Устройство для передачи информации со сжатием данных

О П. И С А Н И Е (п)748484ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз СоветскихСоциапнстнческмхРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУао делам изобретений и открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ СО СЖАТИЕМ ДАННЪХ Изобретение относится к адаптивной телеметрии.Известны устройства для передачи информации со сжатием данных, содержащие регистртекущей выборки, элементы И, ИЛИ, регистрымаксимальной и минимальной наборок, сумматор, блок сравнения, элемент задержки, предназначенные для сжатия входных данных 11,Недостатком таких устройств является ихмалая эффективность при работе с процессами,0имеющими участки нестационарности,Ближайшим по технической сущности кданному является устройство для передачи ин.формации со сжатием данных, содержащее сумматор, регистр начального отсчета, первый входкоторого подключен ко входу устройства ипервому входу сумматора, выход которогосоединен с первым выходом устройства, вторым входом регистра начального отсчета, пер.выми входами регистра верхнего допускаинтерполятора первого порядка и регистранижнего допуска интерполятора первого порядкаи входом регистра приращений, выход которого подключен к первым входам первого и 2второго измерителей разности, выход регистраначального отсчета подключен ко второмувходу сумматора, третий вход которого и нер.вый вход блока вычисления нижних границапертуры соединены с выходом регистра нижнего допуска интерполятора первого порядка,выход регистра верхнего допуска интерполято.ра первого порядка подключен к четвертомувходу сумматора и первому входу блокавычнсленйя верхних границ апертуры, пятыйи шестой входы сумматора подключены к вы.ходам первого и второго измерителей разнос.ти, выход счетчика соединен со вторымивходами блокавычисления верхних границапертуры и блока вычисления нижних границапертуры, выходы которых подключены ковторым входам первого и второго измерителейразности соответственно, выход блока управ.пения соединен с управляющими входамирегистра начального отсчета, сумматора и счетчика 21,К недостаткам устройства следует отнестималый коэффициент сжатия по сравнению синтерполяцией полиномом нулевого порядка74 8484 10 15 20 25 30 35 40 50 55 при узком диапазоне изменения амплитуды входных сигналов коэффициент сжатия есть отношение числа поступивших отсчетов к числу существенных). Недостатком также является то, что вычисление границ производится аналоговым способом, что ухудшает точностные характеристики устройства.Цель изобретения - повышение информативности устройства - достигается тем, что в устройство введены триггеры, элементы И, ИЛИ, регистр верхнего допуска интерполятора нулевого порядка и регистр нижнего допуска интерполятора нулевого порядка, входы которыхподключены к выходу сумматора; выход регистра нижнего допуска интерполятора нулевого порядка соединен со вторым входом регистра нижнего допуска интерполятора первого порядка и третьим входом второго измерителя разности, выход регистра верхнего допуска интерполятора нулевого порядка под. ключен к третьему входу первого измерителя, разности и ко второму входу регистра верх. него допуска интерполятора первого порядка, выходы блока вычисления верхних границ апертуры и блока вычисления нижних границ. апертуры подключены соответственно к третьим входам регистра верхнего допуска интерполятора первого порядка и регистра нижнего допуска интерполятора первого порядка, входы синхронизации первого, второго и третьего триггеров регистра верхнего допуска интерполятора первого порядка, регистра верхнего допуска интерполятора нулевого порядка, регистра нижнего допуска интерполятора нулевого порядка, регистра нижнего допуска интерпо. лятора первого порядка, блока вычисления нижних границ апертуры, первого и второго измерителей разности и блока вычисления верхних границ апертуры и входы синхронизации первого, второго и третьего тритгеров подклю. чены к выходу блока управления, единичные входы триггеров соединены с выходом элемента ИЛИ, первый и второй входы которого подключены соответственно ко вторым выхо. дам первого и второго измерителей разности выход первого триггера соединен с одним входом элемента И, выход второго триггера подключен к четвертым входам регистра верх. .него допуска интерполятора йервого порядка и регистра нижнего допуска интерполятора первого порядка и другому входу элемента И, выход которого соединен с седьмым входом сумматора и входом блока управления, выход третьего триггера соединен со вторым выходом устройства.На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства, содержащая регистр началь. ного отсчета 1, сумматор 2, регистр приращений 3, регистр верхнего допуска интерполято. 4ра нулевого порядка 4, регистр верхнегодопуска интерполятора первого порядка 5,регистр нижнего допуска интерполятора нуле.вого порядка 6, регистр нижнего допускаинтерполятора первого порядка 7, блок вычисления верхних границ апертуры 8, блок вычисления нижних границ апертуры 9, первый измеритель разности 10, второй измеритель раз.ности 11, первый триггер 12, элемент ИЛИ 13,второй триггер 14, элемент И 15, счетчик 16,блок управления 17, третий триггер 18, первыйи второй выходы устройства 19 и 20,Для простоты рассмотрим работу одноканального устройства.Устройство работает следующим образом,С приходом первого значения кода он записывается в регистр начального отсчета 1. Споступлением второго отсчета на сумматоре 2производится вычисление его приращения относительно начального отсчета Г- Го, где Г- .ыйвходной отсчет, Го - начальный отсчет, содержащийся в регистре 1. Полученное приращениезаносится с выхода сумматора 2 в регистрприращений 3, поуправляющему сигналу изблока 17, который осуществляет управлениезаписью информации во все регистры устройства. Затем определяются граничные точкикоридоров допустимых значений на первомтакте, для чего на сумматоре 2 вычисляютсясначала сумма приращений с допускомГ+ Ео + д, где д - допустимая погрешность восстановления, и заносится в регистрыверхних допусков интерполяторов нулевого 4и первого 5 порядков, а затем разность приращения и допуска Г - Го - сР, которая за.носится в регистры нижних допусков интерпо.ляторов нулевого 6 и первого 7 порядков.С появлением второй и каждой последующейвыборки в сумматоре 2 происходит вычислениенового приращения этой выборки относитель.но Го, содержащегося в регистре начальногоотсчета 1 и запись этого приращения в регистрприращений 3, а также увеличение содержимого счетчика 16 числа тактов на единицу. Экстраполяция границ коридора интерполятора первого порядка происходит в блокахвычисления верхней и нижней границ аперту.ры 8 и 9, путем вычисления "приращенийна шаг", соответствующих границ коридоров,равных отношению величин границ в регистрах5 и 7 к содержимому счетчика тактов и сло.жения этих "приращений" с величиной границ.Указанные величины из регистров 5 и 7 и счетчика 16 поступают в соответствующие блоки 8и 9 по сигналам блока 17,Вычисленные новые границы подаются сблоков вычисления границ в измериели разности 10 и 11,748484 В измерителях разности происходит анализвыборки на неизбыточность путем сравненияс приращением из регистра 3. Сравнением управляет блок 17. Сначала происходит сравнение границинтерполятора нулевого порядка с приращением, для чего их значение из регистров 4 и 6подается соответственно на первый 10 и вто.рой 11 измерители разности. При этом, еслиразность верхней границы апертуры и приращения окажется меньше ( - (У), или разностьнижней границы и приращения больше 1+0),то выборка считается неизбыточной по алто.ритму интерполятора нулевого порядка, и насигнальном выходе соответствующего измери.теля разности появится сигнал неизбыточностивыборки по алгоритму интерполятора нулевогопорядка. Этот сигнал проходит через элементИЛИ 13 и в момент появления соответствую.щего тактирующего импульса из блока управ.пения 17 установит в единичное состояниепервый триггер 12 и в нулевое состояние третий триггер 18,Если разность верхней границы и приращения окажется больше (+д), то на сумматоревычислится новая верхняя граница интерполя.тора нулевого порядка, т.е. по сигналу суже.ния верхней границы от первого измерителяразности 10 вычислится сумма допуска иприращения Г; - Го+ д и перепишется врегистрверхнего допуска интерлолятора нулевого ЭОпорядка 4.Если эта разность не превысит по абсолют.ной величине допуска д, то граница останетсяпрежней и содержимое регистра верхнего допуска интерполятора нулевого порядка не изменится.Такой же анализ происходит во второмизмерителе разности 11. При этом, если разность нижней границы и приращения окажетсяменьше (-СР), то по сигналу сужения нижнейграницы со второго измерителя разности насумматоре 2 вычислится разность приращенияи допуска Р; - Ео- сУ и занесется в регистрнижнего допуска интерполятора нулевого порядка 6.45Если разность нижней границы и приращенияне превысит по абсолютной величине допус.ка О, то в регистре 6 останется его преж.нее содержимое.После анализа границ коридора интерполя.тора нулевого порядка на неизбыточностьинеобходимость сужения коридора происходиттакой же анализ границ коридора интерполя.тора первого порядка, Для этого на измерителиразностей 10 и 11 подаются значения границкоридора ит блоков вычисления границ апертуры 8 и 9,Сравнение границ коридора интерполяторапервого порядка на неизбыточность отличается 6от сравнения коридора интерполятора нулевого порядка лишь тем, что при получении сигнала неизбыточности на выходе схемы ИЛИ, соответствующий тактовый импульс из блока управления 17 устанавливает в единичное состояние второй 14 и третий 18 триггеры.Сравнение этих же границ на необходимость сужения отличается от сравнения границ интер полятора нулевого порядка тем, что в случае отсутствия необходимости сужения, в регистры границ коридора интерполятора первого порядка переписывается их же экстраполированное значение с выхода блоков вычисления границ апертуры.Если при обработке с -го отсчета триггер 14 установился в единицу, а триггер 12 ос. тался в нулевом состоянии, т.е, ь -отсчет оказался избыточным только по алгоритму первого порядка, то сигнал с триггера 14 бло. кирует запись в регистры 5 и 7 из сумматора и в них заносится код, повторяющий содержимое регистров 4 и 6 соответственно. Такое повторение необходимо, чтобы в этом случае по окончании интервала аппроксимации исправ. ленное значение существенного отсчета вычис. лялось но границам интерполятора нулевого порядка.Если при обработке отсчета оба триггера 14 и 12 окажутся в единичном состоянии, это означает неизбыточность отсчетов, как по алгоритму интерполяции нулевого, так и первого порядка. При этом сигнал со схемы И, на которой происходит совпадение единичных уровней триггеров 14 и 12, поступает в сум. матор, где вычисляется исправленное значение существенного отсчета путем сложения и деле. ния на 2 1 раниц коридора из регистров 6 и 7, а также поступает в блок управления, кото. рый вырабатывает импульсы сброса в исходное состояние всех блоков, и импульс, по которому в регистр начального отсчета 1 записывается исправленное значение существенного отсчета в качестве Ро для следующего интер. вала аппроксимации.Исправленное значение существенного отсчета считывается в канал связи с выхода 19, а степень аппроксимирующего полинома с выхода третьего триггера 20. При этом обработ. ка выборки заканчивается, и в случае ее неизбыточности с приходом следующей выборки начинается новый интеграл аппроксимации.Применение устройства позволит значитель. но повысить коэффициент сжатия по сравнению с устройством, реализующим однопарамет. рический алгоритм сжатия данных. Формула изобретения Устройство для передачи информации сосжатием данных, содержащее сумматор, регистр7 7начального отсчета, первый вход которого под.ключеи ко входу устройства и первому входу сумматора, Выход которого соединен с первым выходом устройства, вторым входом регистра начального отсчета, первыми входами регистра верхнею допуска интерполятора первого порядка и регистра нижнего допуска интерполятора первого порядка и входом регистра приращений, выход которого подключен к пер.вым входам первого и второго измерителей разности, выход регистра начального отсчета подключен ко второму входу сумматора, третий вход которого и первый вход блока вычисления нижних границ апертурь 1 соединен с выходом регистра нижнего допуска интерполятора первого порядка, выход регистра верхнего допуска интерполятора первого порядка подключен к четвертому входу сумматора и первому входу блока вь 1 числения верхних границ апертуры, пятый и шестой входы сум- матора подключены к первым выходам первого и второго измерителей разности, выход счетчика соединен со вторыми входами блока вычисленияверхних границ апертуры и блока вйчисления нижних границ апертуры, выходы " которых подключены ко вторым входам первого и второго измерителей разности соответственно, выход блока управления соединен с управляюФймй входами регистра начального "отСчета, сумматора и счетчика, о т л и ч а ю.щ е е с я тем, что, с целью повышения информативности устройства, в него введены тржтеры, элементы И и ИЛИ, регистр верхнего допуска интерполятора нулевого порядка и " "регйстр нижнего допуска интерполятора нуле.ного порядка, входы которых подключены к выходу сумматора, выход регистра нижнего допуска интерполятора нулевого порядка сое; динен со вторым вхбдом регистра нижнего "допуска интерполятора первого порядка и третьим входом второго измерителя разности,48484 8выход регистра верхнего допуска интерполяторанулевого порядка подключен к третьему входупервого измерителя разности и ко второмувходу регистра верхнего допуска интерполято.ра первого порядка, выходы блока вычисленияверхних границ апертуры и блока вычислениянижних границ апертуры подключены соответ.ственно к третьим входам регистра верхнегодопуска интерполятора первого порядка и ре О гистра нижнего допуска интерполятора первогопорядка, входы синхронизации первого, второгои третьего триггеров регистра верхнего допуска интерполятора первого порядка, регистрыверхнего допуска интерполятора нулевого по рядка, регистра нижнего допуска интерполяторанулевого порядка, регистра нижнего допускаи интерполятора первого порядка, блока вы.числения нижних границ апертуры, первого ивторого измерителей разности и блока вычисления верхних границ апертуры подключенык выходу блока управления, единичные входытриггеров соединены с выходом элемента ИЛИ,первый и второй входы которого подключенысоответственно ко вторым выходам первогои второго измерителей разности, выход первого триггера соединен с одним входом элемента И, выход второго триггера подключен кчетвертым входам регистра верхнего допускаинтерполятора первого порядка и регистра нижнего допуска интерполятора первого порядкаи другому входу элемента И, выход которогосоединен с седьмым входом сумматора ивходом блока управления, выход третьеготриггера соединен со вторымвыходом устройства. 35Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР Иф 531158,кл, 6 08 С 19/28, 1975,2, Журнал "Автометрия", Нф 3, 1974, с. 28 -35 (прототип).аказ 4244 одписноеСР дарственного комитета СС зобретений и открытий , Ж - 35, РаушсКая наб., д. илиал ППП Патент", г. Ужгород, ул, Проектная