Устройство для определения экстремумов непрерывного сигнала генератора
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭКСТРЕМУМОВ НЕПРЕРЫВНОГО СИГНАЛАГЕНЕРАТОРА , содержащее регистры текущего , предыдущего и существенных отсчетов, блок сравнения, триггер управления, ключевой элемент, причем информационный вход устройства соединен с входом регистра текущего отсчета, выход которого соединен с первым входом блока сравнения и входом регистра предыдущего отсчета, выход которого подключен к второму входу блока сравнения, выход регистра существенных отсчетов соединен с первым входом ключевого элемента, выход которого является выходом уст-, ройства, отличающееся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости к периодическим помет хам, в него введены три дополнитель-ных блока сравнения, четыре элемента И, элемент или, четыре дополнительных триггера, два сдвиговых регистра , два мультиплексора и И дополнительных регистров, соединенных, последовательно, причем выход первого дополнительного регистра соединен с первьоми входами первого, второго и третьего дополнительных блоков сравнения, выходы 1-ых дополнительных регистров, где i 2, 3, ... N, подключены к информационным входам мультиплексоров, выход N-го дополнительного регистра соединен с входом регистра существенных отсчеTOBi вход первого дополнительного регистра соединен с выходом регистра предыдущего отсчета и вторым вхо дом первого дополнительного (пока сравнения, выходы которого подключены к первым входам первого и второго элементов П, к вторым входам которых подключены выходы блока сравнения, выходи первого и второго элементов И соединены с входами установки в единичное состояние соответственно первого и второго дополнительных триггеров, входы установки в нулевое состояние которых подключены к первым выходам соответственно второго и третьего дополнительных блоков сравнения, выходы первого и второго дополнительных триггеров соединены с вторыми входами (Л соответственно второго и третьего дополнительных блоков сравнения и информационными входами соответственно первого и второго сдвиговых регистров, управляющие входы которых роединены с вторыми выходами соответственно второго и третьего дополнительных блоков сравнения, а выходы - с управляющими входами со ел ответственно первого и второго мультиплексоров, выходы которых I соединены с третьими входами соотtsD СЛ ветственно второго и третьего дополнительных блоков сравнения, выходы иден.тификаторов сдвиговых 00 регистров соединены с входами установки в единичное состояние третьего и четвертого дополнительных триггеров, выходы которых подключены к первым входам соответственно третьего и четвертого элементов И, выходы которых через элемент ИЛИ соединены с вторым входом ключевого элемента и входом установки ,в единичное состояние триггера Iуправления, выходы которого соединены с вторыми входами третьего и четвертого элементов и.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
3(Я) 0 06 Р 7/06
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ:
К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВЪГ регистра соединен с выходом регистра предыдущего отсчета и вторым входом первого дополнительного пока сравнения, выходы которого подключены к первым входам первого и второго элементов It, к вторым входам которых подключены выходы блока сравнения, выходы первого и второго элементов И соединены с входами установки в единичное состояние соответственно первого и второго дополнительных триггеров, входы установки в нулевое состояние которых подключены к первым выходам соответственно второго и третьего дополнительных блоков сравнения, выходы первого и второго дополнительных триггеров соединены с вторыми входами соответственно второго и третьего дополнительных блоков сравнения и информационными входами соответственно первого и второго сдвиговых регистров,. управляющие входы которых соединены с вторыми выходами соответственно второго и третьего до полнительных блоков сравнения, а выходы - с управляющими входами соответственно первого и второго мультиплексоров, выходы которых 1 соединены с третьими входами соответственно второго и третьего дополнительных блоков сравнения, выходы идентификаторов сдвиговых регистров соединены с входами установки в единичное состояние третьего и четвертого дополнительных триггеров, выходы которых подключены к первым входам соответственно третьего и четвертого элементов
И, выходы которых через элемент
ИЛИ соединены с вторым входом ключевого элемента и входом установки в единичное состояние триггера
,управления, выходы которого соединены с вторыми входами третьего и четвертого элементов It.
Ql
Ю
М
QO (21 ) 3510502/18-24 (22) 11.11.82. (46 ). 23. 02. 84. Бюл. М 7 (72 ) В. В. Камынов и В. П. Игнатович (53 ) 621 . 374. 33(088. 8 ) (56) 1 . АвторскоЕ свидетельство. СССР
,Р 729613, кл. G 08 С 15/06, 1978.
2. Авторское свидетельство СССР
Р 739614, кл. G 08 С 15/06, 1978 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ
ЭКСТРЕИУМОВ НЕПРЕРЫВНОГО СИГНАЛАГЕНЕРАТОРА, содержащее регистры текущего, предыдущего и существенных отсчетов, блок сравнения, триггер управления, ключевой элемент, причем информационный вход устройства соединен с входом регистра текущего отсчета, выход которого соединен с первым входом блока сравнения и входом регистра предыдущего отсчета, выход которого подключен к второму входу блока сравнения, выход регистра существенных отсчетов соединен с первым входом ключевого элемента, выход которого является выходом устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости к периодическим поме хам, в него введены три дополнитель- ных блока сравнения, четыре элемента И, элемент ИЛИ, четыре дополнительных триггера, два сдвиговых региотра, два мультиплексора и N дополнительных регистров, соединенных последовательно, причем выход первого дополнительного регистра соединен с первая входами первого, второго и третьего дополнительных блоков сравнения, выходы i-ых дополнительных регистров, где i = 2, 3, N, подключены к информационным входам мультиплексоров, выход Ь.-ro дополнительного регистра соединен с входом регистра существенных отсчетов вхоп первого дополнительного,.SU„„1075258 А
1075258
Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в системах обработки сигнала излучения квантового генератора.
Известно устройство для сжатия информации, содержащее блок памяти, блок сравнения, блок ключей, блок временных интервалов, блок определения знака приращения 1 .
Недостатком этого устройства является низкая помехозащищенность как от одиночных, так и периодических помех.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является устройство для сокращения избыточности дискретных сигналов, которое содержит блок сравнения, регистр существенных отсчетов, задатчик точности аппроксимации, ключевой элемент, второй регистр, регистр текущего отсчета, третий регистр, регистр последующего отсчета, триггер управления и задатчик допустимой апертуры, при этом информационный вход устРойства соединен с первым входом ре гистра текущего отсчета, выходы которого соединены соответственно с первым входоМ блока сравнения и первым входом регистра предыдущего отсчета, первым выходом соединенным с вторым входом блока сравнения, третий,.четвертый и пятый входы бло. ка сравнения соединены соответст венно с выходами задатчика допустимой апертуры и задатчика точности аппроксимации и выходом регистра существенных отсчетов, первый вход которого объединен с первым входом триггера управления и соединен с первым выходом блока сравнения, второй выход блока сравнения соединен с вторым входом регистра предыдущего отсчета, и первым входом . ключевого элемента, второй вход которого объединен с вторым входом регистра существенных отсчетов и подключен к второму выходу регистра предыдущего отсчета, а выход ключе-. вого элемента соединен с выходом устройства, вход синхроимпульсов устройства соединен с вторыми входами регистра текущего отсчета и триггера управления, выходы которо« го соединены с входами задатчика допустимой апертуры и задатчика точности аппроксимации f2). .В системах, работающих с сигналами квантовых генераторов, используется метод обработки этих сигналов, основанный на выделении всех имеющихся .в сигнале (импульсе) вершин и впадин и дальнейшей обработки полученной информации. Вершины и впадины импульса квантового генератора необходимо определять на фоне стохастических по амплитуде и час- тоте помех. Известное устройство не позволяет надежно определить вершины и впадины импульса квантового. генератора при наличии периодичес5 кой помехи, так как для выявления вершин и впадин требуется произвести подбор d"-величины, характеризующей допустимое изменение текущего измерения по отношению к пре10 дыдущему, и -величины, задающей точность аппроксимации с учетом амплитуды и частоты накладываемой помехи. Поскольку характеристики помехи являются величинами динамичес15 кими и случайными, то подобный подбор весьма сложен, а ошибки в подборе ведут либо к выдаче ложной (избыточной) информации, либо к пропуску существенных отсчетов.
20 Целью изобретения является повышение надежности работы устройства путем повышения помехоустойчивости к периодическим помехам.
Поставленная цель достигается 5 тем, что в устройство для определения экстремумов непрерывного сигнала генератора, содержащее регистры текущего, предыдущего и существенных отсчетов, блок сравнения, триггер управления, ключевой элемент, З0 причем информационный вход устройства соединен с входом регистра текущего отсчета, выход которого соединен с первым входогл блока сравнения .и входом регистра предыдущего отсчеЗ5 та, выход которого подключен к второму входу блока сравнения, выход регистра существенных отсчетов соединен с первым входом ключевого элемента, .выход которого является
40 выходом устройства, введены три дополнительных блока сравнения, четыре элемента И, элемент ИЛИ, четыре дополнительных триггера, два сдвиговых регистра, два мультиплексора и
45 N дополнительных регистров, соединенных последовательно, причем выход первого дополнительного регистра соединен с первыми входами первого, второго и третьего дополнитель50 х блоков .сравнения, выходы i-ых дополнительных регистров, где
2, Э, ..., N, подключены к инфор. мационным входам мультиплексоров, - выход N-ro дополнительного регистра
55 coenHHeH c axopoM Регистра существенных отсчетов, вход первого дополнительного регистра соединен с выхо(цом Регистра предыдущего отсчета и вторым входом первого дополнитель,ного блока сравнения, выходы кото60 рого подключены к первым входам первого и второго элементов И, к вторым входам которых подключены выходы блока сравнения, выходы пер вого и второго элементов И соедй65 иены с входами установки в единич1075258 ное состояние соответственно первого и второго дополнительйых триггеров, входы установки в нулевое состояние которых подключены к первым выходам соответственно второго и третьего дополнительных блоков сравнения, выходы первого и второго дополнительных триггеров соединены с вторыми входами соответственно второго и третьего дополнительных блоков сравнения и информационными входами соответственно первого и второго сдвиговых регистров, управляющие входы которых соединены с вторыми выходами соответственно второго и третьего дополнительных блоков сравнения, а выходы - с управ- . ляющими входами соответственно первого и второго мультиплексоров, выхрды которых соединены с третьими входами соответственно второго и третьего дополнительных блоков сравнения, выходы идентификаторов сдвиговых регистров соединены с входами установки в единичное состояние третьего и четвертого дополнительных триггеров, выходы которых подключены к первым входам соответственно третьего и четвертого элементов И, выходы которых через элемент
ИЛИ соединены с вторым входом ключевого .элемента и входом установки в единичное состояние триггера управления, выходы которого соединены с втоРыми входами третьего и четвертого элементов _#_.
Указанная совокупность элементов и связей позволяет повысить надежность работы устройства путем повы-. шения помехоустойчивости и устранения избыточности информации за счет выделения и идентификации возможных вершин и впадин импульса лазера и их последующей сортировки с целью выделения последовательности максимальная вершина, минималь-. ная впадина, максимальная вершина и т.д., характерной для сигналов квантового генератора.
На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого устройства на фиг. 2 и 3 — временные диаграмма, поясняющие принцип работы предлагаемого устройства.
Предлагаемое устройство содержит регистры 1-3, текущего, предыдущего . и существенных отсчетов, блоки 4-7 сравнения, ключевой элемент 8, триг-. геры 9-13, элементы И 14-17, элемент ИЗИ 18, сдвиговые регистры 19 и 20, мультиплексоры 21 и 22, дополнительные регистры 23-28, вход
29 и выход 30 устройства.
В качестве -блоков 4-7 сравнения в йрактических схемах можно исполь- збвать микросхему 134СП1.
Предлагаемое устройство работает следфацим образом.
Х ®> Х, В исходном состоянии триггеры
9-12 находятся s нулевом состоянии, триггер 13 — в единичном состоянии на выходе 1 (для определения вершины сигнала ), дополнительный ре5:гистр 23 и сдвиговые регистры 19 и 20 обнулены. При поступлении на вход 29 устройства последователь+ ности отсчетов происходит продвиже.,ние ранее поступивших отсчетов с
10 регистров 1 на регистр 2, далее на
:дополнительный регистр 29 и т.д. до
:регистра 3.
После. записи на регистр 1 текущего огсчета блоками 4 и 5 сравне 5 ния и элементами И 14 и 15 осуществляется проверка выполнения нера;венств
Х„СХ > Х2 (1)
Х„> Х < Х1 (2)
20 где Х вЂ” отсчет, находящийся на ре-. гистре 1;
Х - .отсчет, находящийся на регистре 2;
Х 3- отсчет, находящийся на дополнительном регистре 23. При выполнении неравенства (1) на выходах 1 блоков 4 и 5 сравнения устанавливаются единичные сигналы, вызывающие появление единичного сигнала на выходе элемента И 14. При выполнении неравенства (2) на выходах 2 блоков 4 и 5 сравнения уста навливаются единичные сигналы, вызываюшие появление единичного сигнаЗ ла на выходе элемента И 15.
Сигналы с выходов элементов И 14 и 15 записываются соответственно в триггер 9 и в триггер 10, а отсчет с регистра 2 - на регистр 23 при пос.
40 туплении на вход 29 следукщего ozcчета.
Единичный сигнал на выходе элемента И 14 является идентификатором вершины, а единичный сигнал на выхо45 де элемента И 15 - идентификатором впадины.
При записи на триггеры 9 и 10 единичных сигналов с выходов элементов И 14 и 15, единичный сигнал на
50 выходе триггера включает по входу (вход 3) соответственйо блок 6 сравнения или блок 7 сравнения, Блок б(7) сравнения сравнивает отсчет, находящийся на дополнительном регистре 23, поступающий на вход 1 с отсчетом на вход 2. Отсчет на вход
:2 блоков сравнения 6(7) поступает с выхода мультиплексора 21 (22) и .определяется состоянием сдвигового регистра 19(20) в соответствии с ;табл. 1.
В блоке 6 сравнения поступающего на его входы (вход 1 и вход 2) отсчеты проверяются на выполнение неравенства
65. (3 .
1075258
Состояние сдвигового Отсчет на выходе мульти- Отсчет на выходе мультирегистра 19 (20) плексора 21 плексора 22
0000...0
0000...0
1000...0
0100...0
0010...0
00010..0
1111.. . 1
Отсчет с регистра 24
Отсчет с регистра 24
Отсчет с регистра 25
Отсчет с регистра 26 регистра 25 с
Отсчет с
Отсчет с регистра 26
Отсчет с регистра 27
Отсчет с регистра 28
Отсчет с регистра 27
Отсчет с регистра 28
0000 ° . ° 1
° где Х, - отсчет с выхода мульти2 плексора 21.
При выполнении неравенства (23) на выходе (выход 1) вырабатывается сигнал, по которому обнуляется сдвиговый регистр 19, а при невыпол нении неравенства (.3) на выходе 2. вырабатывается сигнал, по которому триггер 9 устанавливается в нулевое положение.
В блоке 7 сравнения отсчеты проверяются на выполнение неравенства, Х23 < Х22 (4) где Х вЂ” отсчет с выхода мульти22 плексора 22.
При выполнении неравенства (4) на выходе (выход 1) вырабатывается сигнал, по которому обнуляется сдвиговый регистр 20, а при невыполнении неравенства (4) - сигнал, по которому триггер 10 устанавли-, вается в нулевое состояние.
Таким образом, в зависимости от результата сравнения отсчет поступает на регистр 24 с регистра 23 либо с единичным идентификатором, либо с нулевым на сдвиговых регист«рах 19 и 20.
По мере поступления следующих отсчетов отсчет с регистра 24 проходит до регистра 3, а его идентификаторы — по разрядам сдвиговых регистров 19 и 20 до выхода 2, участвуя в сравнении с вновь поступившими и идентифицированными отсчетами,и сохраняет или теряет свой идентификатор вершины или впадины. В случае, если записанный на .регистр
3 отсчет сопровождается единичным сигналом (идентификатором) на триггер 11, записанным с выхода 2 сдви- гового регистра 19, то этот единичный сигнал через элемент П 16 и элемент ИЛИ 18 включает ключевой элемент 8 и отсчет, соответствующий вершине, проходит на выход 30 устройства, а также переключает триггер 13 в единичное состояние на выход 2, что подготавливает выдачу на вход 30 устройства отсчета, соответствующего впадине. После этого первый отсчет, поступивший на регистр 3, имеющий сопровождающий
5 единичный сигнал на выходе триггера 12, проходит на выход 30 устройства, как отсчет, соответствующий впадине Исследуемого сигнала.
Пример обработки двух сигналов
30 (фиг. 2 и 3), отличающихся амплитудой и частотой периодической помеХИ.
Состояние триггеров 9 и 10, разрядов сдвиговых регистров 19 и 20 и триггеров 11 и 12 сведено в табл. 2 (для сигнала на фиг. 2) и в табл. 3 (для сигнала на фиг. 3).
Номера отсчетов в таблицах и на фигурах соответствуют записи отсчета на дополнительном регистре 23, Таким образом, введение в устройство новых элементов и связей выгодно отличает предлагаемое устройство от известного более высокой надежностью определения экстремальных отсчетов (вершин и впадин) в сигнале квантового генератора à условиях периодических помех, что достигается определением экстремального отсчета из ряда отсчетов, предварительно выбираемых в соответствии с формулами (1) и (2).
Кроме того, применение предлагаемого устройства не требует предварительной оценки уровня помехи и установки в устройстве соответствующих пороговых величин, что значительно повышает оперативность распознавания сигнала квантового генератора.
По сравнению с базовым устройством предлагаемое устройство имеет более высокую степень сжатия информации об исследуемом сигнале кван45 тового генератора, выдавая на выход только экстремальные отсчеты вершин и впадин.
Т а б л и ц а 1
: 1075258.Таблица 2
Состояние разрядов сдвиговых регистров
19 или 20
Состояние триггеров 11 или 13
Состояние триггера
Отсчет
О/О
О/О Триггер 13 находится в единичном состоя нии по выходу 1 1/0
О/О
О/1
О/О
1/О
1/О
0/©
8, 1/О
9 О/1
1/О
О/1
©о
О/ф
©О
О/®
0/О О/О
О/О О/О
О/1 m/О
1/О О/1
О/О
О/О
О /О
О/О
О/О
О/О
О/О
О/О
О/1 0/0 0/0.
О/1 О/1 О/О 0/О О/О
О/О О/О
О/О 1/О.16
О/О
О/1 Происходит выдача отсче0/0 та 13 на выход 30, и триггер 30 устанавливаетет ся в цоложение вьйсод 1=1
О/О
О/0
20 и т.д.
1 р 2 р 3 р 4 р 5 р
0/0 О/О О/О О/О О/О
О/О О/0 0/О . . О/О О/О
1/О О/О . О/О О/0 О/О
О/1 ©О О/О О/О О/О
1/О О/1 О/О О/О 0/0
О/О фУО О/1 О/О 0/О
1/0 О/О О/О O/1 0/0
\. О/О ©/0 0/0 О/О О/1
1,0 0,0 . 0/0 О/О О/О
О/1 1/О О/О О/О 0/О
0/О О/1 1/О О/О
О/1 О/0 О/0 1/О
О/Î 0/1 О/00 0/0 1/О
1/0 О/0 0/0 0/О 0/1
О/О 1/О О/О О/О О/О
О/О О/О 1/О О/О О/О
О/О Происходит сравнение соО/О держимого регистров 23 и
О/О 25 (отсчетов 2 и 4 ) на максиÎ/О мум:идентификатор во 2 разряде сдвнгового регистра обнуляется (отсчет
2, отсчет 4), в дальнейшем через©обозначен обнуляемый, идентификатор
О/О
О/1 Выдача отсчета с регистра 3 на выход 30 не происходит, так как триггер 13 находится в состоянии выхо0/0 .да 2 ф .
О/О
О/0 Происходит выда
О/О ча отсчета 10 на выход 30, и триггер 30 устанавливается в .положеО/О ние выход: .2-g
1075258
»
0i0
0i0
1i0
0,0
0,1
ОрО
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
Oi0
О О 01 фО
10 ОО
L= Е0,0
0,0
O O
0,0
0,0
0,0
1 О 0,0 0,0
0i0
0i0
О,О 00 O,О
0iO
1,0
0,0.,1 О 00 О О 0 О ъЕ»«»«Е»»»ЕЕ
«4)„о
«Е»
О О
0,0
0,0
13
0,0
0,0
1,0 0,,0
0,0
0,0
0,1
0,0
0,0
0,0
0,0 15
1,0
0,0
0,0
1,0
0,0
0 1
©,О
0,0
0,0
0,0
0i0
О,ф ф,оо
1,0 0,0
0i1
0,0
0,0
0,0
0,0
0,1 OiO
0 0 1i0
0,0 0i0 0,1
1,0
0,1
0,0
0,0
0,0
1,0
0,0
0,О
0,0
0,0 0,0
Состояние
Отсчет триггеров
9и10
Ь
Состояние разрядов сдвиговых регистров 19 и 20
1р ..2р Зр 4р 5 р
0,0 0,0 0,0 0,0 0,0
1,0 0,0 Oi0 0,0
0,1 1,0 0,0 0,0
00 01 10 0,0
10 00 00 Oii
0,0 О,О 1,0 0,0 Оi0
0,0 1,0 0,0 0,0
0,1 0,0 1,0 0,0 0,0
0,0 0,0 0,1 0,0
01 ОО 00. Оф
0,1 О О 0,0 0,0
0,0 .0,1 0,0 0,0! -Таблица 3
«»«»«
Состояние триггеров
11 и 12
0,1 Выдача отсчета 3 на вход 30 не происходит, так как триггер 13 устанаа ливается в положение выход 2=0
0,0
1,0 На выход 30 выдается отсчет 11, и триггер 30 устанав.ливается в положение выход 2 1
0i0
0,1 На выход 30 выдается отсчет 17, и триггер 30 устанавливается в поло-. жение выход Х= 1075258
1075258
ИМГ
Составитель Е. Иванова
Техред Т. Фанта Корректор A. Тяско
Редактор P. Цицика
Заказ 499/42 Тираж 699 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
