Мультиплицированная измерительная система

 

МУЛЬТИПЛИЦИРОВАННАЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА, содержащая N компараторов , выходы которых соединены с входами элемента ИЛИ, вторые входы подключены к выходу общего блока уравновешивания , состоящего из последовательно соединенных генератора тактовых и мпульсЪ в, счетчика и цифроаналогового преобразователя, а первые входы - к входным г на лам, от л и Ч а ю щ а я с я тем, что, с целью обеспечения сжатия информации при сохранении быстродействия, в нее введены генератор базисных функций, m+l вычитающих сумматоров и т+1 накапливающих сумматоров, причем управляющие входы генератора базисных функций подключены к выходам компараторов, а его выходы - к входам .вычитающих сумматоров , выходы которых соединены с входами накапливающих сумматоров, i СО при этом управляющие входы вычитающих Сумматоров подключены к выходу элемента ИЛИ, а управляющие входы накап1Лйвающих сумматоров соединены с выхо; дом генератора тактовых импульсов.

„,SU„„ t 026302 А

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

3(SO H 0 К 13/20

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ..1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ I

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТБУ. У (21) 3404368/18.-21 . - . новешивания, состоящего из последова-. (22) 07.01.82 . тельно соединенных генератора такто(46) 30.06,83. 6юл. N 24 . вых импульсов, счетчика и цифроанало(72) А.В. Апыхтин и В.А. Трушин . гового преобразователя, а первые вхо(71) Новосибирский электротехнический . ды - к входным сигналам, о т л иинститут ч .а ю щ а я. с я тем, что, с целью (53) 681 374,3(088.8) . обеспечения сжатия информации при со.В хранении быстродействия, в. нее вве(56),1. Авторское свидетельство СССР дены генератор базисных функций, в+1

1т 450157, кл..Н 03 К 13/02, 1970; вычитающих сумматоров-и m+1.накапли2. Диконский 10.À. и др, Анализ. : вающих сумматоров, причем управляющие. способов получения адресной информа-. входы генератора базисных функций ции в МИС. Межвузовский сборник науч- подключены к выходам компараторов, а ных трудов "Контрольные измерительные, его выходы. " к входам,вычитающих сумсистемй". Новосибирск, вып. 1, 1/76. маторов, выходы которых соединены с входами накапливающих сумматоров, (54)(57) МУЛЬТИПЛИЦИРОВАННАЯ ИЗМЕРИ- при этом управляющие входы вычитающих Е

ТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА, содержащая и компа- . сумматоров подключены к выходу,элераторов, выходы которых соединены с мента ИЛИ, а управляющие. входы накапвходами элемента ИЛИ, вторые входы :ливающих сумматоров соединены с выхо- С подключены к выходу общего блока урав- . дом генератора тактовых импульсов.

Х

4 1026

Изобретение относится k контрольноизмерительной технике и может быть ис.пользовано для сжатия информации при измерении и обработке совокупности входных величин, являющихся функцией пространственной координаты.

Известно устройство, содержащее Й компараторов, элемент ИЛИ, общий блок уравновешивания, включающий .цифро." аналоговый преобразователь (ЦАП), 10 счетчик, генератор тактовых импульсов (ГТИ), причем одни из входов компараторов соединены с выходом ЦАП, а вы-. ходы подключены к и входам элемента ИЛИ I1 j, .15

Устройство используется для измерения совокупности И входных величин, характеризуется высоким быстродейст". вием и получило название "мультиплицированная измерИтельная система" (ИИС). .Однако при работе в, комплексе с устройствами, обрабатывающими резуль-. таты измерения, большой объем выходной информации ИИС кодов значений из- 25 меряемых величин и М кодов соответст. вующих им номеров каналов требует очень большой объем памяти обрабв" тывающих устройств при жестких требо. ваниях к скорости ввода информации..

Одним иэ возможных путей, устранения этого недостатка является уменьшение объема выходной информации, ее сжа-. тие, . Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является аппроксимирующее измерительное уст.ройство, в котором функция пространст", венной координаты аппроксимируется многочленом степени п по результатам измерения и «входных величин. Выходной информацией данного устройства яв" ляются коды m+1 значений коэффициен"" та аппроксимирующего многочлена, а степень m многочлена меньше числа входных величин N. Устройство содер" жит соединенные последовательно коммутатор И аналоговых сигналов, генератор базисных функций (ортогональных полиномов) и вычислительнов устройство. Для получения а+1 .значений коэффициентов необходимо й(а+1):цик-. лов работы устройства, что обусловливает его ниэкое быстродействие (2.1.

Недостатком данного устройства яв-. ляется отсутствие возможности сжатия 55 ..информации.

Цель изобретения - обеспечение воз" можности сжатия информации при сохра302 2 кении.быстродействия путем реализации алгоритма аппроксимации совокупности М входных величин (функции пространственной координаты) многочленом степени m за время развертывающего уравновешивания.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее Й ком- . параторов, выходы которых соединены с входами элемента ИЛИ, вторые входы подключены к выходу общего блока уравновешивания, состоящего.из последовательно соединенных генератора тактовых импульсов (ГТИ), счетчика и ЦАП, а первые входы - к входным сигналам, введены генератор базисных

-функций, йн.1 вычитающих сумматоров и а+1 накапливающих сумматоров, лричемуправляющие входы генератора базисных функций подключены к выходам компараторов, а его выходы - к входам ! вычитающих сумматоров, выходы кото рых соединены с входами накапливающих сумматоров, при этом управляющие входы вычитающих сумматоров подключены к выходу элемента ИЛИ, а управляющие входы накапливающих сумматоров соединены с выходом ГТ.

Предлагаемое устроиство реализует аппроксимацию функции пространственнбй координаты,. заданной совокупностью Й входных величин, многочленом степенй m, чем достигается уменьшение объема выходкой .информации.

На чертеже приведена функциональная схема устройства..

Устройство содержит Й компараторов

1"1-1-И, и входовой логический эле"

:мент ИЛИ 2, общий блок уравновешивания состоящий из ГТИ 3, счетчика 4 и ЦАП 5; генератор 6 базисных функций; m+1 вычитающих сумматоров

7- 1-7-(W1); пн-1 накапливающих сумматоров 8-1-8-(а+1), причем. выходы компараторов. соединены с М входовым логическим элементом ИЛИ 2 и управляющими входами генератора 6 базисных функций, первые входы являются входа,ми. системы, Вторые входы объединены и подключены к выходу ЦАП 5, входы которого соединены с выходами счетчи- . ка 4, вход которого подключен к выходу ГТИ 3, при этом выходы генера тора 6 базисных функций соединены с

:;входами вычитающих сумматоров 7-1 7-(пн-1), выходы которых подключены к входам накапливающих сумматоров

8-1"8"(пн-1), входы которых соединены с выходом ГТИ 3, а управляющие входы

3 1,1026)02

4 сумматоров 7-1-7-(m+1) с выходом выхода этого компаратора приходит уп-, элемента ИЛИ 2.. равляющий сигнал на генератор 6 и на

Генератор 6 базисных функций может его входах выставляется код значебыть выполнен, например, в виде ПЗУ, ния Р, в соответствующей номеру комв котором хранятся значения базисных > паратора точке интервала. Так как функций в точках пространственного произошло срабатывание компаратора, интервала, а управляющими входами ге- то на выходе элемента ИЛИ 2, à знанератора 6 базисных функций являются, чит и на управляющем входе вычитаю.адресные входы ПЗУ. Элементной базой щего сумматора 7-k появится сигнал, ПЗУ могут быть микросхемы любых серий,10 по которому из содержимого сумматонапример 556РТ4 (5, 6). Сумматоры ра 7-М вычитается значение Р

7-1-7-(m+1) и 8-1-8-(в+.1) также могут . В начале цикла измерения в сумбыть реализованы на микросхемах, на- матор 7-k из .генератора 6 функций запример 155ИМ3 (К155ИМ3). носится код суммы

Прежде чем приступить к описанию 15 5;1 = Р1 „+Р 1c2 +...+Р,.+. ° .+Р „„ работы устройства, заметим, что функ- а в накапливающий сумматор 8-k зацию, заданную N значениями на прост- носится нулевой код ранственном интервале можно аппрокр

= 0

1< симировать полиномом степени m. На первом такте уравновешивания, .-. Я (Р ) = 20 если не сработал ни один. компаратор, = ЬоРо+Ь. Р +.. +4 Pg...+b Рп, (1) . содержимое 7-k и 8"k равно где Ь - коэффициенты аппроксимации, . S = Р .1+Р +...+Р) +...+Р 1,1х) определяемые по формуле(2); . Z : = =Р1 „+Р +...+Р„„. +...+Р,х1.

P1 - базисные ортональные полиномы, выбираемые заранее; 2 . На втором такте, если не произошk = 0.1...m; ло срабатывание компаратора

m - степень аппроксимирующего S =P +Py+. ° .+Рк + ° . +Р сй полинома, Е =2Р„ „+2Р1,2+...+2Р1„.+...+2Р1,1

Задача аппроксимации состоит в оты- и так.далее, до срабатывания какогоскании .значений коэффициентов .b .

30 либо компаратора. Допустим, что сраПринцип действия устройства сво- .. ботавшим оказался 1-й компаратор и дится к реализации алгоритма типа это произошло на j -м такте, тогда

"и теграла свертки" g -) Рк +jP<2+ ° +jp + +jp ф, 1<1 2 . 1с) fN

К= Р Х Р1,2Х2+ .+ 4 = +Р + ° ° .+Р (- „)+ . (;.„)+ ° ° ° +Р

+Р . Х*...+Р,,.1Х1.,1 (2) На j+1 такте где b - искомый коэффициент разло35

К () ) К 4 ) К2 жения при k-и базисном полк- (j+1) Pg(i-e)+jPgi+4+1) y(i+1)+ номе; +(3+1) Р КМ

Р .- значение k-го базисного по- y=P+ + g2+ 1с(1-1) К(1+1) линома в i -й точке прост- + ФЙ

40 Х- - знч ранственного интервала; Т.е. слагаемое P в Е б

- значение аппроксимируемой изменяется. Заметим, что номер такта . функции в I-é точке интер" уравновешивания ), на котором срабо" вала, т.е. 1-я входная вели-.-,тал 11-й компаратор, соответствует

Ъ чина .

4 значению Входнои вюличины В 1м ка

1...N; нале

Й - число входных величин. jP „- X P

Работа устройства и и пол чении при получении Описанный процесс продолжается до кода значения одного из коэффициентов тех пор, пока не сработают все компаЬ,„ происходит следующим образом, раторы. В этот момент содержимое 7-k

На каждом такте уравновешивания, .и 8-k равно если при этом не сработал ни один .. 5 = 0 иомоаратор, содержимое сумматора 7-k . fk Х„Р „+Х Р +...+X P .+...+Х Р не меняется, а в сумматоре 8-)с происходит сложение его предыдущего со- и сутжма держимого с содержимым сумматора 7-Ка 5 ., = Ь

Если произошло срабатывание како1(1с

В других сумматорах параллельно го-либо компаратора, то в сумматоре происходит получение кодов b ...b

8-k также и оисхо ит роисходит сложение, а с и на последнем такте уравновешивамФ кодов 0 ° ° FFt

1026302

Составитель С. Морозов ..

Редактор А. Ворович Техред О.Неце, . Корректор О. Тигор

Ф

Тираж 936 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д 4/5

Заказ 4576/49

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 в сумматорах 8" 1 - 8-(m+1) устанавливаются все m+1 кодов Ь, Уменьшение объема выходной инфор-l мации зависит от отношения „ т.е. от числа входных величин и и степени аппроксимирующего многочлена m. Степень а зависит от вида входной функции, выбора базисных функций, желательной„ погрешности устройства. Отношение — eq многих случаях может достигать десятки раз ° Например, при числе каналов Н 512 .и аппроксимации функции полиномом десятой степени (в - 10) можно уменьшить объем информации приблизительно в 50 раз.

Общее быстродействие МИС не снижается, поскольку вновь вводимые узлы представляют собой цифровые блоки с более высоким по сравнению с аналоговой . частью .устройства быстродействием,