Устройство для сжатия непрерывных сигналов

Номер патента: 942111

Автор: Лутай

ZIP архив

Текст

Союз Совет сникСоциалистическихРеспублик 111 К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(23) П рноритет 8 С 19/2 ретеснай коиите СССР 7. 82. тиоллетень ЯЧЬ 25я описания 09. 07. 82 аю делам нзебретени бликовано 0 та опублико ДК 621398(511) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЖАТИЯ НЕПРЕРЫВНЫХ СИГНАЛОВИзобретение относится к технике телеметрии и устройств первичной обработки и сжатия информации. Известны устройства, осуществляющие сжатие информации, представленной в виде непрерывного напряжения, с целью устранения статической или структурной избыточности. В основе этих устройств лежат методы аппрокси мации непрерывной Функции полиномами различных порядков. Одними из наиболее распространенных являются устройства, реализующие аппроксимацию непрерывного напряжения отрезками прямых линий, наклоненных под различными углами к оси абсцисс (аппроксимация полиномами первого поряд ка), При использовании таких устройств исходное напряжение представ" ляется набором его значений; измеренных в точках изменения угла накло на прямых, которые называются точками отсчета или точками дискретизации Известно устройство .для сжатия,в котором прямые проводятся из точекотсчета под углом наклона к оси абсцисс, равным значению производной напряжения, вычисленному в момент взя"тия отсчета, аппроксимирующая пря"мая совпадает с касательной, проведенной иэ точки отсчета. Это устройство состоит иэ блока вь 1 численияошибки аппроксимации, блока сравне 1 Ония текущеи ошибки с заданным допускком и ключа, управляемого блоком сравнения и пропускающего значения исходного напряжения в моменты отсчета навыход устройства 1.15В блок вычисления ошибки аппроксимации входит дифференцирующая цепь;это приводит к низкой помехозащищен асти всего устройства. Кроме того, о устройство имеет аналоговый выход,вследствие чего при использовании егосигналов в системах цифровой обработки требуется дополнительное преобра"зование.942111 момент 3 . 3Известно устройство аппроксимации непрерывного напряжения отрезка" ми прямых, в котором угол наклона прямой не связывается со значением производной, Устройство состоит из генератора образцового напряжения, блока сравнения и ключа. В этом устройстве генерируется набор линейных напряжений, направленных иэ точки отсчета под разными углами к оси абс- о цисс. В процессе работы блок сравнения измеряет разность между исходными и образцовыми напряжениями. В тот момент, когда разность достигает значения заранее установленного допуска, 5 отсчет текущего времени и значение напряжения в этот момент с помощью Ключа выдаются из устройства. Иэ наора образцовых напряжений для аппроксимации оставляется та, которая дает точку отсчета, наиболее удаленную от исходной 1 г 2 .Недостатком устройства является то, что получаемые значения исходного напряжения не могут быть использованы е цифровых системах связи беэ преобразования в цифровой код,Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для сжатия информации, состоящее из генератора линейны напряжений, элементов сравнения, блока управления отсчетом и ключа. Элементы .сравнения имеют два входа, на один из которых поступает эталонное образцовое напряжение от генератора, на дру%5 гой " исходное напряжение. Выходы элементов сравнения через блок управления отсчетом соединены с ключом. Поступающие на элементы сравнения лио нейные напряжения отличаются друг от друга углом наклона к оси времени. Вследствие этого элементы срабатывают последовательно, блок управления отсчетом фиксирует последний момент срабатывания элементов сравнения и откры 45 вает ключ, с выхода которого выдаются значение момента времени отсчета и значение исходного напряжения в этот Недостатком устройства является то, что с его выхода снимается сигнал, равный мгновенному значению исходного напряжения, что затрудняет дальнейшее применение его в системах телеметрии и обработки, использующих, как правило, цифровое предстаеле" ние информации. 4Цель изобретения - расширение области применения устройства.Поставленная цель достигается тем,что в устройство для сжатия непрерывных сигналов, содержащее генераторэталонного линейного напряжения, выходкоторого соединен с объединеннымипервыми входами элементов сравнения,объединенные вторые входы которых соединены с входом устройства и первымвходом ключевого элемента, первый выход которого соединен с первым выхо-,дом устройства, введены реверсивныйсчетчик и преобразователь кодов, выход первого элемента сравнения соединен с вторым входом ключевого элемента, первым входом преобразователя ко"дов и вычитающим входом реверсивногосчетчика, выход второго элемента сравнения соединен с третьим входом ключевого элемента, вторым входом преобразователя кодов и суммирующим входомреверсивного счетчика, выход которогосоединен с первым входом генератораэталонного линейного напряжения, второй вход которого соединен с вторымвыходом ключевого элемента, выходпреобразователя кодов соединен с вторым выходом устройства,На фиг, 1 изображена функциональная схема устройства; на фиг. 2 - диаграммы, поясняющие его работу,Устройство состоит из генератора 1эталонного линейного напряжения, элементов 2 и 3 сравнения, ключевогоэлемента 4, реверсивного счетчика 5и преобразователя 6 кодов,Генератор 1 представляет собойустройство, предназначенное для выработки линейного напряжения, угол наклона которого к оси времени можетбыть различным и определяется содержимым реверсивного счетчика 5. Различной может быть и начальная ордината,с которой начинается линейное напряжение. Начальной ординатой управляетключевой элемент 4, элементы 2 и 3предназначены для получения разностиисходного и образцового напряженияи сравнения ее с заданным допуском.Ключевой элемент 4 предназначен длявыдачи значений отсчетов времени навыход устройства и значений исходногонапряжения в моменты отсчетов на входгенератора 1. Преобразователь б кодов предназначен для преобразования импульсов, поступающих с выходовэлементов 2 и 3 сравнения, в одноразрядный двоичной код и представляет5 9121собой, например, шифратор на два входа с одним выходом. Реверсивный счетчик 5 предназначен для определенияизменения угла наклона эталонного напряжения. 5Устройство работает следующим об-разом.Зафиксированное в один из моментов отсчета значение исходного напряжения О(с) поступает на вход генератора 1 эталонного напряжения, на другой его вход подается содержимое ре"версивного счетчика 5. С выхода генератора 1 снимается линейное напряжение,изменяющееся согласно формуле15Ь) =оИ)+р Вр)(+-;),1=0,1, 1," Ко-где 0(. ) - значение исходного напряжения в точке отсчета; 20К, - содержимое реверсивногосчетчика 5 в момент отсчетазаранее заданный угол.Уравнение (1) является обычным уравнением прямой, проходящей через заданную точку. При достижении эталоннымнапряжением величины 0(т.)-Ь или Ой)-Ьгде Ь - заданный допуск, срабатываетсоответственно элемент 2 сравнения ЗОили 3. При срабатывании любого элемента сравнения с выхода ключевогоЬлемента 1 снимается значение исходного напряжения и момента времени.Импульс с выхода элемента 2 сравнения преобразуется в преобразователе 6кодов в двоичный одноразрядный код"0",. а импульс с выхода элемента 3сравнения - в код "1".На фиг, 2 а показано, что эталонное напряжение в точке совпадает свеличиной О(С)-Ь, при этом значениеисходного напряжения 0( ) отличается от значения прямой и той же точкена величину В. Для того, чтобы аппроксимирующая прямая не выходила запределы допуска, угол наклона ее Кувеличивается. Это выполняется следующим образом. При срабатывании элемента 3 сравнения импульс с его выхода увеличивает содержимое реверсивно"го счетчика 5 на единицу. После передачи содержимого счетчика 5 в генератор 1 угол наклона эталонного напряжения возрастает на величину Ь. В следующий момент отсчета 1+ процессповторяется и содержимое реверсивногосчетчика 5 увеличивается еще на еди"ницу. В точке Цэталонное напряже" 11 Ьние совпадает с величиной 0(т)ФЬ,значение прямой 5(С ) превышает значение О( ) на величинуК Срабатывает элемент 2 сравнения, вследствиечего угол наклона эталонного напряжения уменьшается на величинуТаким образом, в процессе аппроксимации непрерывного сигнала происходит поворот аппроксимирующей прямойв направлении изменения формы исходного сигнала, причем, изменение поворота производится на фиксированныйугол. Последнее обстоятельство и даетвозможность кодировать изменение углов поворота одноразрядными двоичнымикодами.Нафиг. 2 би 2 впоказаны импульсы, снимаемые с выходов элемен"тов 2 и 3 сравнения в соответствиис диаграммой Ь,Значения непрерывного напряженияв точках отсчета восстанавливаютсяна основании уравнения (1) с учетомтого, цто известен угол Г. и О(+)= Я( )-Ь, если в моментсработал элемент 3 сравнения (с выходаустройства был выдан код "1") иО(+,1) = 5( Я+)-ь, если сработал элемент 2 сравнения (с выхода устройства был выдан код "0").На фиг. 2 показана диаграмма,иллюстрирующая процесс восстановления сигнала.Величина угла , от которой вомногом зависит эффективность сжатиядля класса сигналов, обладающих одина"ковыми статическими свойствами, можетбыть подобрана экспериментально,Использование новых элементов ре.версивного счетчика и преобразователякодов позволяет получать выходныесигналы устройства в цифровой форме.При этом сохраняется эффективностьметодов аппроксимации сигнала отрезками прямых линий, Это обстоятельство существенно упрощает дальнейшееиспользование выходных значений устройств сжатия в цифровых системах пе"редачи и обработки информации, т.е.область применения этих устройств расширяется. Например, устройства передачи информации в качестве необходимого элемента включают анапого"цифра"вой преобразователь( АЦП ), предназнаенный для преобразования выходныхсигналов, выдаваемых устройством сжатия, в цифровой код,Применение устройства позволяетисключить АЦП из состава устройствапередачи и ограничитьСя для передачи7 94211 значений исходного напряжения одним двоичным разрядом, тогда как при использовании известных устройств и АЦП количество таких разрядов достигает шести"восьми. 5Учитывая, что на выполнение аналого-цифрового преобразования требуется определанное время, применение предлагаемого устройства приведет к увеличению быстродействия системы пере дачи информации. Формула изобретения13Устройство для сжатия непрерывных сигналов, содержащее генератор эталонного линейного напряжения, выход которого соединен с объединенными первыми входами элементов сравнения, 20 объединенные вторые входы которых .соединены с входом устройства и первым входом ключевого элемента, первый выход которого соединен с первым выходом устройства, о т л и ч а ю щ е - 25 е с я тем, что, с целью расширения области применения устройства, в не" го введены реверсивный счетчик и пре 1 8образователь кодов, выход первогоэлемента сравнения соединен с вторымвходом ключевого элемента, первым входом преобразователя кодов и вычитающим входом реверсивного счетчика,выход второго элемента сравнения со"единен с третьим входом ключевогоэлемента, вторым входом преобразователя кодов и суммирующим входом реверсивного счетчика, выход которогосоединен с первым входом генератораэталонного линейного напряжения, вто.рой вход которого соединен с вторымвыходом ключевого элемента, выходпреобразователя кодов соединен с вторым выходом устройства.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Фремке А.В. Телеизмерение. И.,"Высшая школа", 1975, с. 229-231,2. Мановцев А,П. Основы радиотелеметрии, М., "Энергия", 1973,с. 448-449.Руденко В.В. и Свенсон А,Н.Об адаптивной дискретизации непрерывных сигналов. Сб. статей "Проблемыэлектрометрии". Новосибирск, "Наука",1967, с, 93-98 (прототип),9112111 агенты отсчета гж л оараюг оставитель Н. Бочароваехред 3. Палий Корректор Г. Огарираж Бс е Т но н е щная, ЧПатент" Филиал П Редактор Е. ЛшникоЗаказ ч 818/ИВНИИПИпо д11 ОР осударств лам изобр осква Ж 2 Подпиого комитета СССРний и открытийРаушская наб. д.а еюъюш ааееиав й 8Ужгород, ул, Проек

Смотреть

Заявка

3007691, 24.11.1980

ТАГАНРОГСКИЙ РАДИОТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ИМ. В. Д. КАЛМЫКОВА

ЛУТАЙ ВЛАДИМИР НИКОЛАЕВИЧ

МПК / Метки

МПК: G08C 19/28

Метки: непрерывных, сжатия, сигналов

Опубликовано: 07.07.1982

Код ссылки

<a href="https://patents.su/5-942111-ustrojjstvo-dlya-szhatiya-nepreryvnykh-signalov.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Устройство для сжатия непрерывных сигналов</a>

Похожие патенты