Адаптивный временной дискретизатор

по делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения Краснодарский ордена Трудового Красного Знамени завод электроизмерительных приборов(54) АДАПТИВНЫЙ ВРЕМЕННОЙ ДИСКРЕТИЗАТОР Изобретение относится к средствам электроизмерительной техники, в частности к измерительно-вычислительным устройствам статистических измерений, и предназначено для адаптивной временной дискретизации многомерных случайных сигналов. Оно может использоваться в телеметрических, диагностических, испытательных системах для решения задачи комплексного сжатия данных о многомерных сигналах. Известно устройство адаптивной временной дискретизации, содержащее блок памяти, блок выборки, блок сравнения, блок управления и измерительный элемент, соединенные жесткими связями 1.С помощью этого устройства достигается сжатие данных по методу ступенчатой аппроксимации,Известно устройство адаптивной временной дискретизации, состоящее из коммутатора двух блоков дифференцирования, трех аналого-цифровых преобразователей, сумматора, двух ключей, блока памяти и блока управления, соединенных жесткими связями 2. 2Это устройство решает задачу сжатияданных по методу линейной аппроксимациисигнала.Недостатками обоих устройств являются низкая точность и достоверность сжатияданных по методу детерминированной аппроксимации, невозможность комплексногосжатия многомерных случайных сигналовна основе детерминированной аппроксимации с дополнительной статистической обработкой сигналов,10 Известен адаптивный временной дискретизатор, содержащий канал сжатия, состоящий из преобразователя напряжения в код,вход которого соединен с входной клеммойканала сжатия, арифметический блок и блокпрограммного управления 3.Недостатками этого устройства являются также низкая точность и достоверностьсжатия данных о многомерных случайныхсигналах из-за невозможности одновременного определениясущественных отсчетов(Х,о их интервалов(ьбс), средних интерваловпо каждому случайному сигналу, а такжесреднего интервала по, множеству дО, разностных интервалов(66 и их распределенияЧЧ "ЙВ 1 т.е. выполнения одновременного сжа767962 4 Е 45 50 55 3тия многомерных сигналов и дополнительной статистической обработки, что снижает точность и достоверность комплексного сжатия данных о многомерных случайныхсигналах.Цель изобретения - повышение точности и достоверности сжатия данных,Это достигается тем, что в адаптивный временной дискретизатор, содержащий канал сжатия, выполненный на преобразователе напряжения в код, вход которого соединен с входной клеммой канала сжатия, арифметический блок и блок программного управления, введены Мканалов сжатия, блок шин, блок программного управления, управляющие регистры, а в каждый канал сжатия - преобразователь интервал времени - код, преобразователь код - интервал, блок шин, управляющие регистры, причем в каждом канале сжатия блок шин соединен с первым входом и выходом управляюших регистров, второй вход и выход которых соответственно подключены к выходу и входу преобразователя напряжения в код, преобразователя код-интервал, преобразователя интервал времени-код, арифметическому устройству, блоку программного управления, выходы преобразователей код-интервал и интервал времени - код подключены к входам преобразователя напряжения в код, а входы и выходы блока шин каждого канала сжатия через соответствующий управляющий регистр соединен с обшим для всех каналов сжатия блоком шин, вход и выход которого через дополнительный управляющий регистр соединены с общим для всех каналов сжатия блоком программного управления. На чертеже представлена блок-схема предлагаемого дискретизатора. Количество каналов 1 сжатия в дискретизаторе при необходимости может быть увеличено до М. Все каналы сжатия построены однотипно, поэтому на чертеже для удобства его чтения подробно показана структура только одного канала, который содержит преобразователь 2 напряжения в код 2, один из.входов которого образует первый вход 3 этого канала сжатия. Входы и выходы преобразователя 2 через первый управляющий регистр 4 соединены с выходами и входами блока шин 5. Входы и выходы преобразователей кодинтервал 6, интервал времени - код 7, арифметического блока 8 и блока 9 программного управления через второй 10, третий 11, четвертый 12, пятый 13 управляющие регистры соответственно соединены с выходами и входами блока шин 5.Рыходы преобразователей код-интервал 6 и интервал времени - код 7 соединены соответственно с третьим 14 и четвертым 15 входами преобразователя 2 напряжение-код;16, 17, 18, 19 - первый, второй третий и четвертый выходы канала сжатия; 20 первый вход второго канала сжатия, 21 первый вход третьего канала сжатия; 22 -4первый вход четвертого канала сжатия; 23, 24, 25 - первые выходы каналов сжатия.Входы и выходы блока шин 5 каналовчерезуправляющие регистры 26 - 29 соответственно соединены с выходами и входами блока шин 30, входы и выходы которого через управляющий регистр 31 соединены с выходами и входами блока 32 программного управления.Дискретизатор работает следующим образом.Х случайных сигналов Х(1), составляющих многомерный случайных процесс х(1), поступают на входы 3, 20, 21, 22 каналов сжатия.Учитывая однотипность построения всехканалов сжатия устройства, рассмотрим 1 принцип его работы на примере сжатия данных о сигнале х,й) в первом канале 1 сжатия.При поступлении случайных сигналов 1 х;й)на входы каналов сжатия, в том числе сигнала х,й) на вход 3 канала 1 сжатия, во втором блоке 32 программного управления задается управляюшая программа По многомерного сжатия данных о сигналах 1 х(1) ) во всех каналах сжатия. В соответствии с По через управляющий регистр и 31, блок шин 30, управляющий регистр 26,блок шин 5, управляющий регистр 13 в блок 9 программного управления задается индивидуальная программа По, сжатия дан-ных о сигнале Х(с) . В программе По указывается, например, степень аппроксимирующего полинома (1 =О), апертура д аппроксимаций сигналах,(Ц число циклов усреднения интервалов Еф .Сигнал Х,Я) поступает в преобразователь 2 напряжения в код, который по кору мандам с первого блока 9 программного управления, поступающим через управляюший регистр 13, блок шин 5, управляющий регистр 4, преобразует Х,И) в отсчеты(Х; с интервалом Ь Тр С блока 9 программного управления через управляющий регистр 13, блок шин 5, управляющий регистр 12 в арифметический блок 8 вызываются предыдущий существенный отсчет Х,и апертура 6 х. Текущие отсчеты х, хс преобразователя 2 напряженйя в код через управляющий регистр 4, блок шин 5, управляющий регистр 12 поступают в арифметический блок 8, который определяет момент. появления текущего существенного отсчета,Х ,. по разности(1 х;-хс,1,-1-Ьх) . В преобразователе 7 интервал времени - код определяется код интервала Ьес, 1, между существенными отсчетами Хс,и Хс, 1,-1 . Для этого с арифметического блока 8 через управляющий регистр 12, блок шин 5, управляющий регистр 11 в преобразователь 7 интервал времени - код поступает число импульсов, равное числу определяемых разностей(1 Х;- -хь-о),до момента, когда(1 х,-х;- 1-Ьх) )О,767962 Ь 5Текущий существенный отсчет хчерезуправляющий регистр 12, блок шин 5, управляющий регистр 13 поступает в блок 9программного управления на место предыдущего существенного отсчета Х, - . Кроме того, существенный отсчет Х,со второго выхода преобразователя 2 напряжения6 код поступает на второй выход 17 первогоканала 1 сжатия по команде, поступающейчерез четвертый вход 15 преобразователя 2с выхода преобразователя 7 интервал времени код. Одновременно код интервала 1 ОЯс, с преобразователя 7 интервал времени-код через управляюц 1 ий регистр 11, блокшин 5, управляющий регистр 12 поступаетв арифметический блок 8, куда также черезуправляющий регистр 13, блок шин 5, управляющий регистр 2 с блока 9 программного управления 9 поступает предыдущийсредний интервал д Я ; . Арифметический блок 8 определяет по рекуррентномуалгоритму +, , ъдЦ =дв;", +2 "(дАс,-д-) тотекущий средний интервал Л, которыйчерез управляющий регистр 12, блок шин 5,управляющий регистр 13 поступает в блок9 программного управления 9 на место прел%дыдущего среднего интервала Ь с;, .Кроме того, текущий средний интервал 66после первых Я циклов усреднения черезблок шин 5, управляющий регистр 10 поступает в преобразователь6 код-интервал,с выхода которого на вход 14 преобразователя 2 напряжения в код поступают врем:.ч- здФные интервалыдТ+пропорциональные д 9 . Всоответствии с д Т ф с преобразователя 2напряжения в код через управляющий регистр 4 в блок шин 5 считываются дополнительные существенные отсчеты (х сравномерным временным интервалом ЬТ".Временные интервалы ЬТ"и коды интервалов между существенными отсчетами Ь 9могут быть выведены из канала 1 черезвыходы 18 и 19 соответственно. Таким обра. зом, в предлагаемом устройстве в каждомканал. сжатия кроме определения неравноотстоящих существенных отсчетов(Хс иих интервалов(6 9 определяются равноотстоящие отсчеты ( Х") с интервалом Ь 8,Одновременно с определениемЯфвс,х"),дЦ"во всех каналах сжатия производится дополнительная статистическая обработка с целью повышения достоверностикомплексного сжатия данных о многомерных случайных сигналах,Текущие средние интервалыд 8с облоков программного управления всех каналов 1 сжатия через управляющиерегистры 13, блоки шин 5, управляющие регистры 26 29 и блок шин30 поступают через управляющий регистр26, блок шин 5, управляющий регистр 12в арифметический блок 8, который определяет текущий средний интервал по множеству ЖЯ":11 дЯф, который через управляющий регистр 12, блок шин э, управляющийрегистр 13 поступает в блок 9 программногоуправления.Аналогично текущие средние интервалы(д Я через управляющий регистр 27 поступают в арифметический блок второго канала 1. В этот же блок с выхода 16 первого канача 1 через управляющий регистр 26,блок шин 30, регистр 27 поступает текущийсредний интервал по множеству 6 8Арифметический блок второго канала определяет М разностных интервалов(д 9 З,дб:(18-да и через выход 23 канала, управляющий регистр 27, блок шин 30, управляющий регистр 28 передает разностные и нтервалы(а 9 в блок программного управления канала сжатия, который с помощьюарифметического блока определяет текущиеоценки распределения интерваловЪ("(до),Для этого, например, центрированный интервал Ьзаписывается в адресный регистр памяти блока программного управления третьего канала. Из памяти по этому адресу считывается предыдущая, оценка отсчета распределения К;,(-Ж"(д 8), которая поступает в арифметический блок данного канала.Этот арифметический блок определяет текущую оценку отсчета распределения Ю==ф(,+. Оценка Ж, обратным путем записывается в блок программного управлениятретьего канала на месте предыдущей оценки ХИзмеренные средний интервал по,множеству д.э, разностные интерва ы(д 8)и ихфункция распределения ЪЧ "д ) соответственно с первых блоков программного управления каналов 1 через их выходы 16, 23,24, управляющие регистры 26, 27, 28 поступают в блок шин 30 и далее через управляющий регистр 29, блок шин четвертогоканала сжатия, управляющий регистр в арифметическое устройство этого канала. С блока программного управления четвертого канала через его управляющий регистр, блокшин, управляющий регистр вызываются допустимые оценки среднего по множеству 69разностные интервалы ( д 9 Д, образцоваяфункция распределения ЪГ"д 8) . Арифметическое устройство четвертого канала поуЯ ф%,следовательно сравнивает8 сдв(ЬОпочленно,с 1 дб; М/фдЦпочленно с ЯГ 1 дц и через управляющийрегистр, блок шин четвертого канала, черезуправляющий регистр 29, блок ши н 30, управляющий регистр 31 блок программного управления 32 сообщает о результатах сравнения.При этом если д 9" "8" т.е. превышена допустимая средняя загрузка, тоблок 32 программного управления сообщаетв блоки программного управления всех каналов об увеличении емкости их запоминающих устройств. Если отдельные отсчеты функции распределения, например,Н "(дйу)Ъ ф