Устройство для адаптивного кодирования стационарных случайных процессов

(22) Заявлено 11.03.77(21) 2461486/18-24 51) М. Кл. 606 Г 5/3 с присоединением заявки И Госудврственный комитет 3) Приоритет СССРи изобретений Опубликовано 15,05,8 Дата опубликования о(72) Авторы изобретения тев, Я, Л. ШейтманМякочин Т, М Алиев,Э 1) Заявител Азербайджанский институт н химии СТРОЙСТВО ДЛЯ АДАПТИВНОГО КОДИРОВАНИЯСТАЦИОНАРНЫХ СЛУЧАЙНЫХ ПРОЦЕССОВ(54) Изобретение относится к областиавтоматических систем управления и контроля и предназначено для сокращенияизбыточности при кодировании стационарных случайных процессов,Для оптимального кодирования случайных процессов с заранее неизвестнымиобластями изменения их значений используют устройства адаптивного кодирования,в которых число уровней квантования, не-.1 Озависимо от диапазона изменения входнойслучайной величины, остается постоянным;и минимальным в соответствии с требуемой точностью, а за счет адаптации,автоматически изменяется цена деления. Это позволяет сократить избыточность в результатах кодирования, сохранить постоянство проведенной погрешности квантования при изменении диапазона2 флуктуаций процессов в широких пределах: сократить аппаратурные и временные затраты на дальнейшую статистическую обработку (определение корреляционной функции, плотности распределения и т.д. ).Известно устройство адаптивного кодирования с прогнозированием )3.1. Это устройство требует априорного знания характеристик кодируемого процесса (что не всегда известно) или введения в схему прогнозирующего устройства, вызывающего большие аппаратурные затраты.Наиболее близким по схеме и технической сущности является устройство 121 адаптивного кодирования с самонастройкой параметров по статистическим оценкам кодируемого процесса, которое содержит схемы статистической оценки математического ожидания, и средне- квадратического отклонения, коммутатор, сумматор, аналого-цифровой преобразователь и блок управления, причем на входе устройства включены схемы статис тической оценки подсоединенные к коммугатору и сумматору., выходы которых соединены со входами аналого-цифрового преобразователя. Известное устройствоимеет малую точность и, аппаратурную :ложность в связи с тем, что аналоговые по принципу действия схемы статистич тической оценки математического ожидания и среднеквадратического отклонения5 обладают большой погрешностью и являются сложными устройствами.Целью изобретения является повышение точности адаптивного кодирования. Это достигается тем, что в устройство 10 для адаптивного кодирования, содержашее сумматор, аналого-цифровой преобразователь, вход которогс является входом устройства, а выходподключен к первой группе входов коммутатора, 15 управляющий вход которого соединен с первым выходом блока управления, второй выход которого подключен к управляюшему входу аналого-цифрового преобразователя, Введены блок статистичес кой оценки максимума и блок статистической оценки минимума процесса, блок изменения масштаба и дополнительный коммутатор, первая группа входов которого подключена к соответствуюшим.25 выходам сумматора, выходы старши.х разрядов которого подключены к соответствующим входам блока изменения масштаба, выходы .которого соединены соответственно со второй группой входовЗО дополнительного коммутатора, управляюший вход которого соединен с третьим входом блока управления, четвертый выход которого соединен с управляюшим входом блока изменения масштаба, вы- З 5 ходы аналого-цифрового преобразователя подключены к соответствуюшим входам блоков статистической оценки максимума и минимума процесса, выходы которых соединены соответственно со второй группой входов коммутатора и с первой группой входов сумматора, вторая группа входов которого подключена к соответствуюшим выходам коммутатора.45Повышение точности адаптивного кодирования обеспечивается тем, что источник сигнала соединен непосредственно с аналого-цифровым преобразователем, а все остальные блоки включены на выходе аналого-цифрового преобразователя, дискретные по принципу действия и погрешности йе вносят.Принцип действия описываемого устройства иллюстрируется фиг. 1, где55 показаны временные диаграьалы и .фигс 2 где приведена структурная схема устройства. 7Процесс адаптивного кодирования состоит из двух циклов: цикла адаптации (длительностью Ти) и цикла адаптивного кодирования или измерения (длительностьюТИ), Стационарный случайный процесс Х представляется на выходе аналого-цифрового преобразователя И- разрядным двоичным кодом, В цикле адаптации производится статистическая оценка минимума Хи максимума Хцх по которым определяется диапазон флюктуаций кодируемого процесса (размах), как разность значений (х щ-Кди), а также код масштаба % ( 1 двоичных разрядов) цены деления. В зависимости от величины кода масштаба М (на фиг. 1 М=О) осушествляется перестройка схемы таким образом, что к выходу адаптивного устройства кодирования подключаются, 9 двоичных разрядов (где Я( И ) из и -разрядного представления величины размаха, начиная со старшего.значащего разряда; Это приводит к изменению цены деления Ь А устройства адаптивного кодированич при постоянной разрядности представления результата адаптивного кодирования. Величина цены деления связана с масштабом М соотношениемЗначение Хщп при этом запоминается в специальном регистре. В цикле адаптивного кодирования (измерения) производится аналого-цифровое преобразование входного сигнала,Ж(Ми из полученного кода ( Ь разрядов) каждой ординаты Х вычитывается значение А,иИ -разрядов) определенное в цикле адаптации. При этом получаются значения ординат нового смешенного случайного процесса ЧЮ :У=Х -ХщпПолученные ординаты представляются на выходе устройства адаптивного кодирования 5-разрядным двоичным кодом с ценой деления соответствующей определенному в цикле адаптации масштабуЧисло разрядов 5 выбирается в соответствии " требуемой точностью измерения. В результате адаптивного кодирования на выходе устройства образется массив значений выборок стацио17 Яс трггьим выходом блока управлениячетвертый выход которого соединен суправляюшим входом блока изменениямасштаба, выходы аналого-цифровогопреобразователя подключены к соответствующим входам блоков статистической оценки максимума и минимума прсцесса, выходы которых соединены соответственно со второй группой входовкоммутатора и с первой группой входовсумматора, вторая группа входов которого подключена к соответствуюшим выходам коммутатора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР293239, кл. СОб15/36, 3.971.2. А, И, Галушкин, Ю. Я. Зотов,Ю. А. Шикунов Оперативная обработкаэкспериментальной информации М "Энергия", 1972, стр. 49-54. 7 7347 устройства, а выход подключен к первой группе входов коммутатора, управляющий вход которого соединен с первым выходом блока управления, второй выход которого подключен к управляющему входу аналого-цифрового преобразователя о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью повышения точности адаптивного кодирования, в устройство введены блок статистической оценки максимума и 10 блок статистической оценки минимума, процесса, блок изменения масштаба и дополнительный коммутат.р, перваягруппа входов которого подключена к соответствуюшим выходам сумматора, 5 выходы старших разрядов которого подключены к соответствующим входам блока изменения масштаба, выходы которого соединены соответственно со второй группой входов дополнительного коммутато ра, управляюший вход которого соединен