикл. Во время обработки аналоговой фчнкции ,Лт), Т) на участке Т измеряемая реализация Х не поступает через коммутатор 1 на вход блока 2 детерминированного уплотнения.Из описания видно, что за один цикл фактически достаточно дискпетизировать аналоговую функцию ,+Лт), Т) только на последнем участке Т - М(т - 1)1, проверяя на существенность только код Лт,+,;, но если обрабатывается медленно- меняющаяся реализация Х;(1), то можно для надежности контролировать всю функцию ,+ Лт,) Т) на всем участке Т, что повышает помехоустойчивость.Таким образом, предлагаемый адаптивный временной дискпетизатоп ослцествляет комплексную дискретизацию реализаций слтч я той л ял гоой вг тттттттлттт, Х(1Щ: Г 9) Оопо чаю тночл ОПОРДРЛРиЯ ы бо Ок -ни.1 ат ных ординат (х;) и их впРмРнных интервалов (Лт;) реализации х;, получить в каждом цикле код Лт,; текущих оценок средних интервалов и выработку из т кодов (Лт,) существенных ординат оценок текущих средних интервалов. Это позволяет существенно повысить точность и расширить возможности адаптивной дискретизации случайных аналоговых величин. Например, в телеметрических системах можно одновременно автоматически определять текущие оптимальные оценки параметров квантования шага по времени в кодируюших и декодирующих преобразователях в соответствии с кодами выборов (Лт), (Лт, ) и кода Лт;,+н; с выходов ключей 9, 17, 13 предлагаемого адаптивного временного дискретизатора; параметров квантования по шагу аргумента т в корреляционных устройствах в соответствии с кодами Лт+и выборки (Лт,) с выходов ключей 16 и 17; параметров интегрирования по времснн в цифровых фильтрах в соответствнн с одамн выборки (Лт, ) (расстановка по интервалу сглаживания постоянных элементарных цифровых РС-цепочек).Из описания предложенного адаптивного временного дискретизатора видно, что входящий в него блок детерминированного уплотнения может быть любым, например аналого-дискретным, аналого-цифровым, при этом соответственно блоки итерационного усреднения интервалов памяти оценок интервалов, развертки оценок интервалов