Адаптивный временной дискретизатор

 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может использоваться для адаптивной временной дискретизации в телеметрических системах . Изобретение позволяет повысить информативность дискретизатора. Дискретизатор реализует апертурный метод сжатия данных с использованием интерполяции первого порядка. Дискретизатор содержит блок 1 памяти, вычитатели 2-4, функциональный генератор 5, цифроаналоговые преобразователи 6-8, пиковые детекторы 9, 10, компараторы И, 12, элемент ИЛИ 13, элемент И 14 и триггер 15. 2 з.п. ф-лы, 4 нл. с (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

Ш4 С 08 С 19/28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H А ВТОРСНОМЪ/ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4165164/24-24 (22) 22.12.86 (46) 07.06.88. Бюл. В 2 1 (71) Научно-производственное объединение по радиоэлектронной медицинской аппаратуре (72) Э.M.Âèòåíáåðã, Б.M.Олифер, А.Г.Тищенко и П.Ю.фардыга (53) 621.398 (088.8) (56) Авдеев Б.Я., Антонюк Е.M. и др.

Адаптивные телеизмерительные системы./Под ред. А.В.Фремке. Л.: Энергоиздат, 1981, с. 45, рис. 2.12.

Авторское свидетельство СССР . Ф 1267460, кл. G .08 С 19/28, 1985.

„„SU„„.I 401500 А1 (54) АДАПТИВНЫЙ ВРЕИЕННОИ ДИСКРЕТИЗАТОР (57) Изобретение относится к электроизмерительной технике и может использоваться для адаптивной временной дискретизации в телеметрических системах. Изобретение позволяет повысить информативность дискретиэатора. Дискретиэатор реализует апертурный метод сжатия данных с использованием интерполяции первого порядка. Дискретизатор содержит блок 1 памяти, вычитатели 2-4, функциональный генератор 5, цифроаналоговые преобразователи 6-8, пиковые детекторы 9, 10, компараторы 11, 12, элемент ИЛИ 13, элемент И 14 и триггер 15, 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

1401500

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может исполь", эваться в телеметрических системах, где требуется сжатие передаваемой ин5 фо рм ации.

Цель изобретения — повьппение информативности дискретизатора.

На фиг. 1 представлена структурная схема адаптивного временного дискретизатора, на фиг.2 — функциональная схема функционального генератора, на фиг. 3 — функциональная схема пикового детектора на фиг.4 — график, поясняющий метод сжатия. 15

Адаптивный временной дискретизатор содержит (фиг.1) блок 1 памяти, первый 2, третий 3 и второй 4 вычитатели, функциональный генератор 5, первый 6, третий 7 и второй 8 цифроана- 20 логовые преобразователи, первый 9 и второй 10 пиковые детекторы, первый

11 и второй 12 компараторы, элемент

ИЛИ 13, элемент И 14 и триггер 15.

Функциональный генератор содержит 25 (фиг. 2) генератор 16 импульсов, делитель 17 частоты, первый 18, второй

19 и третий 20 счетчики импульсов, I блок . 21 сравнения и регистр 22 сдвига. 30

Пиковый детектор содержит первый

23 и второй 24 операционные усилители, выпрямитель (диод) 25, ключ 26, накопитель (конденсатор) 27 и шину

28 нулевого потенциала. 35

Дискретизатор работает следующим о 6 разом.

Пусть в момент времени с на выходе элемента ИЛИ 13 формируется им- 40 пульс, устанавливающий триггер 15 в единичное состояние. Этим же импульсом гене ра тор 5 устанав лив ае тся в исходное состояние, в блоке 1 запоминается мгновенное значение входно- 45 го сигнала V(t, ). Начиная с этого момента времени на выходах вычита— телей 2-4 формируются сигналы где E, - напряжение, поступающее на третьи входы вычитателей 2-4,5 равное предельно допустимому значению погрешности линейной интерполяции исходного сигнала по сжатым отсчетам.

Эти сигналы поступают на аналоговые входы (входы опорного напряжения) цифроаналоговых преобразователей 6-8, на цифровые входы которых поступает сигнал с выхода функционального генератора 5.

Функциональный генератор 5 работает следующим образом (фиг.2). Импульсом с выхода элемента ИЛИ 13 в счетчике 18 -устанавливается значение единицы, импульсы с выхода генератора

16 с частотой следования fg поступают на делитель 17 частоты с коэффициентом деления К и на счетчик 19. В блоке 21 сравниваются кодовые значения М, первого 18 и N второго 19 счетчиков. В момент их равенства импульс с выхода блока 21 устанавливает счетчик 19 в нулевое состояние.

Эти импульсы подсчитываются в счетчике 20 (N >), их частота следования

f = f /N,. Через интервал времени

Т вЂ” " К /f в счетчике 20 устанавливается значение N>(Т)=Т ° f ÊII/N<. Ото рицательным фронтом импульса с выхода делителя 17 это значение записывается в регистр 22 (N» ), счетчик

20 обнуляется. При поступлении очередного положительного импульса с выхода делителя 17 состояние счетчика 18 увеличивается на единицу, частота f уменьшается, следовательно, уменьшается N (2Т). Поскольку кодовое значение И„(t) со временем линейно возрастает, то с точностью до младшего разряда можно записать

Н, (t) =t/2T; отсюда получаем: и к,(r) = — +

Таким образом, в регистре 22 через каждый временной интервал, равный 2Т, фиксируется кодовое значение, обратно пропорциональное времени.

В цифроаналоговых преобразователях 6-8 происходит умножение анаJIOI OBblX CHI HBJIoB Uq (С), U (t) Б1 (t) на кодовые значения N « (t).

Выходные сигналы преобразователей 6-8 равны:

U(t)-U(t )+ Е

"цм +

U(t) -U(c )

"й п

1401500

U (t) (с)=К U(t) U(t ) Е г

t где К =2 K о

Пусть в момент времени, + (фиг.4) на втором выходе функционального генератора 5 формируется положительный импульс, который, проходя через элемент И 14, устанавливает триггер 15 в нулевое состояние. До этого момента высокий потенциал, поступающий с выхода триггера

15, удерживал ключи 26 пиковых детекторов 9 и 10 в замкнутом состоянии, конденсаторы 27 были заряжены до уровня входных сигналов, т.е.

П,„an> (ti+dt) Upgang (t + ). При переходе триггера 15 в нулевое состояние ключи 2б размыкаются и блоки

9 и 10 начинают работать как обычные пиковые де те к торы, причем де тектор 9 определяет минимальное значение напряжения Uganda (t), а детектор

10 — максимальное значение напряжения U anq(t) на временном интервале (t,+ät ð tip(Q .

Таким образом, начиная с момента времени t;+ bt, на выходах преобразователей 6-8 формируются сигналы,мгновенные значения которых пропорциональны наклонам S+(t), S(t), S(t) отрезков прямых, проведенных через последний. существенный отсчет U(t., ), и текущие значения сигналов U(t)+8;

U(t); lJ(t)- g (фиг.4). Предположим, что в момент времени t в пиковом

% детекторе 10 зафиксировалось максимальное значение Б (t ) =Б „. ВыФ ходные сигналы пиковых детекторов

9 и 10 сравниваются с текущим значением V„an (t) =S(t) . Условия срабатывания компараторов 11 и 12 следую е: Б() S„„„S(t)6 Sмакс *

В момент времени t (ôèã, 4), когда S(t;Ä )=S „„„на выходе компаратора 12 формируется импульс, который поступает через элемент ИЛИ 13 на выход дискретизатора. С этого момента работа устройства повторяется.

При восстановлении исходного сигнала по существенным отсчетам U(t; ), Ц(С;, ) погрешность аппроксимации не превышает и достигает максимальноФ

ro значения в момент времени t

Таким образом, дискретизатор реализует апертурный метод сжатия данных с использованием интерполяции первого порядка, за счет чего обеспечивается повышение информативности дискретизатора

Формула из обре тения.

1. Адаптивный временной дискрети затор, содержащий вычитатели, первые входы которых объединены и являются информационными входами дискретизато10 ра, элемент ИЛИ, выход которого соединен с первым входом триггера, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения информативности дискретизатора, в него введены блок памяти, цифроаналоговые преобразователи, пиковые детекторы, компараторы, элемент И и функциональный генератор, информационный вход блока памяти подключен к информационному входу дис20 кретизатора, выход блока памяти соединен с вторыми входами вычитателей, третьи входы первого и второго вычитателей объединены и являются установочным входом дискретизатора, выходы вычитателей соединены с первыми входами одноименных цифроаналоговых преобразователей, выходы первого и второго цифроаналоговых преобразователей соединены с информационными

ЗО ° входами соответственно первого и второго пиковых детекторов, выходы которых соединены с первыми входами соответственно первого и второго компараторов, выход третьего цифроаналогового преобразователя соединен с вторыми входами первого и второго компараторов, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами элемента ИЛИ, управляющий вход

40 бло ка памяти и вход функцион ально го генератора объединены и подключены к выходу элемента ИЛИ, первые выходы функционального генератора подключены к одноименным вторым входом пер45 вого, второго и третьего цифроаналоговых преобразователей, второй выход функционального генератора соединен с первым входом элемента И, выход которого соединен с вторым входом триггера, выход триггера соединен с управляющими входами первого, второго пиковых детекторов и вторым входом элемента И, выход элемента ИЛИ является выходом дискретизатора.

2. Дискретизатор по п. 1, о т л и55 ч а ю шийся тем, что функциональный генератор содержит генератор импульсов, делитель. частоты, счетчики, блок сравнения и регистр, выход

1401500 генератора импульсов соединен с входом делителя частоты и счетным входом первого счетчика, выходы первого и второго счетчиков соединены соответственно с одноименными первыми и вторыми входами блока сравнения, выход которого соединен с установочным входом первого счетчика и счетным входом третьего счетчика, выход третьего счетчика соединен с информационным входом регистра, установочный вход второго счетчика является входом функционального генератора, выходы регистра являются первыми выходами функционального гене,ратора, выход делителя частоты соединен со счетным входом второго счетчика, установочным входом третьего счетчика, управляющим входом регистра и является вторым выходом функционального генератора.

3. Дискретизатор по и. 1, о тл и ч а ю шийся тем, что пиковый детектор содержит операционные усилители, выпрямитель, ключ, накопитель и шину нулевого потенциала, выход первого операционного усилителя соединен с информационным входом ключа и входом выпрямителя, выходы

1О ключа и выпрямителя объединены и подключены непосредственно к первому входу второго операционного усилителя и через накопитель к шине нулевого потенциала, первый вход первого

15 операционного усилителя и управляющий вход ключа являются соответственно информационным и управляющим входами пикового детектора, выход второго операционного усилителя сое20 динен с вторыми входами операционных усилителей и является выходом пикового детектора.

Составитель М. Никуленков

Редактор Н.Тупица Техред M.Дидык Корректор М. Поко

Заказ 2788/49 Тираж 558 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4