Устройство для передачи информации со сжатием данных

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

746672

Сокээ Советскнн

Соцналнстнческнх

Республик (6!) Дополнительное к авт. саид-ву— (5l) М, Кл.е (22) Заявлено. 04.04.78 (2!) 2600784/!8-24 б 08 С !9/28 с присоединением заявки №вЂ”

Гесудерстеенный кемнтет

СССР (23) Приорнтет—

Опубликовано 07.07.80. Бюллетень № 25

Дата опубликования описания l7.07.80 (53) УДК 62! 398 (088.8) во денем нэобретеннй н отнрытнй (72) Автор изобретения

Г. В. Цепков

Ордена Ленина институт кибернетики АН Украинской ССР. (7!) Заявитель (54) УСТРОЛСТВО ДЛЯ Г! ЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ

СО СЖАТИЕМ ДАННЫХ

Изобретение относится к телеметрии и может найти применение в системах передачи и обработки информации со сжатием данных.

Известны устройства для передачи информации со сжатием данных, содержащие суммирующие блоки, генератор тактовых импульсов, анала.о-цифровой преобразователь, соединенный с первыми входами арифметического блока, выходы которого соединены с входом запоминающего блока контрольных величин и входом буферного запоминающего блока, второй вход арифметйческого блока соединен с выходом индикатора переполнения (!).

Устройство обладает возможностью изменения крйтерия приема данных по принципу . их измерителя, однако конструкция его достаточно сложна.

Наиболее близким по технической сущности является устройство для передачи информации со сжатием дайных, содержащее ключевой элемент, блок управления, блок формирования апертур, блок пайтяти, выход которого соединен с первым входом арифметического блока, выход блока формирования апертур и первый выход арифме.

2 тического блока подключены соответственно к входам блока сравнения, выход которого соединен с входом триггера, выходной блок, аналого-цифровой преобразователь, элементы запрета и задержки (2), Устройство имеет низкую помехоустойчивость к аддитивным помехам, обусловленную применен..еМ в качестве дискретизатора аналого-цифрового преобразователя, который лишь частично компенсирует входные помехи, заменяя их помехой квантоваt0 .ния (по уровню).

Цель изобретения — повышение помехоустойчивости устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены генератор стабильных колебаний, счетчик, интегратор, дополнительный блок сравнения, источник опорного напряжения и блок индексации, выход генератора стабильных колебаний подключен к входу счетчика, управляющий вход которого и управляющий вход интегратора соединены с выходом дополнительного блока сравнения, первый выход счетчика соединен с первым входом блока памяти, второй выход счет чика и первый выход блока памяти подклю746672 ае и эе и о

3О

55 чены к входу блока управления и первому входу ключевого элемента, второй вход которого и второй вход блока памяти соединены с первым выходом блока индексации, первый выход блока управления подключен к входу блока формирования апертур и первому входу блока индексации, второй выход блока управления подключен к третьему входу блока памяти, выход триггера соединен с вторыми входами блока индексации и арифметического блока, вторые выходы которых соединены с соответствующими входами вы- тO ходного блока, вход устройства соединен с информационным входом ключевого элемента, вйход которого соединен с входом ин тегратора, выход источника опорного напряжения и выход интегратора подключены к соответствующим входам дополнительного блока сравнения.

Устройство построено на использовании известного способа, согласно которому выходной сигнал x(t) преобразуют а помехоустойчивый время-импульсный код (t;) н, задавая последовательно ряд апертурных значений, сравнивают последние с значениями межимпульсных интервалов ga t„) этого кода. Помехозащищенность преобразования обеспечивается применением на входе устройства управляемого интегратора, эффективно подавляющего аддитивные помехи, Сжатие данных осуществляют путем исключения импульсов кода, интервал между которыми равен или меньше заданной апертуры ky(g = 1, 2,...,n). Граничные импульсы (дискреты) считают существенными и передают их местоположение во времени (заданное числом) и соответствующий индекс (g — порядковый номер цикла анализа, характеризуемый изменением величины апертуры). В результате последовательного увеличения .апертур (kg< k<+«) объем исходных данных существенно сокращается, наряду с этим обеспечивается высокая точность представления аналогового сигнала

x(t) в виде кода.

)Восстановление аналогового сигнала производят путем последовательного насышения межимпульсных интервалов сжатого кода импульсами, отстоящими друг от друга на

Ы = ky. На конечном этапе восстановления сигнал интегрируют и сглаживают.

На чертежах приведена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит генератор l стабильных колебаний, счетчик 2, выходной блок 3, блок 4 памяти, арифметический блок

Ь, блок 6 сравнения, триггер 7, ключевой элемент 8, интегратор 9, дополнительный блок 10 сравнения, блок Il управления, блок 12 формирования апертур, источник 13 юпорного напряжения, блок 4 индексации

Сжатие информации в устройстве про.

44зводится циклически.

Первый цикл начинается с получением блоком ll импульса от счетчика 2. С завершением текущего цикла и перехода к очередному этот блок получает сигнал. из блока 4, который выдается после опроса его последней ячейки памяти, Блок 11 (например, двухканальный генератор импульсов с управляющим входом) по одному выходу генерирует импульсы, управляющие опросом ячеек памяти блока 4 и выдачей информации об их содержимом в блок 5, а по другому выходу циклически выдает импульсы в блоки 12, 14 (после получения по входу команд).

В блоке 5 вычисляется разность между поступающими в него кодами, т. е, реализуется операция М

Блок 6 производит сравнение(Ь (;) с.величиной апертуры, установленной в блоке

12. При йЦ k блок 6 выдает импульс положительной полярности, при 6t; )k — отрицательной. Эти импульсы поступают на триггер 7, который имеет два устойчивых состояния равновесия и в исходном состоянии закрыт. В этом случае изменение состояния триггера вызывает только положительный импульс, а возвращение к исходному положению — только отрицательный. Каждый раз при изменении состояния равновесия триггер выдает сигнал, управляющий работой блоков 5, 14.

Блок 14 (например, цифровой счетчик) производит подсчет числа циклов анали-. за и эти данные выдает в блок 3, когда на

его управляющем входе появляется сигнал.

С началом первого цикла анализа импульсом от блока 1 в блоке 12 формируется в соответствуюгцем коде .(например, цифровом) значение апертуры k . Пусть, в riocледовательности данных (..., tl,, t,, t, s, t,,...> получаемых из блока 4 прн первом цикле анализа g =- 1, A t =a,tg < я 1 <ф „„. При сравненний1; с 1с1 в блоке

6 появляется положительный импульс, который тогда опрокидывает триггер 7 и вызывает выдачу в блок 3 кодового значения

t; из блока 5, которому присваивается индекс «1», выданный при этом блоком !4.

Так как ht,„= k, то сигнала. на выходе триггера 7 нет н выборка t, в блок 3, как несущественная, не поступает. Сравнение значений h t + и k вызывает на выходе блока 6 отрицательный импульс, который вновь опрокидывает триггер: в блок 3 поступает с индексом «1» значение tL+ . После опроса последней значащей ячейки блока 4 в блок 11 выдается сигнал о завершении цикла анализа. При этом блок 11 выдает команду на формирование очередного значения апертуры ki в блок 12, а в блоке

14 устанавливается значение «2». Опроо ячеек блока 4 повторяется.

Емкость блока 14 выбирают равной п требуемому числу циклов анализа н количеству апертур. По окончании последнего

746672

Формула изобретения

3 цикла (п+ l) импульс блока 11 вызывает обнуление блока 14 и появление на одном нз его выходов сигнала, который очищает память блока 4 и открывает ключевой элемент 8.

Устройство готово к кодированию со сжа гнем очередного сигнала.

Блок 3 выбирают с учетом конкретных требований. Если, например, нужно непрерывно передавать существенные данные декодирующее устройство, то в качестве этого блока применяют передатчик, при этом блок индексации из устройства можно исключить. В других случаях блок 3 может быть, например, регистратором, запоминающим блоком 4 и т. п.

Восстановление сигнала x (t) по полученным от устройства данным обеспечивает декодер — внешнее устройство, производящее операции, обратные описанным. На основании известного правила изменений значения (k ) он преобразует полученные данные в стайдартные импульсы (их местоположение (1Дна временной осн и индекс g содержатся в кодовых, данных), затем saполняет интервалы между ними последовательностью таких же, стандартных, импульсов, но отстоящие друг от друга на интервал, равный значению k yv полученный при этом сигнал интегрируют и сглаживают.

В предлагаемом устройстве за счет приме нения переменных значений апертуры достигаютт более эффект и вное сж атне объем а кодо вых данных при заданной погрешности восстановления сигнала, чем в случае, когда значения апертуры постоянны. При соответст. вующем задании значений апертур, погрешность восстановления x(t) из кода, полученного способом, который реализует предлагаемое устройство, близка к нулевой.

Устройство для передачи информации со сжатием данных, содержащее ключевой эле мент, блок управления, блок формирования апертур, блок памяти, выход которого соединен с первым входом арифметического блока, выход блока формирования апертур и первый выход арифметического блока подключены соответственно к входам блока сравнения, выход которого соединен с входом триггера, выходной блок, отличающееся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости„ в устройство введены генератор стабильных колебаний, счетчик, интегратор, дополнительный блок сравнения, источник опорного напряжения и блок индексации, . выход генератора стабильных колебаний подключен к входу счетчика, управляющий вход которого и управляющий вход интегратора соединены с выходом дополнительного блока сравнения, первый выход счетчика

20 соединен с первым входом блока памяти, 8ТороА выход счетчика и первый выход блока памяти подключены к входу блока управления и первому входу ключевого элемента, второй вход которого и второй вход блока памяти соединены с первым выходом

25 блока индексации, первый выход блока управления подключен к входу блока формирования апертур и первому входу блока индексации, второй выход блока управления подключен к третьему входу блока памяти, lO выход триггера соединен с вторыми входами блока индексации и арифметического блока, вторые выходы которых соединены с соответствующими входами выходного блока, вход устройства соединен с информационным входом ключевого элемента, выход которого соединен с входом интегратора, выход источника опорного напряжения и выход интегратора подключены к соютветствующим входам дополнительного блока сравнения.

Применение время-импульсного преобразователя вместо аналого-цифрового, производящего равномерную выборку амплитуд кодируемых данных в известном устройстве, существенно увеличивает устойчивость к аддитивным помехам.

Источники информации„ принятые во внимание при экспертизе

1. Воздушно-космическая телеметрия.

Под ред. К. Н. Трофимова, М., 1968, с. 199 — 207.

2. Авторское свидетельство СССР

217239, кл. G 08 С 19/28 (прототип).

Ceera ea В. Кузнецов

Редактор tr. Алексеенко Текред K. Шуфрнч Корректор М. Внгула Заказ 410090 Т05 ВЫ Подввсное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР во делан взобретеннй н открытий! 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушсквв наб., д. 4/5 филиал ППП еПвтентэа г. Ужгород, ул. Проектмав, 4