Адаптивный временной дискретизатор

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

{1Ц1 005301 (61) Дополнительное к авт. свид-ау И 577668 (22) Заявлено 28. 07.. 81 (21) 3327108/18-21 с присоединением заявки РЙ (23) Приоритет (Sl)M. Кд.

Н 03 К 13/02

Гесудлрстаеяквй кенктат

СССР ае делам язабратекий и етармтий

Опубликоаано15.03.83. бюллетень JO 10 (53у УДК 681. .325(088.8) Дата опубликования описания 18.03.83 (72) Автор изобретения

С.П. Орлов

Я - 4 . . с:" . (=-:" " Р 1

Куйбышевский ордена Трудового. Красного назвени-.",::..",-,.--,:. 1 политехнический институт им. В.В. Куйбы ева

1 (7I ) Заявитель (54) АДАПТИВНЫЙ ВРЕМЕННОЙ ДИСКРЕТИЗАТОР

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в системах аналого-цифрового преобразования.

По основному авт. св. Ю 577668 известен адаптивный временной дискре-. тизатор, содержащий первый блок сравнения, запоминающе-вычитающий блок, первый сумматор, блок вычитания, два делителя, блок выделения минимального значения сигнала, генератор пилообразного напряжения, пороговое устройство, блок управления и блок выборки сигнала, первый вход которого ,соединен с первым входом запоминающе-вычитающего блока, выход которого соединен с выходом первого сумматора и входом блока вычитания, выход первого сумматора соединен с первым входом первого делителя, выход которого го подключен к первому входу блока выделения минимального значения сигнала, выход блока вычитания соединен

2 с первым входом второго делителя, выход которого подключен к первому входу блока выделения максимального значения сигнала, второй вход которого соединен с выходом блока управления, вторым входом блока выделения. минимального значения сигнала, вторым входом запоминающе-вычитающего блока, первым входом порогового уст" ройства и входом генератора пилообразного напряжения, выход блока вы" деления минимального значения сигнала соединен с первым входом первого блока сравнения, а вторые входы первого и второго делителей соединены с выходом порогового устройства, второй вход которого подключен к выходу генератора пилообразного напряжения, выход блока выделения максимального значения соединен с вторым входом первого блока сравнения, выход которого соединен с входом блока управления и вторым входом блока выборки сигнала,И.

° 3 10053

На фиг. 1 видно, что в известном устройстве в режиме интерполятора первого порядка отсчет значений входного сигнала y(t) производится в моменты равенства сигналов, определяе.мых углами наклона лучей, проведенных из начально" точки у(о) до пересечения с границами зоны погрешностей

y(t)+ 8 и y(t)-E; это моменты 1 и совпадения лучей ов и on dg и dm, 16

Но, так как отсчеты в эти моменты соответствуют точкам d и h на кривой y(t), то интерполирующие прямые

pd и оЬ выходят за границы зоны допустимых погрешностей. В результате появляется дополнительная погрешность (й. и h2), которая может достигать 503 от основной погрешности !

"„ при дискретизации кривых порядка выше второго. 20

Цель изобретения - повышение точности аппроксимации.

Цель достигается тем, что в адаптивный временной дискретизатор дополнительно введены второй сумматор, 2g ,второй блок сравнения и элемент ИЛИ, первый и второй arоды которого подключены соответственно к выходам первого и второго блоков сравнения, а выход - к входу блока управления, при этом первый и второй входы второго сумматора соединены соответственно с выходами первого и второго делителей, а выход — с вторым входом первого блока сравнения и первым вхозз дом второго блока сравнения, второй вход которого подключен к выл<оду блока выделения максимального значения сигнала.

На фиг. 2 представлена функцио46 нальная схема устройства.

Адаптивный временной дискретизатор содержит блок 1 выборки сигнала, запоминающе-вычитающий блок 2, первый вход которого подключен к первому входу блока 1 и входу дискретизатора, и первый сумматор 3. Вход сумматора 3 подключен к выходу блока 2 и входу блока 4 вычитания. Первые входы делителей 5 и 6 подключены соответственно к выходу сумматора 3 и выходу блока 4, а вторые входы подключены к выходу порогового устройства 7. Выход делителя 5 подключен к одному входу сумматора 8 и первому входу блока 9 выделения минимального значения сигнала. Выход делителя 6 подключен к другому входу суммато01 4 ра 8 и первому входу блока 10 выделе" ния максимального значения сигнала.

Выход сумматора 8 подключен к второму входу блока 11 сравнения и первому входу блока 12 сравнения. Выходы блоков 11 и 12 через элемент

ИЛИ 13 связаны с блоком 14 управления и вторым входом блока 1 ° Блок 14 управления управляет генератором 15 пилообразного напряжения, запоминающе-вычитающим блоком 2, пороговым устройством 7, блоком 9 выделения минимального значения сигнала и блоВ ком 10 выделения максимального значения сигнала.

Устройство работает следующим образом.

В основном режиме дискретизатор работает как интерполятор первого порядка. При постоянном или медленноменяющемся сигнале дискретизатор переводится в режим экстраполятора нулевого порядка.

В начальный момент времени t = 0 по сигналу блока 14 управления в блоке 9 запоминается максимально возможное напряжение, а в блоке 10 - минимальное возможное напряжение, порогоВое устройство 7 устанавливается в исходное состояние, запускается генератор 15, а в запоминающе-вычитающем блоке 2 запоминается начальное значение y(0), Затем дискретизатор работает в режиме интерполятора первого порядка. На выходе запоминающеговычитающего блока 2 образуется разность между текущим значением входного сигнала y(t) и заполненным на чальным значением у(о). В сумматоре 3 эта разность суммируется с заданным значением допустимой погрешности аппроксимации, в блоке 4 вычитания из этой разности вычитается величина Я . В делителях 5 и б происходит деление полученных сигналов на текущее значение времени и на выходе делителя 5 сигнал равен у() - y(0) + Е о . t

I а на выходе делителя б сигнал равен . * ()—

Таким образом, находятся текущие значения о(,.1(t) и Ы2(t) углов наклона лучей, проведенных из точки 0 до пересечения с кривой у() +E и кривой y(t) - K (фиг. 1) .

5 10053

Выходные сигналы делителей 5 и 6 суммируются.в сумматоре 8, сигнал на выходе которого

,) (3О. у3й,, т ,:2М: (У -а) . М.:ЛВ)

t t равен текущему значению угла наклона луча из точки 0 до пересечения с кривой y(t) (фиг. 1) . 16

В блоке 9 выделяется минимальное значение сигнала О . (Луч оа для интервала t.0, t< J, фиг. 1), а в блоке 10 - максймальное значение сигнала

О 2(луч de на интервале 3t, t23. 1%

S блоке 11 сравнения осуществляется сравнение сигналов И и Ы, а в блоке 12 - сравнение сигналов оС и о(, - При равенстве e(.. = Ы, что соответствует совпадению лучей оа и рр ос на фиг; 1, на выходе блока 11 появляется импульс, который через элемент .ИЛИ 13 поступает на блок 14 управления и блок 1 выборки сигнала.

При равенстве о(= d р (совпадение 25 лучей de u dk на фиг, 1} блок 12 вырабатывает импульс через элемент

ИЛИ 13, запускающий блок 14 управления и блок 1 выборки сигнала. В блоке 1 производится отчет значения входЗ11 ного сигнала (точка С или точка Ф на фиг. 1), а блок 14 переводит дискретизатор в исходное состояние.

Таким образом, отсчеты при интерполяции производятся в моменты, когда интерполирующие прямые ос и dk совпадают с лучами оа и de (моменты времени te u tk на фиг. 1). При этом интерполирующие прямые не выходят изЗОны дОпустимых погрешнОстей и пОяв 4О лония дополнительной погрешности аппроксимации исключено. Затеи процесс адаптивной дискретизации повторяется.

В режиме экстраполятора нулевого порядка величина порога ограничения порогового устройства 7 устанавливается в соответствии с величиной динамического диапазона делителей 5 и 6.

При постоянном или медленно меняющемся выходном сигнале выходное напряже50 ние генератора 15 достигает величины поро га о г ран ичения noporoao ro, устройства 7 и с его выхода на вторые входы делителей 5 и 6 поступает напряжение, соответствующее t = 0.

Коэффициент деления делителей становится постоянной величиной, соответствующей нижней границе динамического диапазона делителей. Дискретизатор

01 d работает как экстраполятор нулевого порядка.

Таким образом, в предлагаемом адаптивном временном дискретизаторе аппроксимация производится с более высокой точностью, чем в известном.

Это обусловлено исключением состав" ляющей систематической погрешности, вызванной выходом интерполирующих кривых за границы допустимых погрешностей при методе определения моментов отсчетов s известном устройстве. Повышение точности в предлагаемом. устройстве достигается незначительным усложнением конструкции с использованием блоков, входящих в номенклатуру исходной конструкции.

Уменьшение составляющей систематической погрешности, которая могла достичь 50ь от основной, увеличивает степень сжатия информации при заданной погрешности. Это повышает эффективность использования предлага" емого устройства в аналого-цифровых преобразователях.

Предлагаемый адаптивный временной дискретизатор может найти применение в аналого-цифровых преобразователях многоканальных систем обработки различной информации, например, в системах регистрации результатов на" учных экспериментов, в автоматизи" рованных системах управления технологическими процессами.

Формула изобретения

Адаптивный временной дискретизатор по авт. св. h" 577668, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности аппроксимации, в него дополнительно введены второй сумматор, второй блок сравнения и элемент ИЛИ, первый и второй .входы которого подключены соответственно к выходам первого и второго блоков. сравнения, а выход - к входу блока управления, при этом первый и второй входы второго сумматора соединены соответственно с выходами первого и второго делителей, а выход- свторым входом первого блока сравнения и,первым входом второго блока сравнения, второй вход которого подключен к выходу блока выделения максимального значения сигнала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Авторское свидетельство СССР

h" 577668, кл. H 03 K 13/02, 1976 (прототип).

1005301

ВНИИПИ Заказ 1925/77 ТиРаж 934 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4