Адаптивный аналого-цифровой преобразователь частотно- модулированных сигналов

 

О П И С А Н И Е (ii) 443479

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Своа Соватакнх

Социалиотнчеакнх

Раоиублнк

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 04.07.72 (21) 1804315/26-9 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 15.09.74. Бюллетень № 34

Дата опубликования описания 09.04.75 (51) М. Кл. Н 03k 13 20

Государственный комитет

Совета Мннмстров СССР ло делам изобретений н открытий (53) УДК 681.325(088.8) (72) Авторы изобретения

Г. Ф. Болилый, Г. Д. Тавужнянский, В. П. Шилов, Б. Е. Житомирский, Д. А. Мельников и О. В. Туданов

Одесский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт (71) Заявитель (54) АДАПТИВНЫЙ АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

ЧАСТОТНО-МОДУЛИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ

Изобретение относится к области п реобразования и кодирования информации.

Известны устройства для аналого-цифрового преобразования частотно-модулированных сигналов, содержащие генератор эталонных временных интервалов, схемы совпадения, счетчик импульсов.

В известных устройствах использована равномерная временная дискретизация функции, атредставленной в виде частотно-модули рован- 1р ного сигнала. При этом на всем диа пазоне изменения аргумента интервал между отсчетами неизменен. Величина этого интервала выбирается на основе априо рных сведений о характере изменения сигнала. 15

Характеристики реально квантуемого сигнала могут отклоняться от априорных таким об разом, что при использовании равномерных отсчетов возникает значительная избыточ- 2р ность этих отсчетов. Такое явление характерно для процессов, когда периоды интенсивных изменений квантуемого сигнала чередуются с продолжительными периодами, в течение которых сигнал изменяется незначительно и 25 медленно.

Использование вместо равномерных отсчетов адаптивной дискретизации, когда интер вал между отсчетами выбирается в за висимости от скорости изменения сигнала, позволяет 3р значительно сократить число избыточных отсчетов, что особенно существенно для больших .потоков информации.

С целью обеспечения зависимости времени квантования от скорости изменения квантуемого сигнала в него введен реверси>нный счетчик с триггером режима, причем счетный вход реверсивного счетчика через первую собирательную схему подключен к выходам входной схемы совпадения и схемы совпадения для формирования времени квантования, входы которой соединены с выходом генератора импульсов и с единичным выходом триггера квантования, подключенным также через первый формирователь импульсов и элемент задержки ко входу формирователя временного интер вала, выход которого через второй формирователь импульсов соединен со вторыми входами схем совпадения выдачи кода, с единичным входом триггера квантования и первым входом второй собирательной схемы, выходы разрядов накопительного счетчика через схемы совпадения передачи кода соединены со входами разрядов реверсивного счетчика, выходы разрядов которого через схему совпадения «единиц» подключены к нулевому входу триггера квантования, а через схему совпадения «нулей» вЂ” ко второму входу второй собирательной схемы, выход которой со— динен с нулевым входом триггера режима, 443479

65.причем единичный вход последнего, подключен к выходу первого формирователя импульсов.

Такое выполнение устройства позволяет автоматически выбирать промежуток времени до следующего отсчета (очередной шаг квантования по времени) на основании анализа величины, на которую изменился сигнал за время предыдущего шага квантования rro времени и тем самым сократить число избыточных отсчетов.

На чертеже,цре,ставлена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство состоит из формирователя временного интервала 1, входной схемы совпадения 2, накопительного счетчика 3, схем совпадения выдачи кода 4, 5,,схем совпадения передачи кода 6, 7, реверсивного счетчика 8, схемы совпадения «единиц» 9, схемы совпадения «нулей» 10, триггера режима 11, цриггера квантования 12, генератора импульсов

13, схемы совпадения 14 для формирования времени квантования, первого формирователя импульсов 15, элемента задержки 16, второго формирователя импульсов 17, первой собирательной схемы 18, второй собирательной схемы 19.

Успройство работает следующим образом.

В каждом цикле преобразования частотномодулированного сигнала x(t) в код, пропорциональный измеряемой величине, на входную схему совпадения 2 подается стабилизированный по длительности единичный сигнал от формирователя временного интервала 1. Длительность единичного сигнала Atg, форми рова еля 1 временного интервала выбирается из оображений надлежащей точности аналогоцифрового преоб разования и с учетом неравенства At (At, где At — шаг квантования по времени. 3а время действия единичного сигнала через входную схему совпадения 2 в накопительный счетчик 3 поступают импульсы частотно-модулированного сигнала x.(t) . Их количество, зафиксированное счетчиком к концу интервала At>, пропорционально измеряемой величине. Число разрядов накопительного счетчика 3 выбирается таким, чтобы при максимальном значении частотно-модулированного сигнала x(t) и заданной длительности единичного сигнала Л4 формирователя временного интервала 1 счетчик пе переполнялся. Одновременно с этим число-импульсный код с выхода входной схемы совпадения 2 через первую собирательную схему 18 поступает в реверсивный счетчик 8, который находится в режиме вычитания, Так как к моменту начала очередного цикла iB,реверсивном счетнике 8 записан код предыдущей выборки, то из него вычитается код последующей выоорки и в реверсивном счетчике 8 окажется записанным код разности двух соседних выборок.

В случае, если последующая выборка оказалась больше предыдущей, в момент, когда в лроцессе вычитания все триггеры реверсивного счетчика 8 перейдут в нулевое состояние.

ЗО

60 на выходе схемы совпадения «нулей» 10 появится единичный сигнал, переводящий тригге р режима 11 в нулевое состояние. 3а счет этого реверсивный счетчик 8 перейдет к суммированию и по окончанию фо рмирования в накопительном счетчике 3 кода очередной выборки в реверсивном счетчике 8 окажется записанным код модуля разности двух соседних выборок.

В момент окончания действия единичного сигнала на выходе формирователя 1 временного интервала фо рмHpователь 17 импульсов формирует короткий импульс, который поступает на схемы совпадения 4, 5 выдачи кода для вывода кода из накопительного счетчика

3, а также через вторую собирательную схему

19 переводит триггер режима 11 в нулевое состояние (режим суммирования), Кроме того, триггер квантования 12 переводится,в единичное состояние и подает единичный раз решающий сигнал на один из входов схемы совпадения 14, через которую реверсивный счетчик 8 начинает заполняться от генератора импульсов 13.

При полном заполнении реверсивного счетчика 8 на выходах всех его разрядов появляются «единицы» и формируется един ичный сигнал на выходе схемы совпадения «единиц»

9, который переводит триггер квантования 12 в нулевое состояние. При этом формирователь импульсов 15 формирует короткий импульс на задний фронт единичного сигнала с единичного выхода триггера квантования 12, который переводит триггер режима 11 в единичное состояние (режим вычитания), поступает на входы схем совпадения передачи кода 6, 7 для передачи кода предыдущей выборки из нако питель ното счетчика 3 в реверсивный счетчик 8, а также через элемент задержки 16 поступает на вход фо рмирователя временного интервала 1 и на вход сброса накопительного счетчика 3. Начинается следующий цикл преобпазования.

Промежуток времени до полного заполнения реверсивного счетчика 8 зависит от частоты генератора импульсов 13, емкости счетчика и кода модуля разности двух соседних выборок. Увеличение кода модуля разности двух соседних выборок а втоматически приводит к сокращению промежутка времени до полного заполнения реверсивного счетчика 8, а значит и к уменьшению шага ивантования по времени и наоборот.

Емкость реверсивного счетчика 8 должна быть не меньше емкости накопительного счетчика 3. Частота генератора импульсов 13 выбирается такой, чтобы погрешность аппроксимации при восстановлении функции x(t) не превышала заданной величины.

Предмет изобретения

Адаптивный аналого-цифровой преобразователь частотно-модулированных сигналов, содержащий формирователь временного интер443479

Составитель Г. Тавужнянский

Корректоры; Н. Лебедева и А. Васильева

Текред Т. Миронова

Редактор Л. Цветкова

Заказ 693 5 Изд. № 1107 Тираж 811 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 зала, соединенный с входной схемой совпадения, включенной на входе нако-.ительного счетчика, выходы разрядов которого соединены с входами схем совпадения выдачи кода, генератор им..ульсов, триггеры, схемы совпадени», собирательные схемы и формирователи импульсов, о тл и ч аю щучий с я тем, что, с целью обеспечения зависимости времени кванто вани» от скорости изменения квантуемого сигнала, в него введен реверсивный счетчик с триггером режима, п ричем счетный вход реве1рсивного счетчика через первую собирательную схему подключен к выходам входной схемы совпадения и схемы совпадения для формирования времени квантования, входы которой соединены с выходом генератора импульсов и с единичным выходом триггера ивантования, подключенным также через первый формирователь импульсов и элемент заде ржки ко входу формирователя временного интервала, выход которого через второй формирователь импульсов соединен со,вторыми входами схем совпадения выдачи кода, с единичным входом триггера квантования и первым входом второй собирательной схемы, выходы разрядов накопительного счетчика через схемы совпадения передачи кода соединены

10 со входами разрядов реверсивного счетчика, выходы раз рядов которого через схему совпадения «единиц» подключены к нулевому входу триггера квантования, а через схему совпадения «нулей» вЂ” ко второму входу второй

15 собирательной схемы, выход которой соединен с нулевым входом триггера режима, причем единичный вход последнего подключен к выходу первого формирователя импульсов.