Устройство для передачи информации со сжатием данных

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(53) УДК 621,398 (088.8) до делам нэобретеннй н отнрытнй(72) Автор, изобретения Г. В. Цепков Ордена Ленина институт кибернетики АН Украинской ССР.(54) УСТРОЯСТВО ДЛЯ ГЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ СО СЖАТИЕМ ДАННЫХ1Изобретение относится к телеметрии и может найти применение в системах пере. дачи и обработки информации со сжатием данных.Известны устройства для передачи информации со сжатием данных, содержащие суммирующие блоки, генератор тактовых импульсов, анала о-цифровой преобразователь, соединенный с первыми входами арифметического блока, выходы которого соединены с входом запоминающего блока контрольных величин и входом буферного запоминающего блока, второй вход арифметйческого блока соединен с выходом индикатора переполнения.Устройство обладает возможностью изменения крйтерия приема данных по принципу их измерителя, однако конструкция его достаточно сложна.Наиболее близким по технической сущ. ности является устройство для передачи информации со сжатием дайных, содержащее ключевой элемент, блок управления, блок формирования апертур, блок памяти, выход которого соединен с первым входом арифметического блока, выход блока формирования апертур и первый выход арифме 2тического блока подключены соответственно к входам блока сравнения, выход кото.рого соединен с входом триггера, выходнойблок, аналого. цифровой преобразователь,элементы запрета и задержки 2,Устройство имеет низкую помехоустойчивость к аддитивиым помехам, обусловленную примененем в качестве дискретизато.ра аналого-цифрового преобразователя, который лишь частично компенсирует входные помехи, заменяя их помехой квантова 1 О .ния (по уровню).Цель изобретения - повышение помехоустойчивости устройства,Поставленная цель достигается тем, что в устроиство введены генератор стабильных колебаний, счетчик, интегратор, дополни тельный блок сравнения, источник опорного напряжения и блок индексации, выход генератора стабильных колебаний подключен к входу счетчика, управляющий вход которого и управляющий вход интегратора соединены с выходом дополнительного блока сравне. ния, первый выход счетчика соединен с первым входом блока памяти, второй выход счеъ чика и первый выход блока памяти подклю.746672 эф зю 4 О 45 3 55 чены к входу блока управления и первому входу ключевого элемента, второй вход ко. торого и второй вход блока памяти соединены с первым выходом блока индексации, первый выход блока управления подключен к входу блока формирования апертур и первому входу блока индексации, второй выход блока управления подключен к третьему входу блока памяти, выход триггера соединенс вторыми входами блока индексации и арифметического блока, вторые выходы которыхсоединены с соответствующими входами вы фходного блока, вход устройства соединен синформационным входом ключевого элемента, вйход которого соединен с входом ин тегратора, выход источника опорного напряжения и выход интегратора подключенык соответствующим входам дополнительного блока сравнения.Устройство построено на использованииизвестного способа, согласно которому выходной сигнал х(1) преобразуют в помехоустойчивый время-импульсный код (1 Д н,задавая последовательно ряд апертурныхзначений, сравнивают последние с значениями межимпульсных интерваловА 1этого кода, Помехозащищенность преобразования обеспечивается применением на увходе устройства управляемого интегратора, эффективно подавляющего аддитивныепомехи,Сжатие данных осуществляют путем исключения импульсов кода, интервал между которыми равен или меньше заданной апер. туры у(К = 1, 2п). Граничные импульсы (дискреты) считают существенными и передают их местоположение во времени (заданное числом) и соответствующий индекс (д - порядковый номер цикла анализа, характеризуемый изменением величины апертуры). В результате последовательного увеличения .апертур (й ( Йу,) объем исходных данных существенно сокращается, наряду с этим обеспечивается высокая точность представления аналогового сигналах(1) в виде кода.росстановление аналогового сигнала производят путем последовательного насыщения межимпульсных интервалов сжатого кода импульсами, отстоящими друг от друга на Ы = Ыу. На конечном этапе восстановления сигнал интегрируют и сглаживают,На чертежах приведена блок-схема предлагаемого устройства.Устройство содержит генератор 1 стабильных колебаний, счетчик 2, выходной блок 3, блок 4 памяти, арифметический блок 5, блок 6 сравнения, триггер 7, ключевой элемент 8, интегратор 9, дополнительный блок О сравнения, блок 11 управления, блок 12 формирования апертур, источник 13 юпорного напряжения, блок 4 индексацииСжатие информации в устройстве про Изводится циклически. 4Первый цикл начинается с получениемблоком 11 импульса от счетчика 2. С завершением текущего цикла и перехода кочередному этот блок получает сигнал. Изблока 4, который выдается после опроса егопоследней ячейки памяти,Блок1 (например, двухканальный генератор импульсов с управляющим входом)по одному выходу генерирует импульсы, управляющие опросом ячеек памяти блока 4и выдачей информации об их содержимом вблок 5, а по другому выходу циклическивыдает импульсы в блоки 2, 14 (после получения по входу команд).В блоке 5 вычисляется разность междупоступающими в него кодами, т. е, реализуется операция Ь 1;= 1; - 1,.Блок 6 производит сравнение(Ь 1; с.величиной апертуры, установленной в блоке12. При ЬЦ М блок 6 выдает импульс положительной полярности, при 6(; )М - отрицательной. Эти импульсы поступают натриггер 7, который имеет два устойчивыхсостояния равновесия и в исходном состоянии закрыт. В этом случае изменение состояния триггера вызывает только положительный импульс, а возвращение к исходномуположению - только отрицательный. Каждый раз при изменении состояния равновесия триггер выдает сигнал, управляющийработой блоков 5, 14.Блок 14 (например, цифровой счетчик)производит подсчет числа циклов анали-.за и эти данные выдает в блок 3, когда наего управляющем входе появляется сигнал,С началом первого цикла анализа импульсом от блока 1 в блоке 12 формируется в соответствующем коде .(например, цифровом) значение апертуры М, . Пусть, в последовательности данных (, 1 1 1,+, 1, ) получаемых из блока 4 прн первом цикле анализа д =- 1, Ь 1 =ь 11 я 1(д 1 . При сравненни 61; с Ь 1 в блоке 6 появляется положительный импульс, который тогда опрокилывает триггер 7 и вызывает выдачу в блок 3 кодового значения 1; из блока 5, которому присваивается индекс , выланный при этом блоком 4. Так как Ь 1,:1, то сигнала. Иа выходе триггера 7 нет н выборка 1, в блок 3, как несущественная, не поступает. Сравнение значений Ь 1;, и М вызывает на выходе блока 6 отрицательный импульс, который вновь опрокидывает триггер: в блок 3 поступает с индексом 1 значение 1;+. После опроса последней значащей ячейки блока 4 в блок 1 вылается сигнал о заверше. нни цикла анализа. При этом блок 11 выдает команду на формирование очерелиого значения апертуры 1 в блок 12, а в блоке 14 устанавливается значение 2. Опроо ячеек блока 4 повторяется.Емкость блока 14 выбирают равной п требуемому числу циклов анализа н коли. честву апертур, По окончании послелнего746672 Формула изобретения 3цикл а ( п +) им пульс блока 11 вызывает обнуление блока 14 и появление на одном нз его выхолов сигнала, который очищает память блока 4 и открывает ключевой элемент 8. Устройство готово к кодированию со сжагнем очередного сигнала,Блок 3 выбирают с учетом конкретных требований, Если, например, нужно непре. рывно передавать существенные данные декодируюшее устройство, то в качестве этого блока применяют перелатчнк, при этом блок индексации из устройства можно исключить. В других случаях блок 3 может быть, например, регистратором, запомянаюшим блоком 4 и т, п,Восстановление сигнала х (1) по полученным от устройства данным обеспечивает деколер - внешнее устройство, производящее операции, обратные описанным. На основании известного правила изменений значения ф ) он преобразует полученные данные в стайдартные импульсы (нх местоположение 1 Дна временной осн и индекс д солержатся в коловых. данных), затем заполняет интервалы межлу ними последовательностью таких же, стандартных, импульсов, но отстояшие друг от друга на интервал, равный значению 1 уи полученный прн этом сигнал интегрируют и сглаживают. В предлагаемом устройстве за счет приме нения переменных значений апертуры лостига ют более эффект и вное сж атне объем а кодо вых данных при заданной погрешности восстановленуя сигнала, чем в случае, когда значения апертуры постоянны. При соответст вуюшем задании значений апертур, погреш. ность восстановления х(1) из кода, полученного способом, который реализует предлагаемое устройство, близка к нулевой. Устройство лля передачи информации сосжатием данных, содержащее ключевой эле мент, блок управления, блок формирования апертур, блок памяти, выход которого сое.динен с первым входом арифметического блока, выход блока формирования апертур и первый выход арифметического блока подключены соответственно к входам блока сравнения, выход которого соединен с вхо дом триггера, выходной блок, отличающееся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости в устройство введены генератор стабильных колебаний, счетчик, интегратор, дополнительный блок сравнения, источник опорного напряжения и блок индексации,. выход генератора стабильных колебанийподключен к входу счетчнка, управляюшнй вход которого и управляюший вход интегратора соединены с выходом дополнительного блока сравнения, первый выход счетчика 26 соединен с первым входом блока памяти,второй выход счетчнка и первый выход бло.ка памяти подключены к входу блока управления н первому входу ключевого элемента, второй вход которого и второй вход блока памяти соединены с первым выходом 25блока индексации, первый выход блока уп равления подключен к входу блока формирования апертур н первому входу блока индексации, второй выход блока управлення подключен к третьему входу блока памяти, 1 выход триггера соединен с вторыми входа.ми блока индексации н арифметического блока, вторые выходы которых соединены с соответствуюшнми входами выхолного блока, вход устройства соединен с ннформацнонным входом ключевого элемента, выход которого соединен с входом интегратора, выход источника опорного напряжения и выход интегратора подключены к соютветствуюшим входам дополнительного блока сравне.ния.Применение время-нмпульсного преобразователя вместо аналого-цнфрового, производящего равномерную выборку амплитуд коднруемых ланных в известном устройстве, существенно увеличивает устойчивость к аддитивным помехам. 40 Источники информациипринятые во внимание при экспертизе1. Воздушно-космическая телеметрия.Пол рел. К. Н. Трофимова, М 1968,с. 199 - 207.2. Авторское свидетельство СССР4 ф217239, кл. б 08 С 19(28 (прототип).л. Алексеенко74 Юфг 20ЦНИИПИ Гос делам Москва, П айате Составнтель В. Кузне д К, Шуфрнч 662 рственного комитета С зобретеннй н открытий35, Раушсквн наб.,г. ужгород ул ПРое тор М. Внгула