Устройство для сжатия информации

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ ПУБЛИК С 15/06 51) 5 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ ятичныи десигнала, упра литель 10 час 11 количества номера двоичн чик 13 номера 3 з.п. ф-лы,ляемыи оты си ала, счетчик счетчик 12ыборок, о диапа а и счетдесятич ил,о диапа ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР Н А ВТОРСКОмУ СВЙДЕТЕЛЬСТ(56) Авторское свидетельство СССР У 972544, кл. С 08 С 15/06, 1981. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЖАТИЯ ИНФОРМАЦИИ (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для анализа сигналов в радиальном масштабе времени, согласования полосы сигнала с полосой пропускания анализирующей и изме- . рительной аппаратуры. Цель изобретения - повышение надежности устройЯО 1550558 ства и расширение области его применения за счет возможности использования входных сигналов широкого диапазона по частоте. Устройство содержитпреобразователь 1 аналог-код, преобразователь 3 код-аналог, блок 2памяти, формирователь 4 адреса, формирователь 6 управляющего сигнала,ключи 5, 7, синхронизатор 8, управляемый двоичный делитель 9 частоты10 40 Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для анализа сигналов в реальном масштабе времени, согласования полосы сигнала с полосой пропу 5скания анализирующей и измерительнойаппаратуры.Цель изобретения - повышение. надежности устройства и расширениеобласти его применения за счет возможности использования входных сигналов широкого диапазона по частоте.На фиг.1 представлена функциональная схема устройства для сжатия15,информации; на Фиг.2 - схема счетчика количества выборок; на фиг.3 -схема формирователя управляющих сигналов; на Фиг.4 - схема формирователя адреса,Устройство (Фиг.1) содержит преобразователь 1 аналог-код, блок2 памяти, преобразователь 3 код-аналог, формирователь 4 адреса, ,первый ключ 5, Формирователь 6 управляюнацих сигналов, второй ключ 7, синхронизатор 8,управляемый двоичный дели-тель 9 частоты импульсов, управляемыйдесятичный делитель 10 частоты им 1Пульсов, счетчик 11 количества выбо 30рок, счетчик 12 номера двоичного диапазона.и счетчик 13 номера десятичного диапазона.Счетчик 11 количества выборок(фиг,2) содержит первый 14, второй3515 и третий 16 двоично-десятичныеначетчики, счетный триггер 17, элеМент И 18, элемент ИЛИ 19, элементыИ 20-22, инверторы 23 и 24, элементЙ-НЕ 25, элемент ИЛИ 26 и Формирователь 27 импульсов.Формирователь 6 управляющих сигйалов (фиг.3) содержит Формирователь28 прямоугольных импульсов (выполненный, например, на компараторе), формирователь 29 одиночных импульсов,триггеры 30-33 и элемент И 34,Формирователь 4 адреса (фиг.4)содержит формирователь 35 импульсовсброса., счетчики 36 и 37 блок 38150сравнения кодов, элемент ИЛИ 39 и .коммутатор 40.Устройство для сжатия информацииработает следующим образом.Входной периодический сигнал Пхпоступает на преобразователь 1 аналог-код и на формирователь 6. Послезапуска синхронизатора 8 на первомвыходе Формирователя 6 Формируются сигналы разрешения на считываниеинформации из блока 2 памяти поокончании второго периода и до следующего запуска устройства; на втором выходе - на длительность второго периода; на третьем выходе - надлительность первого периода входного сигнала,Таким образом, работа устройстваосуществляется в три этапа. В начале преобразования счетчики 11-13 установлены в нулевое состояние, ауправляемые делители 9 и 10 - с коэффициентом передачи, равным единице,Выходной сигнал с третьего выходаформирователя 6 (первый период) поступает на втором (разрешающий) входсчетчика 11. Выходная опорная частота синхронизатора 8 через управляемыеделители 9 и 10 поступает на первыйвход счетчика 11. Выходная частотасинхронизатора 8 выбирается такой,чтобы при максимальной частоте входного сигнала на вход счетчика 11 поступалоимпульсов. При поступлениина вход счетчика 11 2 Ы импульсов последний переполняется и на вход счетчика 12 поступает импульс. Выходнойкод счетчика 12 изменяется и, следовательно, вдвое изменяется коэффициент передачи управляемого двоичного делителя 9 импульсов, а переполнение счетчика,11 происходит припоступлении на его входимпульсов. После каждого переполнения счетчика 11 поступает импульс на входсчетчика 12. Четвертое переполнениесчетчика 1 1 происходит при поступлении "на вход счетчика 0,25 Ы импульсов. После четвертого входного импульса счетчик 12 и делитель 9 устанавливаются в исходное состояние ина вход счетчика 13 поступает импульс.Выходной код счетчика 13 изменяетсяи, следовательно, в десять раз изменяется коэффициент передачи управляемого делителя 10. По окончании первого периода на вход разрешения счетчика 11 поступает запрет счета им/пульса и состояния счетчиков 12 и13 соответствуют необходимому диапазону преобразования входного сигнала по частоте.Выходные частоты делителей 9 и 10соответственно равны:Ео йой Е550558 51 где Г - опорная частота синхрони-низатора 8;и - состояние счетчика 12;ш - состояние счетчика 13.Таким образом, в течение первого5 периода входного сигнала осуществляется выбор частоты 2 для запускапреобразователя 1 аналог-код и Г, для вывода кода из блока 2 памяти,На втором этапе работы устройства (второй период входного, сигнала) на формирователь 4 адреса и на ключ 7 поступает сигнал разрешения с выхода формирователя 6, С выбранной частотой Г осуществляются запуск преобразователя 1 аналог-код и запись полученных результатов измерений входного сигнала в блок 2 памяти.По окончании второго периода вход ного сигнала блок 2 памяти оказывается заполненным отдо 2 с( выборочными значенияьаа, второй ключ 7 заперт, а первый ключ 5 открывается сигналом разрешения с первого выхода 2 Б формирователя 6. Начинается третий этап работы устройства - считывание информации из блока 2 памяти и ее преобразование в аналоговую форму в .преобразователе 3 код-аналог. Час- З 0 тота Г поступает на тактирование формирователя 4 и преобразователя 3 код-аналог с выхода ключа 5. Количество выборок М за период входного сигнала Бнаходится в диапазоне о( (И 4 2 Ы и равно После прихода на вход двоично-десятичного счетчика 14 количества импульсов, равного 0,25 о(, на выходеэлемента И 22 формируется импульс,который через элемент И 21 и элементИЛИ 19 поступает на выход счетчика 4 11 количества выборок,.а следовательно, на вход. счетчика 12 номерадвоичного диапазона.При этом формирователь 27 импульсов формирует импульс, который черезэлемент ИЛИ 26 устанавливает двоичнодесятичные счетчики 14-16 и счетныйтриггер 17 в исходное состояние. 1 /1 х 2" Г ех 10 где Т- период входного сигнала.Считывание информации происходит непрерывно до следующего запуска устройства. Начало третьего этапа работы означает конец преобразования временного (спектрального) масштаба входного периодического сигнала.Масштаб преобразования по частоте равен: Е вих Г, /И 1 о 2 10К Счетчик количества выборок (фиг.2) работает следующим образом.В исходном состоянии двоично-десятичные счетчики 14-16 и счетный триггер 17 находятся в нулевом состоянии. После прихода на разрешающий вход счетчика количества выборок разрешающего сигнала на счетный вход двоично-десятичного счетчика 14 поступает максимальная частота, а на управляющие входы - нулевой код . Выходная частота синхронизатора 8 выбирается такой, чтобы за минимальныйпериод входного сигнала на счетчик поступило 1 импульсов. При использовании трех двоично-десятичных счетчиков с= 1000, В начальный момент разрешающий сигнал поступает на второй и третий входы элемента И 18. После прихода на вход счетчика 2 Ы им-, пульсов счетный триггер 17 опрокидывается и его выходной импульс через элементы И 18 и ИЛИ 19 поступает на выход, т.е. на вход счетчика 12 номера двоичного диапазона, в результате на его выходе код изменяется и поступает на управляющий вход счетчика 11 количества выборок. Элемент И 18 закрывается, а элемент И 20 открывается. После прихода на вход счетчика 11 количества выборок Ы импульсов на выходе двоично-десятичного счетчика 16 формируется импульс, который через элемент И 20 и элемент ИЛИ 19 поступает на выход.После прихода на вход счетчика 12 номера двоичного диапазона трех импульсов его выходной код закрывает элемент И 20 и открывает элемент И 21. При поступлении четвертого импульса на вход счетчика 12 .номера двоичного диапазона выходной код его равен нулевому коду. Таким образом процесс работы счетчика количества выборок повторяется,Счетчик количества выборок может быть построен на интегральных микросхемах 155 серии.Формирователь управляющих сигналов (фиг.З) работает следующим образом.Входной периодический сигнал поступает на вход формирователя 28, По" сле прихода сигнала запуска с синхро 10 низатора 8 формирователь при помощи триггера 30 цикла приводится в рабочее состояние, При каждом переходе через нуль периодического входного сигнала формирователь 28 Формирует15 прямоугольные импульсы. Формирователь ,29 по каждому Фронту Формирует импульсы, поступающие на счетный вход триггера 31, который делит частоту поступающих импульсов на два. Выход 20 ные сигналы триггера 31 поступают на счетные входы триггеров 32 и 33, Передним фронтом выходного сигнала триггера 31 опрокидывается триггер 32, выход которого соединен с Р-вхо дом триггера 33 и первым входом элемента И 34, при этом на выходе его ,формируется начало сигнала разрешения ,на длительность первого периода входного сигнала "Вых.1". С началом второго периода входного сигнала передним Фронтом триггера 3 1 опрокидывается триггер 33 и передним фронтом инверсного выхода, поступающего на второй вход элемента И 34 Формируется конец сигнала ("Вых.1"). Одновременно передним фронтом прямого выхода триггера 33 начинается формирование сигнала разрешения на длительность второго периода входного сигнала ( Зых.11 ) . По скончаниит4 О второго периода входного сигнала передним Фронтом выходного сигнала триггера 3 1 опрокидываются триггер30 цикла и третий триггер 32 и, слецовательно, заканчивается Формирование сигнала "Вых. 11" и начинается формирование сигнала "Вых.111, который является сигналом разрешения на считывание информа.ции.Формирователь 28 выполнен на ба 50 зе интегральных операционных усилчтелей. Остальные узлы могут быть построены на интегральных цифровых микросхемах 155 серии.Формирователь адреса (Фиг.4) работает следующим образом.На втором этапе работы устройствадля сжатия информации с второго выхода Формирователя 6 управляющих сигналов поступает сигнал разрешения на второй вход формирователя 4 адреса и выходной код счетчика Зб через коммутатор 40 кодов поступает на выход Формирователя 4 адреса.По переднему фронту управляющего сигнала формирователь 35 формирует. импульс, который устанавливает счетчик 36 в нуле- вое состояние. Выходной сигнал формирователя 35 через элемент ИЛИ 39 устанавливает в нулевое состояние счетчик 37. Импульсы запуска на преобразователь 1 аналог-код, поступаюпще с выхода второго ключа 7, подаются также на второй вход Формирователя 4 адреса, и количество их фиксируется счетчиком 36, По окончании сигнала "Вых. 11" формирователя 6 управляющих сигналов коммутатор 40 кодов переключает на вход блока 2 памяти сигналы из счетчика 36, при этом на вход счетчика 36 поступление импульсов прекращается. На вход счетчика 37 поступают импульсы с выхода ключа 5, который открывается сигналом Формирователя 6 управляющих сигналов, В результате на выходе счетчика 37 код последовательно изменяется и из блока 2 памяти выводится код результатов измерений на втором этапе работы устройства для сжатия информации.При равенстве выходных кодов счетчиков 36 и 37 срабатывает блок 38 сравнения кодов и счетчик 37 устанав 1 ивается в нулевое состояние, после чего вывод кода из блока 2 памяти начинается снова с первого адреса.аСчитывание информации происходит непрерывно,цо следующего запуска устройства.Расширение частотного диапазона входного сигнала зависит от выбранного значения опорной частоты синхронизатора 8, емкости счетчика 13. и коэффициента деления управляемого десятичного делителя 10 частоты импульсов.Формула и э о б р е т е н и я1. Устройство для сжатия информации, содержащее преобразователь аналог-код, первый вход которого объединен с первым входом формирователя управляющих сигналов и является входом устройства, выход преобразователяаналог-код соединен с первым входом блока памяти, выход которого соединен с первым входом преобразователя код-аналог, выход которого является выходом устройства, синхронизатор, первый выход которого соединен с вторым входом формирователя управляющих сигналов, первый и второй выходы которого соединены соответственно с первым входом первого ключа и объединенными первыми входами формирователя адреса и второго ключа, выход первого ключа соединен с вторыми входами преобразователя код-аналог и формирователя адреса, выход которого соединен с вторым входом блока памяти, выход второго ключа соединен с вторым входом преобразователя аналог-код и третьим входом формировате- - 20 ля адреса, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности устройства и расширения области его применения за счет возможности Использования входных сигналов широ кого диапазона по частоте, в устройство введены управляемый двоичный делитель частоты импульсов, управляемый десятичный делитель частоты импульсов, счетчик количества выборок, счетчик номера двоичного диапазона, счетчик номера десятичного диапазона, второй выход синхронизатора соединен с первым входом управляемого двоичного делителя частоты импульсов, выход которого соединен с вторым входом первого ключа и первым входом управляемого десятичного делителя частоты импульсов, выход которого соединен с Вторым ВхОдОм Второго клю 40 ча и первым входом счетчика количества выборок, второй вход которого подключен к третьему выходу формирователя управляющих сигналов, выход счетчика количества выборок соединен с первым входом счетчика номера двоФичного диапазона, первый и второй выходы которого соединены соответственно с вторым входом управляемого двоичного делителя частоты импульсов и третьими входами счетчика количества выборок, и первым входом счетчика номера десятичного диапазона, выход которого соединен с вторым входом управляемого десятичного делителя частоты импульсов, вторые55 входы счетчика номера двоичного диапазона и счетчика номера десятично. го диапазона и третьи входы управляемого двоичного делителя частотыимпульсов и управляемого десятичного делителя частоты импульсов объединены и подключены к первому выходу синхронизатора2, Устройство по п.1, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что счетчикколичества выборок выполнен на двоично-десятичных счетчиках, счетномтриггере, элементах И, элементе И-НЕ,элементах ИЛИ, инверторах и формирователе импульсов, выход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, выход которого соединен спервыми входами счетного триггера идвоично-десятичных счетчиков, выходпервого двоично-десятичного счетчикасоединен с вторым входом второго двоично-десятичного счетчика, первый,второй и третий выходы которого соединены соответственно с первым ивторым входами первого Элемента ИЛИи вторым входом третьего двоично. десятичного счетчика, первый и второйвыходы которого соединены соответственно с третьим входом первого элемента И, первым входом второго элемента И и вторым входом счетноготриггера, выход счетного триггера соединен с первым входом триггера элемента И, выход которого соединен спервым входом второго элемента ИЛИ,выход первого элемента И соединен с первым .входом четвертогоэлемента И, выход которого соединенс Вторым входом второго элемента ИЛИи входом формирователя импульсов, Выходы первого и второго инверторов соединены соответственно с вторым и третьим входами третьего элемента И .и через элемент И-НЕ с вторым входом второго элемента И, выход которого соединен с третьим входом второго элемента ИЛИ, выход которого, второй вход первого двоично-десятичного счетчика и второй вход первого элемента ИЛИ являются соответственно выходом,и первым и вторым входами счетчика количества выборок,входы первого и второго инверторов и второй.и третий входы четвертого элемента И соответственно объединены и являются третьими входами счетчика количества выборок. 3. Устройство по п.1 о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что формирователь управляющих сигналов выполненна триггерах, элементе И, формирователе одиночных импульсов и формирователе прямоугольных импульсов, выход которого через формирователь одиночных импульсов соединен с пер 5 вым входом первого триггера, выход которого соединен с первыми входами . второго, третьего и четвертого .триггеров, выход второго триггера соединен с первым входом элемента И и вторым входом третьего триггера, инверсный выход. которого соединен с вторым входом элемента И, инверсный выход четвертого триггера соединен с вторыми входами первого и второго триггеров и третьим входом третьего триггера, прямой выход которого соединен с вторым входом четвер-. того триггера и является вторым выхо О дом формирователя, выход элемента И и прямой выход четвертого триггера являются соответственно первым и 1третьим выходами формирователя, вход формирователя прямоугольных импуль сов и третий вход четвертого триггера являются соответственно первым и вторым входами формирователя. 4. Устройство по п,1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что формирователь адреса выполнен на счетчиках, блоке сравнения, элементе ИЛИ, коммутаторе и формирователе импульсов, выход которого соединен с первыми входами первого счетчика и элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом второго счетчика, выходы счетчиков соединены с одноименными входами коммутатора и блока сравнения, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ, вторые входы первого и второго счетчиков, третий вход коммутатора и вход формирователя импульсов являются соответственно первым, третьим и вторым входами формирователя адреса, выход коммутатора является выходом формирователя адреса.1550558 Составитель Н.Бочароваедактор А.Лежнина Техред А.Кравчук орректор П.Бескид ное при ГКНТ ССС Производственно-издательскии комбинат Патент , г. ,жгород, .уч 1 11У . л Гага ина 1 ОР е Зака ВНИИП 276Государс Тираж 439 Подп нного комитета по изобретениям и о 3035, Москва, Ж, Раушская наб.,крыти д. 4/