Устройство для адаптивной дискретизации

 

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в автоматизированных системах управления технологическими процессами, в системах автоматизации научного эксперимента для съема информации в объеме, необходимом для восстановления сигнала с допустимой погрешностью . Изобретение позволяет увеличить быстродействие устройства для адаптивной дискретизации. Устройство содержит два элемента 1 и 10 задержки, два регистра 2 и 3, три счетчика 4-6 импульсов, центрирующий блок 7, два ключа 8 и 9, два элемента ИЛИ 11 и 12, одновибратор 13, три элемента И 14-16,и RS-триггер. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЩ4АЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (и) (5)) 4 G 08 С 15/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ с., Н Д ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4284538/24-24 .(22) 14.07.87 (46) 15. 12.88. Бюл. У 46 (71) Саратовский политехнический институт (72) P.Н.Каримов, В.Г.Доломанов, А.А.Большаков и И.В.Соловьев (53) 681.3 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 805341, кл. G 06 С 7/02, 1979.

Авторское свидетельство СССР

У 1070566, кл. G 08 С 15/06, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АДАПТИВНОЙ ДИСКРЕТИЗАЦИИ (57) Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в автоматизированных системах управления технологическими процессами, в системах автоматизации научного эксперимента для съема информации в объеме, необходимом для восстановления сигнала с допустимой погрешностью. Изобретение позволяет увеличить быстродействие устройства для адаптивной дискретизации. Устройство содержит два элемента 1 и 10 задержки, два регистра 2 и 3, три счетчика 4-6 импульсов, центрирующий блок 7, два ключа 8 и 9, два элемента ИЛИ 11 и

12, одновибратор 13, три элемента

И 14-16,и RS-триггер. 2 ил.

1444853

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в автоматизированных системах управления технологическими процессами, в системах автоматизации научного эксперимента для съема информации в объеме

1 необходимом для восстановления сигнала с допустимой погрешностью.

Целью изобретения является увеличение быстродействия устройства.

На фиг.1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.2 временные диаграммы его работы.

Устройство содержит первый эле- 15 мент 1 задержки, первый и второй 2 и

3 регистры, первый, второй и третий счетчики 4, 5 и 6 импульсов, центрирующий блок 7, первый и второй ключи 8 и 9, второй элемент 10 задержки,20 первый и второй элементы ИЛИ 11 и 12, одновибратор 13, первый, второй и третий элементы И 14, 15 и 16 и RSтриггер 17.

На фиг.1 позициями 18-20 обозначе-25 ны соответственно информационный, тактовый и установочный входы устройства, позицией 21 — выход устройства.

На фиг.2 обозначены соответствую- ЗО щими индексами: а — тактовые импульсы, б — сигнал на прямом выходе триггера 17; в — сигнал на выходе счетчика 6; г — сигнал на выходе счетчика 4; д — сигнал на выходе счетчика 5; е — сигнал на выходе одновибратора 13; ж — сигнал управления на входе ключа 8; з — сигнал на выходе элемента 1 задержки; и — сигнал, характеризующий состояние регистра 2, 40 его наличие означает, что в регистр 2 переписывается содержимое счетчика 4; к — сигнал, характеризующий состояние регистра 3, его наличие означает, что содержимое регистра 3 переписы- д дается в счетчик 6; л — сигнал на выходе элемента 10 задержки.

Устройство работает следующим образом.

На установочный вход счетчика 4 подается начальное значение времени дискретизации и при нажатии ключа 9 через элемент ИЛИ 12 на вход раздельной установки триггера 17 поступает сигнал, переводящий его в нулевое состояние. При этом с инверсного выхода триггера 17 через элемент 1 задержки поступает сигнал на управляющий вход вычитающего счетчика 6 и регистра 2 задания времени дискретизации, по которому в счетчик 6 переписывается содержимое регистра

3 задания допустимой погрешности, а в регистр 2 через информационный вход из сч тчика 4 — начальное значение времени дискретизации. Далее сигнал выхода элемента 1 через элемент 10 задержки поступает на управляющий вход счетчика 5, второй вход элемента 11 и вход раздельной установки триггера 17 в единицу. В результате счетчик 4 обнуляется, в счетчик 5 из регистра 2 переписывается начальное значение времени дискретизации, а триггер 17 переключается.

В дальнейшем работа устройства складывается из двух независимых параллельных циклов. Первый из них связан собственно с дискретизацией случайного сигнала, а второй — с формированием шага дискретизации по времени, обеспечивающего заданную точность восстановления дискретизируемого сигнала.

Первый цикл состоит в следующем.

При наличии постоянного единичного сигнала с прямого выхода триггера 17 на втором входе элемента И 15 счетчик 5 считывает тактовые импульсы с входа 19, поступающие на первый вход элемента 15, и с его выхода на счетный вход счетчика 5. При обнулении счетчика 5, которое .соответствует моменту истечения заданного времени дискретизации, одновибратор 13 вырабатывает управляющий сигнал, по которому открывается ключ 8 и содержимое регистра 2 вновь переписывается в счетчик 5 времени дискретизации и т.д.

Во время второго цикла счетчик 4 считывает тактовые импульсы с шины

19, поступающие на его счетный вход через первый вход и выход элемента

И 14, при наличии íà его втором входе постоянного единичного сигнала с прямого выхода триггера 17. В это время счетчик 6 фиксирует число пересечений случайного сигнала, предварительно фильтруемого центрирующим блоком 7. При обнулении счетчика 6, что соответствует периоду времени дискретизации, при котором обеспечивается заданная точность восстановления исходного случайного

1444 сигнала, вырабатывается управляющий сигнал, поступающий через элемент

ИЛИ 12 на вход триггера 17 в нуль.

При этом с прямого выхода триггера

17 на второй вход элементов И 14-16 поступает нулевой сигнал, и тем самым запрещается работа счетчиков 4-6.

В это время с инверсного выхода триггера 17 через элемент 1 на управляющий вход счетчика 6, регистра 2 и вход элемента 10 поступает управляющий сигнал, Согласно этому сигналу в счетчик 6 переписывается содержимое регистра 3 задания допустимой по-1g грешности, в регистр 2 переписывается содержимое счетчика 4, представляющее собой новое значение времени дискретизации. Далее с выхода элемента 10 задержки управляющий сиг- 2О нал поступает на управляющий вход, счетчика 4, через второй вход эле мента ИЛИ 11 на управляющий вход счетчика 5 и на вход триггера 17 на единицу. По этому сигналу содержимое 25 счетчика 4 обнуляется, в счетчик 5 переписывается из регистра 2 новое значение времени дискретизации, а регистр 17 переключается вновь. В результате этого на второй вход эле- 3ц ментов И 14-16 поступает единичный постоянный сигнал, и тем самым разрешается работа счетчиков 4-6 и т.д.

С помощью временной диаграммы функционирование устройства в рабочем режиме может быть представлено следующим образом.

Текущее состояние: триггер 17 на-, ходится в единичном состоянии, поэтому счетчики 6, 4, 5 открыты и ра- 4О ботают. Первый цикл работы устройства, связанный с собственно дискретизацией случайного сигнала завершается тем, что в некоторый момент времени А вычитающий счетчик 5 обну- 45 ляется и соответствующий сигнал возбуждает одновибратор 13. Сигнал с его выхода В открывает ключ 8 и инициирует счетчик 5 для записи в него содержимого регистра 2 (интервал CD).

После чего счетчик 5 вновь продолжает свою работу.

Второй цикл, связанный с формированием шага дискретизации по времени, обеспечивающего заданную точность восстановления дискретизируемого сигнала, завершается тем, что в некоторый момент времени Е счетчик 6 обнуляется и соответствующий сигнал, 853 4

J поступающий с его выхода íà R-вход триггера 17 переводит последний в нулевое состояние. При этом нулевой сигнал, поступающий с грямого выхода триггера 17, закрывает счетчики 4-6, а сигнал с инверсного выхода триггера

17 через время Я,, достаточное для закрытия счетчиков 4-6, инициирует работу регистра 2 по записи в него содержимого счетчика 4 и регистра 3 по записи его содержимого в счетчик

6, через время с, достаточное для последних операций, появляется сигнал на выходе элемента 10 задержки, по которому обнуляется счетчик 4, в счетчик 5 записывается содержимое регистра 2, а триггер 17 вновь переводится в единичное состояние и тем самым открывает для работы счетчики

4-6 и т.д.

Регистр 3 задания допустимой погрешности должен содержать значение числа нулей N, соответствующее при заданной частоте тактовых сигналов среднеквадратической погрешности восстановления дискретизированного случайного сигнала при ступенчатой интерполяции, которое определяется следующим образом:

N =б/7 f, где 5 — среднеквадратическая погрешность;

f — частота тактовых импульсов.

При воэможности изменения частоты тактовых импульсов при заданном N величина f вычисляется по формуле

f =б/n ° N

Формул а изобретения

Устройство для адаптивной дискретизации, содержащее первый элемент задержки, первый и второй регистры, три счетчика импульсов, центрирующий блок и первый ключ, выход которого является выходом устройства, вход центрирующего блока и первый вход первого ключа объединены и являются информационным входом устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения быстродействия устройства, в него введены второй ключ, второй элемент задержки, элементы ИЛИ, одновибратор, элементы

14448

Составитель Б.Ходов

Техред N.Õoäàíè÷

Редактор Т.Парфенова

Корректор Н.Король

Заказ 6483/52

Тираж 558 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Проиэйодственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

И и RS-триггер, прямой цыход которого соединен с первыми входами первого, второго и третьего элементов

И, выходы которых соединены со счетными входами одноименных счетчиков импульсов, инвертирующий выход RSтриггера через первый элемент задержки соединен с управляющими входами первого регистра, третьего счет- 1О чика импульсов и с входом второго элемента задержки, выход которого соединен с управляющим входом первого счетчика импульсов, с первым входом первого элемента ИЛИ и с S-входом 15

RS-триггера, выход центрирующего блока соединен с вторым входом третьего элемента И, выход второго регистра соединен с установочным входом третьего счетчика импульсов, 20 выход которого соединен с первым

53 6 входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с К-входом RS-триггера, выход первого счетчика импульсон соединен с информационным входом первого регистра, выход которого соединен с установочным входом второго счетчика импульсов, выход которого через одновибратор соединен с вторыми входами первого ключа и первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с управляющим входом второго счетчика импульсов, вторые входы первого и второго элементов И объединены с входом второго ключа и являются тактовым входом устройства, выход второго ключа соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, устано" вочный вход первого счетчика импульсов является установочным входом устройства.