Устройство для сокращения избыточности информации

(5) АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ЕЛЬСТВУ КОМУ СВ К АВаааа евай ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельство СССРМ 1425755, кл. О 08 С 19/28, 1987,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОКРАЩЕНИЯ ИЗБЫТОЧНОСТИ ИНФОРМАЦИИ(57) Устройство для сокращения избыточностиинформации относится к информационно-измерительной технике, может использоваться вадаптивных телеметрических системах. Цельизобретения - повышение информативностиустройства (путем обеспечения выдачи разностного сигнала между значениями текущего ипредшествующего существенных отсчетов измеряемого параметра), Сущность изобретения Изобретение относится к информационно-измерительной технике, может использоваться в адаптивных телеметрических. системах.Известно устройство для сокращения избыточности информации, содержащее блоксравнения, состоящий из элемента сравнения и порогового элемента, формировательмодели сигнала, состоящий из элемента памяти, двух ключей и элемент задержки, блокуправления, состоящий из двух триггеров,двух элементов И, двух элементов задержки,формирователя импульсов, и ключ, которыесоответствующим образом соединены междусобой,Устройство имеет узкие фун кциональные возможности, так как обеспечивает выдачу только полного значения существенных отсчетов измеряемого параметра. состоит в том, что дополнительно введены: формирователь знака разностного сигнала, элемент задержки, формирователь модели разностного сигнала между значениями текущего и предшествующего существенных отсчетов измеряемого параметра, ключ и , элемент И. В результате появляется возможность передачи не вСей величины измеряемого параметра, а только абсолютной величины ее приращения и знака приращения, Это, в свою очередь, обеспечит возможность либо увеличить скорость передачи информации за счет сокращения объема передаваемых сигналов, либо увеличить точность измерения величины параметра за счет увеличения разрядности информационной посылки, 4 з,п.ф-лы, 6 фиг. Известно устройстводля сокращения избыточности информации, содержащее блок сравнения, состоящий из элемента сравнения и порогового элемента, формирователь модели (полного) сигнала, выполненный на элементе памяти, первом и втором ключах и элементе задержки, блок управления, выполненный на первом и втором триггерах, первом, втором и третьем элементах И, первом и втором элементах задержки, формирователе импульсов, элементе ИЛИ, и ключ, которые соответствующим образом соединены между собой,Устройство имеет узкие функциональные возможности, так как обеспечивают выдачу только полного значения существенных отсчетов измеряемого параметра,Цель изобретения - повышение информативности устройства путем обеспечения выдачи разностного сигнала между значе5 10 20 25 30 35 40 50 ниями текущего существенного отсчета и предшествующего существенного отсчета измеряемого параметра.Поставленная цель достигается тем, что в устройстве дополнительно введены формирователь знака разностного сигнала, первый и второй входы которого подключены соответственно к первому входу устройства и первому выходу формирователя модели полного сигнала, третий вход формирователя знака разностного сигнала обьединен с входом элемента задержки и подключен к первому выходу формирователя модели разностного сигнала, первый и второй входы которого подключены соответственно к второму выходу блока сравнения и второму выходу блока управления, второй выход формирователя модели разностного сигнала соединен с сигнальным входом второго ключа, управляющий вход которого обьединен с первым входом элемента И и подключен к первому выходу блока управления, второй вход элемента И подключен к выходу формирователя знака разностного сигнала, а выходы элемента задержки, второго ключа и элемента И соединены соответственно с вторым входом формирователя модели полного сигнала, четвертым и пятьм выходами устройства,Формирователь знака разностного сигнала содержит элемент сравнения, первый . и второй входы которого подключены соответственно к первому и второму входам формирователя знака разностного сигнала, . выход элемента сравнения соединен с объединенными вторыми входами первого и второго элементов И, первые входы которых обьединены и подключены к третьему входу фоомирователя знака разностного сигнала, выходы первого и второго элементов И соединены соответственно с первым и вторым входами триггера, выход которого соединен с выходом формирователя знака разностного сигнала.На фиг. 1 приведена структурная схема предлагаемого устройства для сокращения избыточности информации; на фиг. 2 - функциональная схема блока сравнения; на фиг, 3 - функциональная схема формирователя модели полного сигнала; на фиг, 4 - функциональная схема блока управления; на фиг, 5 - . функциональная схема формирователя знака разностного сигнала; на фиг. б - функциональная схема формирователя модели разностного сигнала,Устройство (фиг. 1) для сокращения избыточности информации содержит блок 1 сравнения, первый вход которого обьединен с первым входом формирователя 2 модели полного сигнала и является первым входом устройства, второй вход блока 1 сравнения обьединен с сигнальным входом первого 3 ключа и подключен к первому выходу формирователя 2 модели полного сигнала, второй выход которого соединен с первым входом блока 4 управления и является первым выходом устройства, второй вход блока управления подключен к первому выходу блока 1 сравнения, третий и четвертый входы блока 4 управления являются соответственно вторым и третьим входами устройства, первый выход блока 4 управления соединен с управляющим входом первого 3 ключа и является вторым выходом устройства, выход ключа 3 является третьим выходом устройства, и формирователь 5 знака разностного сигнала, первый и второй входы которого подключены соответственно к первому входу устройства и первому выходу формирователя 2 модели полного сигнала, третий вход формирователя 5 знака разносного сигнала объединен с входом элемента б задержки и подключен к первому выходу формирователя 7 модели разностного сигнала, первый и второй входы которого подключены соответственно к второму выходу блока 1 сравнения и второму выходу блока 4 управления, второй выход формирователя 7. модели разностного сигнала соединен с сигнальным входом второго 8 ключа, управляющий вход которого обьединен с первым входом элемента И 9 и. подключен к первому выходу блока 4 управления, второй вход элемента И 9 подключен к выходу формирователя 5 знака разностного сигнала, а выходы элемента 6 задержки, второго 8 ключа и элемента И 9 соединены соответственно со вторым входом формирователя 2 модели полного сигнала, четвертым и пятым выходами устройства Блок 1 сравнения (фиг, 2) содержит элемент 10 сравнения, первый и второй входы которого соединены соответственно с первым и вторым входами блока, выход элемента 10 сравнения соединен с вторым выходом блока и входом порогового элемента 11, выход которого соединен с первым выходом блока.Формирователь 2 модели полного сигнала содержит элемент 12 памяти, элемент 13 задержки, первый 14 и второй 15 ключи, выход первого 14 ключа соединен с входом элемента 12 памяти, первый выход которого соединен с первым входом второго 15 ключа, выход которого соединен с шиной нулевого потенциала, выход элемента 13 задержки соединен с первым входом первого 14 ключа, второй выход элемента 12 памяти и выход элемента 13 задержки соединены соответственно с первым и вторым выходами формирователя модели полного сигнала, объединенные вход элемента 13 задержки и второй вход второго 15 ключа соединены с вторым входом формирователя модели полного сигнала, второй вход первого 14 ключа соединен с первым входом формирователя модели полного сигнала.Блок 4 управления (фиг. 4) содержит триггеры 16 и 17, элементы И 18 - 20, элементы 21 и 22 задержки, формирователь 23 импульсов и элемент ИЛИ 24,. выход первого 21 элемента задержки соединен с первым входом первого 16 триггера, первый выход которого соединен с первым входом первого 18 элемента И, второй выход первого 16 триггера соединен с первыми входами второго 19 и третьего 20 элементов И, выход второго 22 элемента задержки соединен с вторым входом первого 16 триггера и первым входом второго 17 триггера, выход которого соединен с вторыми входами второго 19 и третьего 20 элементов И, выход второго 19 элемента И соединен через формирователь 23 импульсов с первым входом элемента ИЛИ 24, выход третьего 20 элемента И соединен с вторым входом элемента ИЛИ 24, выход которого соединен с вторым входом второго 17 триггера и вторым выходом блока управления, выход первого 18 элемента И соединен с первым выходом блока управления и входом первого 21 элемента задержки, вход второго 22 элемента задержки, третий вход второго 19 элемента И, второй вход первого 18 элемента И и третий вход третьего 20 элемента И соединены соответственно с первым, вторым, четвертым и третьим входами блока управления,Формирователь 7 знака разностного сигнала (фиг, 5) содержит элемент 25 сравнения, первый и второй входы которого подключены соответственно к первому и второму входам формирователя знака разностного сигнала, выход элемента сравнения с объединенными первыми входами первого 26 и второго 27 элементов И, вторые входы которых объединены и подключены к третьему входу формирователя знака разностного сигнала, выходы первого 26 и второго 27 элементов И соединены соответственно с первым и вторым входами триггера 28, выход которого соединен с выходом формирователя знака разностного сигнала.Формирователь 7 модели разностного сигнала (фиг. 6) содержит элемент 29 памя- ти, элемент 30 задержкй, первый 31 и второй 32 ключи, выход первого 31 ключа соединен с входом элемента 29 памяти, первый выход которого соединен с первым входом входом второго 32 ключа, выход55 После сброса элемента 29 памяти.с выхода элемента 30 задержки на управляющии вход ключа 31 поступает импульс, который открывает ключ 31, и информация о текущем значении разности значений измеряемого параметра и последнего пере 1020253035 404550 которого соединен с шиной нулевого потенциала, выход элемента 30 задержки соединен с первым входом первого 31 ключа, второй выход элемента 29 памяти и выход элемента 30 задержки соединены. соответственно с первым и вторым выходами формирователя модели разностного сигнала, обьединенные вход элемента 30 задержки и второй вход второго 32 ключа соединены с вторым входом формирователя модели разностного сигнала, второй вход первого 31 ключа соединен с первым входом формирователя модели разностного сигнала,Устройство для сокращения избыточности информации работает следующим образом,Сигнал (а) от датчика поступает на информацйонный первый вход устройства (на первый вход элемента 10 сравнения, информационный вхОд ключа 14 и первый входэлемента 25 сравнения), На второй вход элемента 10 сравнения и второй вход элемента26 сравнения поступает сигнал с выхода элемента 12 памяти. Сигнал с выхода элемента 12 памяти имеет уровень, соответствующий уровню последнего переданного существенного отсчета измеряемого параметра, При несовпадении уровней сигналов с выхода датчиков и выхода элемента 12памяти элемент 10 сравнения выдает сигналнесовпадения, При достижении сигналом с выхода элемента 10 сравнения величины, превышающей порог срабатывания порогового 11 элемента(порог срабатывания устанавливается исходя из требуемой погрешности апроксимации измеряемого сигнала), последний выдает сигнал (в), который, пройдя через элемент И 19, поступает на вход формирователя 23 импульсов. Последний по переднему фронту сигнала высокого уровня, поступившего на его вход, формирует импульс, который через элемент ИЛИ 24 поступает на вход триггера 17; управляющий вход(г) ключа 32 и вход элемента 30 задержки, При поступлении импульсана вход триггера 17 на его выходе устанавливается нулевой потенциал, обеспечивающий запрещение прохождения сигнала с выхода блока 1 через элемент И 19, При поступлении импульса на управляющий вход ключа 32 последний открывается и элемент 29 памяти через ключ 32 сбрасывается (например, конденсатор памяти разряжается).10 15 20 25 30 35 40 50 данного существенного отсчета измеряемого параметра записывается в элемент 29 памяти (конденсатор памяти через открытый ключ 31 заряжается до текущего значения сигнала действующего на сигнальном входе ключа 31). Одновременно импульс с , выхода (д) элемента 30 задержки поступает на вход элемента 6 задеркки и первые входы.элементов И 26 и 27, На вторые входы элементов И 26 и 27 поступает сигнал с выхода элемента 25 сравнения. Сигнал с выхода элемента 25 имеет высокий уровень, если уровень сигнала на первом (а) входе элемента 25 больше уровня сигнала на втором (б) входе элемента 25. Б противном случае сигнал с выхода элемента 25 сравнения имеет низкий (нулевой) уровень, При высоком уровне сигнала на первых входах элементов И 26 и 27 импульс (д), поступивший на вторые входы элементов.И 26 и 27, проходит через элемент И 26. При нулевом уровне сигнала на пеовых входах элементов И 26 и 27 импульс (д), поступивший на вторые входы элементов И 26 и 27, проходит через элемент И 27, Импульс с выхода элемента И 26 устанавливает триггер 28 в "единичное" состояние(нэ выходе(е) триггера 28 устанавливается высокий потенциал, свидетельствующий, что уровень сигнала (а) больше сигнала (б) - знак "+" (плюс) разностного сигнала (ж) с выхода элемента памяти 29). Импульс с выхода элемента И 27 устэнавливэет триггер 28 в "нулевое" состояние (на выходе (е) триггера 28 устанавливается нулевой потенциал. свидетельствующий, что уровень сигнала (а) не больше сигнала (б) - знак "-" (минус) разностного сигнала (ж) с выхода элемента памяти 29).При поступлении импульса с выхода элеме.та 6 задержки на управляющий вход ключа 15 последний открывается и элемент 12 памяти через ключ 15 сбрасывается (например, конденсатор памяти разряжается),После сброса элемента 12 памяти с выхода элемента 13 заджержки на,управляющий вход ключа 14 поступает импульс, который открывает ключ 14, и информация о текущем значении параметра записывается в элемент 12 памяти (конденсатор памяти через открытый ключ 14 заряжается до текущего значения измеряемого сигнала), Одновременно импульс с выхода (а) элемента 13 задержки поступает на первый выход устройства (выдается команда окончания интервала дискретизации) и на вход элемента 22 задержки, Импульс с выхода элемента 22 задеркки поступает на входы триггеров 16 и 17, Триггер 17 возвращается в исходное состояние, а триггер 16 опрокидывается, и на его выходе, соединенном с входом злемента И 19, устанавливается нулевой потенциал, тем самым запрещается прохождение сигнала от блока 1 через элемент И 19 до тех пор, пока значение нового существенного отсчета (польсй сигнал или (и) разностный сигнал) не считано из устройства), Одновременно на выходе триггера 16, соединенном с входом элемента И 18, устанавливается высокий потенциал, который разрешает прохождение тактовых управляющих импульсов через элемент И 18, Первый тактовый импульс, поступивший на вход (и) элемента И 18 после опрокидывания триггера 16, проходит через элемент И 18 и поступает на вход элемента 21 задержки, управляющие входы ключей 3 и 8, первый вход элемента И 9 и второй выход(к) устройства.(признак считывания информации су. щественного отсчета), Ключи 3 и 8 открываются и сигналы с выхода элементов 12 и 29 памяти соответственно выдаются на третий (л) и четвертый (м) выходы устройства, одновременно с выхода элемента И 9 и пятый (н) выход устройства выдается знак разностного сигнала (м).Тактовый импульс с выхода элемента И 18, пройдя через элемент 21 задержки, устанавливает триггер 16 в исходное состояние,После этого цикл работы устройства повторяется,При необходимости получения от устройства дополнительных выборок измеряе-. мого сигнала на третий вход (о) элемента И 20 подают импульс опроса, После прохождения импульса опроса с выхода элемента И 20 через элемент ИЛИ 24 работа устройства аналогична, как после прохождения импульса с выхода формирователя 23 через элемент ИЛИ 24,Изменяя частоту импульсов опроса, подаваемых на третий вход(о) устройства, можно регулировать частоту опроса измеряемого параметра, Максимальная возможная частота полученных выбороксоответствуетчастоте тактовых импульсов, поступающих на четвер-. тый вход (и).устройства.Как видно из приведенного выше описания устройства для сокращения избыточности информации, его существенные отличия обеспечивают достижение цели изобретения - повышение информативности устройства. путем обеспечения выдачи разностного сигнала между значениями существенныхх отсчетов, текущего и предшествующего, измеряемого параметра.Экономический эффект может быть получен от использования предлагаемого технического решения в связи с увеличением скорости передачи информации или повышением точности измерения параметров телеметрируемых объектов, что позволит со- дом формирователя модели полного"сйгнакратить время, повысить качество проведе- ла, третий вход объединен с вхоДОм"злбменния исследований и испытаний объектов, та задержки и подключен кпервому"выходу сократить их количество при требуемой до- формирователя модели раэносгногб сйгйастоверности полученных результатов. 5 ла, первый и второй входы которогоподклюФормула изобретения чены соответственно к второму выходу 1. Устройство для сокращения избыточ- блока сравнения и второму выходу блока ности информации, содержащее блок срав- управления, второй выход.формирователя нения, первый вход которого объединен с моделиразностногосигйайасоединенссигпервцм входом формирователя модели пол нальным входом второгоключа, управляю- ного сигнала и является первым входом ус- щий вход которого объединен с первым тройства, второй вход блока сравнения входом элемента И и подключен к первому объединен с сигнальным входом первого выходу блока управления, второй вход элеключа и подключен к первому выходу фор- мента И соединен с выходом формироватемирователя модели полного сигнала, вто ля знакаразностного сигнала, выход рой выход которого соединен с первым элемента задержки соединен с вторым вховходом блока управления и является пер- дом Формирователя модели полного сигнавымвыходомустройства, второй входблока ла, выходы элемента И и второго ключа управления подключен к первому выходу являются соответственно четвертым и пяблока сравнения, первый выход блока уп тым выходамиустройства.равления соединен с управляющим входом 2. Устройство по и 1, отл и ч э ю щ е епервого ключа и является вторым выходом с я тем, что Формирователь знака раэностустройства, выход первого ключа является ного сигнала содержит элемент сравнения, третьим выходом устройства, третий вход первый и второй элементы И и триггер, перблока управления является вторым входом 25 вый и второй входы элемента сравнения яв. устройства, четвертый вход блока управле- ляются соответственно первым и вторым ния является третьим входом устройства, входами формирователя.знака разностногоо т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью сигнала; третий вход которого подключен к повышения информативности устройства, объединенным первым входам первого и в него введены формирователь зйака раэ второго элемейтов И, вторые входы которых .ностното сигйала, элемент И, элемент эа- . соединены с выходом элемента сравнения, держки и второй ключ, формирователь выходы первого и второго элементов И подмодели разностного сигнала, первйй входключены соответствейно к первому и второ- формирователя знака разностного сигйала му входам триггера, выход которого объединен с первым входом блока сравне является выходом формирователя знака . ния, второй вход соединен с первымвцхо- раэностного сигнала.1751801 Фиг Составитель Е.КапиносРедактор А,Долинич Техред М.Моргентал Корректор Т,ПалиИ льский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 водств из аз 2694 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС113035, Москва, Ж; Раушская наб., 4/5