Устройство для сжатия информации

(5 Р 4 С 08 С 19/28 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН 1 0 РСКОМУ СВИДТЛСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Научно-производственное обьединение по радиоэлектронной медицинской аппаратуре(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЖАТИЯ ИНФОРМАЦИИ (57) Изобретение относится к телеметрии и может использоваться в адаптивных телеметрических системах. Целью изобретения является повышение информативности устройства. Устройство с момента формирования предыдущего существенного отсчета формирует пучок аппрокснмирующих сигналов, исходящих из предыдущего существенного отсчета,и сравнивает информационный с аппроксимирующими сигналами, в момент времени, когда последний аппроксимирующий сигнал будет .отличаться от информационного сигнала на величину, превышающую пороговое значение, устройство формирует следующий существенный отсчет. Устройство содержит блок дифференцирования, блоки памяти, делитель напряжения, формирователи аппроксимирующих сигналов, эле-менты ИЛИ, элемент И , счетчик, вычитатель, триггер, формирователь импульсов, аналого-цифровой преобразователь и блок сигналов времени. 1 з. 1 звпе ф-лы 3 илещс1 "128Изобретение относится к телеметрии и может использоваться в адаптивных телеметрических системах;Цель изобретения - повышение ин-.формативности устройства.На фиг1 показана структурнаясхема предлагаемого устройства; нафиг. 2 - Функциональная схема Формирователя аппроксимирующего сигнала;на .Фиг. 3 - график, поясняющий работу устройства,Устройство для сжатия информациисодержит (Фиг. 1) дифференцирующийблок 1, делитель 2 напряжения, выполненный на резисторах 3, -3, первыйблок 4 памяти выборок, Формирователь5 -5 , аппроксимирующих сигналов,третий блок 6 памяти выборок, первый,второй элементы ИЛИ 7 и 8, .второйблок 9 памяти уставки, счетчик 10,элемент И 11, вычитатель 12, триггер13,формирователь 14 импульсов, аналого-цифровой преобразователь 15 иблок 16 сигналов времени.Формирователь аппроксимирующегосигнала содержит (фиг. 2) элементИ 17, ключ 18, интегратор 19, выполненный на инверторе 20, резисторе21, конденсаторе 22, ключе 23 и операционном усилителе 24, вычитатель25, выполненный на элементе 26 вычитаний и элементе 27 определениямодуля числа, первый, второй компараторы 28 и 29, триггер 30, элемент2 И-ИЛИ 31 и шина 32 нулевого потенциала,Устройство работает следующим образом. Пусь в момент ; на выходе элемента И 11 (фиг. 1 и 3) появляется кратковременный импульс, который .воздействует на Формирователь 14. На выходе последнего Формируется импульс, длительность которого доста- . точна для записи в блоки 4 и 6 памяти аналоговых сигналов, поступающих на их информационные входы. В блок 6 записьвается значение наклона Я; - =Я 1 аппроксимирующего сигналакоторый на 3-1 интервале дискретизации наилучшим образом аппроксимировал преобразуемый сигнал, с К-го выхода делителя 2 напряжения через ключ 18 (фиг. 2). В момент вревремени 1, в блок 4 эаписьвается/также значение 0 (й 1,) поступающее с блока 1 дифференцирования.Этот же импульс с выхода формирова 04252теля 14 поступает на аналого-цифровой преобразователь 15, в которомобразуется цифровой эквивалентБ , значения существенного отсчетаБ , и на блок 16 сигналов времени, измеряющего время 6 1, между импульсами, поступающими на еговход, Цифровые величины М, иЮ , являются координатами суще ственного отсчета. Кроме того, импульс с выхода формирователя 14поступает на управляющий вход счетчика 10, разрешая запись значенияис выхода блока 9 памяти, а также устанавливает триггер 13 в нулевое состояние. Этот же импульс поступает на вторые входы Формирователей 5 аппроксимирующих сигналов иустанавливает триггер 30 в единич ное состояние, а также поступает науправляющие входы ключей 23, в которых на время действия импульсасоединяются первые и вторые контак,ты, заряжая конденсаторы 22 до напряжения П(Т ,) = 17; . По окончании импульса в ключах 23 соединяют"ся вторые и третьи контакты,и конденсаторы 22 оказываются включенными между инвертирующими входами З 0 и выходами операционных усилителей24, что соответствует обычной схемеинтегратора. Такимобразом, послеокончания импульса с выхода формирователя 14 на первый и второй вхо ды вычитателя 72 поступают постоянные напряжения с блоков 4 и 6, навыходе вычитателя 12 получается напряжение Б =20 ( ) - Бкоторое поступает на нижний вход дели теля 2 на верхний вход которого поФступает сигнал О+ (,). На выходах делителя 2 Формируются напряжения Б Б , пропорциональные(г, ,), а граничные значения этих 45 напряжений находятся в требуемыхпределах; У (с ,) с Б 620(е )- Б, . Напряжения с выходов делителя 2 поступают на входы формирователей 5На выходах интеграторов 50 19 Формируются напряжения аппроксимирующих сигналов й(й) 0(,) ++ Б, й. С выходов элементов 26м,1фвычитания на входы элементов 2 7 постуцают напряжения Ь ;, к = У() 55 - Й( 1 ) , модули которых сравниваются на компаратор ах 28 со значени-.ем апертуры Я , Если в какой-то момент времени в К-ом формирователе 5сработал компаратор 2 8 , то импульсс его выхода устанавливает триггер 30 в нулевое состояние, а также поступает на первый выход формирователя 5 и далее через элемент ИЛИ 7 на счетный вход счетчика 10, уменьшая его содержимое, При этом сигнал с прямого выхода триггера 30 блокирует элемент 2 И-ИЛИ 31, а сигнал "1" с инверсного выхода триггера 30, проходя через элемент И 17, размыкает ключ 16, Когда на счетчик 10 поступит и импульсов, на его выходе формируется сигнал, устанавливающий триггер 13,в единичное состояние. К этому моменту времени лишь один из аппроксимирующих сигналов Й не отличается на 3-м интерк,вале дискретизации от преобразуемого сигнала более, чем на значение амплитуды, а напряжение Бк , равное его наклону, через ключ 18 поступает на информационный вход блока 6 памяти. В момент времени , когда ,значение последнего аппроксимирующего сигнала сравняется со значением преобразуемого сигнала или когда 1модуль контролируемой разницы превысит значение б , сигнал "1" с второго выхода данного формирователя 5 поступает через элементы ИЛИ 8 и И 11 на вход формирователя 14, Импульс с выхода формирователя 14 приводит к снятию координат очередногоущественного отсчеа также к первоначальным установкам, описанным ранее. С моментаначинается очередной (1+1)-й чнтервал адаптивной дискретизации,Сравним информативность существенных отсчетов в предлагаемом устройстве и прототипе. Будем считать информативность отсчетов большей для того из сравниваемых устройств, для которого при одинаковой апертуре преобразования одного и того же сигнала и при одинаковом количестве аппроксимирующих сигналов обеспечивается больший средний интервал адаптивной дискретизации.В прототипе сектор, внутри которого формируются аппроксимирующие с сигналы Г Г , ограничен следующим велйчинами: для участков с положительной производной сигнала а для участков с отрицательнойпроизводной Бща Бпм,1 где К -наперед заданный коэффициентпропорциональности,Рассмотрим первый случай(У, (с;.,)О) .На чнтервалах дискретизации сбольшим значением Ядля выбораЮ аппроксимирующего сигнала, наилучшим образом описывающего преобразуемый сигнал, необходимо обеспечитьминимальную разность наклонов соседних аппроксимирующих сигналов,15 что в данном случае может быть достигнуто лишь путем увеличения количества аппроксимирующих сигналов,При небольших значениях наклонаБразности наклонов соседних апва20 проксимирующих сигналов уменьшаются. Если число аппроксимирующихсигналов задано, то прн больших Явозрастают разности наклонов междуаппроксимирующими сигналами, вследствие чего возникают случаи, когдани один из сформированных сигналовне аппраксимирует оптимальнопреобразуемый сигнал, В этих случаях выбирают ближайший по наклону к опти 30 мальному из аппроксимирующих сигналов, но посколькуразности между наклонами велики, то значительно уменьшается интервал дискретизации, чтоуменьшает информативность существенных отсчетовАналогично можно показать, что на участках преобразуемого сигнала с отрицательной производной при увеличении модуля производной преобразуемого сигнала сни 40 жается информативность существенных;отсчетов,В предлагаемом устройстве этотнедостаток устранен тем, что на)каждом интервале адаптивной времен 45 ной дискретизации устанавливаютболее узкий сектор, внутри которогоформируют аппроксимирующие сигналы,При правильном выборе предельныхнаклонов аппроксимирующих сигналовна каждом интервале дискретизации,а также при одинаковом количествеаппроксимирующих сигналов и по одинаковой апертуре преобразования впредлагаемом устройстве и прототипе55 сужение сектора поиска оптимальногоаппроксимирующего сигнала приводитк уменьшению разностей наклонов аппроксимирующих сигналов, что позволяет более точно определить опти 1280425.мальный аппроксимирующий сигнал и повысить информативность существенных отсчетов. Кроме того, в предлагаемом устройстве (фиг. 3) угол сектора, внутри которого ведется поиск оптимального аппроксимирующего сигнала, на каждом интервале дискретизации остается практически одинаковым, а значит остаются постоянными и разности наклонов соседних аппроксимирующих сигналов, что обеспечивает одинаковую информативность существенных отсчетов не зависимо от скорости изменения преобразуемого сигнала.Формула изобретения1. Устройство для сжатия информации, содержащее аналого-цифровой препреобразователь, информационный вход которого является информационным входом устройства, первый блок памяти, выход которого соединен с первым входом вычитания, формирователи аппроксимирующих сигналов, счетчик, триггер, прямой выход которого соединен с первым входом элемента И, и блок сигналов времени, выход которого является первым выходом устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения информативности устройства, в него введены делитель напряжения, блок дифференцирования, второй, третий блоки памяти, элементы ИЛИ и формирователь импульсов, объединенные первые входы формирователей аппроксимирующих сигна.лов и вход блока дифференцирования подключены к информационному входу устройства, выход блока дифференцирования соединен с информационным входом первого блока памяти, первые выходы формирователей аппроксимирующих сигналов соединены с соответствующими входами первого элемента ИЛИ, выход которого и выход второго блока памяти соединены соответственно со счетным и информационным входами счетчика, выход счетчика соединен с входом установки в единицу триггера, инверсный выход триггера соединен с вторыми входами формирователей аппроксимирующих сигналов, вторые выходы которых соединены с соответствующими входами второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом элемента И, выход элемента И соединен через формирователь импульсов с входом установки в ноль триггера, управляющими входами счетчика, аналого-цифрового преобразователя первого и третьего блоков памяти, входом блока сигна-.лов времени и третьими входами формирователей аппроксимирующих сигналов, третьи выходы формирователей аппроксимирующих сигналов соединены0 с информационным входом третьего блоблока памяти, выход которого соединен с вторым входом вычитателя, выход вычитателя соединен с первымвходом делителя напряжения, второй 15 вход которого подключен к выходупервого блока памяти, выходы делителя напряжения соединены с четвертыми входами соответствующих формирователей аппроксимирующих сигналов, 20 пятые входы которых являются управляющими входами устройства, выходаналого-цифрового преобразователя является вторым выходом устройства,2. Устройство по и. 1, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что формирователь аппроксимирующего сигнала содержит элемент И, ключ, интегратор,вычитатель, компараторы, триггер, 30 шину нулевого потенциала и элемент2 И-ИЛИ, выход интегратора соединенс первым входом вычитателя, выходкоторого соединен с первыми входамипервого и второго компараторов, вы ход первого компаратора соединен свходом установки в ноль триггера,.первым входом элемента 2 И-ИЛИ и является первым выходом формирователяаппроксимирующего сигнала, второй 40 вход второго компаратора подключенк шине нулевого потенциала, выходвторого компаратора и прямой выходтриггера соединены соответственно свторым и третьими входами элемента 45 2 И-ИЛИ, инверсный выход триггерасоединен с первым входом элементаИ, выход которого соединен с управляющим входом ключа, объединенныепервый информационный вход интегратора и второй вход вычитателя,второйвход элемента И, объединенные управляющий вход интегратора н вход установки вединицу триггера, объединенные второйинформационный вход интегратора и 55 информационный вход ключа и второйвход первого компаратора являютсясоответственно первым, вторым, тре"тьим, четвертым и пятым входами формиройателя аппроксимирующего сиг7 1280425 8нала, входы элемента 2 И-ИЛИ и рым и третьим выходами формироватеключа являются соответственно вто-, ля аппроксимирующего сигнала. Физ Составитель М, НикуленкРедактор Т, Митейко Техред В.Кадар Шар орре исное Заказ 7053/44ВН 113035 оиэводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,4 ч Тираж 515Государственнолам изобретенийсква, Ж, Рауш комитета СССР открытийкая наб., д. 4/5