Устройство для адаптивного сжатия информации Советский патент 1988 года по МПК G08C19/28 

-

(Л

Изобретение относится к области информационно-измерительной техники и может быть использовано в телеизмерительных системах с сжатием данных. Цель изобретения - расширение области применения устройства путем адаптивного управления величиной апертуры, что позволяет использовать устройство в многоканальных телеметрических системах, исключая неконтролируемую потерю информации. Устройство содержит аналого-цифровой преобразователь 1, хронизатор 2, счетчик 3, блок 4 сравнения, арифметический блок 5, блок 6 буферной памяти, блок 7 задания начальных значений, блок 8 управления величиной апертуры, блок 9 формирования апертуры. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

со

00

со

4 ГС

00

Физ,1

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть использовано в телеизмерительных системах с сжатием данных в случаях, когда требуется сокращение избыточной информации.

Цель изобретения - расширение области применения устройства за счет возможности адаптивного изменения величины апертуры.

На фиг. 1 показана функциональная схема устройства; на фиг. 2 - функциональная схема блока формирователя апертуры; на фиг. 3 - функциональная схема блока управления апертурой; на фиг. 4 - функциональная схема арифметического блока.

Устройство (фиг. 1) содержит аналого- цифровой преобразователь (АЦП) 1, хро- низатор 2, счетчик 3, блок 4 сравнения, арифметический блок 5, блок 6 памяти, блок 7 задания начальных значений, блок 8 управления величиной апертуры и блок 9 формирования апертуры.

Блок 9 формирования апертуры (фиг. 2) содержит дешифратор 10, элементы ИЛИ 11 -11/н-г и элементы И 12i- 2tn-iБлок 8 управления Е$еличиной апертуры (фиг. 3) содержит сумматор 13, регистры сдвига, элемент ИЛИ 15. li-входо- вый элемент И-НЕ 16, компаратор 17, элементы И 18 и 19 и счетчик 20.

Арифметический блок 5 (фиг. 4) содержит сумматоры 21 и 22, регистры 23 и 24 сдвига, умножитель 25 на «-1, сумматор 26.

Устройство работает следующим образом.

Входной сигнал f(t) поступает на вход АЦП 1, с выхода которого с частотой дискретизации отсчеты сигнала в виде т-разрядного цифрового кода поступают на информационный вход арифметического блока 5.

Одновременно тактовые импульсы от хронизатора 2 поступают на счетный вход счетчика 3 и на входы управления блока 4 сравнения, арифметического блока 5, блока 6 буферной памяти и блока 8 управления величиной апертуры. При реализации в арифметическом блоке алгоритма адаптивной выборки по методу экстраполяции первого порядка вычисляется конечная разность второго порядка 2f(U)f(tc-i)-2.i(tt)+f(tc.i).

Такую операцию арифметический блок 5 выполняет для каждого отсчета в конве- ерном режиме.

В конвейерной схеме происходит одновременная запись отсчетов в регистры 23 и 24 и суммирование предыдущих отсчетов, записанных в этих регистрах, сумматорами 26,21 и 22. С выхода сумматора 22 код конечной разности второго порядка поступает на вход блока 4 сравнения. Последний может быть выполнен, в виде последовательно соединенных т-входового элемента ИЛИ и регистра сдвиг а, который компенсирует задержку информации, возникающую из-за конечного времени формирования первой конечной разности в арифметическом блоке 5.

В первый разряд регистра сдвига блока сравнения перед началом работы устройства записывается «1, в остальные «О

для того, чтобы первый отсчет сигнала был определен как существенный и считан. Кроме того, в блок 7 начальных значений заносится значение опорного математического ожидания интервала между последовательными существенными отсчетами То,

5 умноженного на п, где п - объем выборки, по которой проводится определение математического ожидания. Блок 7 начальных значений может быть выполнен на т-раз- рядном регистре.

Q Код значения То п поступает на второй управляющий вход компаратора 17 - второй управляющий вход блока 8 управления ве 1ичиной апертуры, на первый вход которого со счетчика 3 поступает текущее значение кода интервала между последователь ными существенными выборками 1. Эти значения суммируются в сумматоре 13. Одновременно с записью первого отсчета в последний первый отсчет записывается в первый регистр 14 сдвига. Управляющие

0 входы последовательно соединенных регистров сдвига соединены и являются т1рав- ляющим входом блока.

При поступлении n-fj-ro, где j l,2..., отсчета на вход сумматора 13 j-й отсчет подается на его вычитающий вход и на вы5 ходе сумматора 13 сформируется код суммы текущих значений Ti, который передается на первый вход компаратора 17. Таким образом, на выходе сумматора 13 формируется величина, пропорциональная скользящему среднему Т, определенному по выборке объемом п.

Если , сигнал логической «1 с выхода компаратора «меньще подается на второй вход первого элемента И 18, на первый вход которого поступает сигнал с

5 выхода 1(-входового элемента И-НЕ 16. ,С выхода последнего поступает сигнал логической «1 на счетный прямой вход счетчика с двумя входами и значения счетчика 20 увеличиваются на «1. С выхода элемента И-НЕ 16 сигнал «О появляется

0 лищь в том случае, если в 1 -младших разрядах кода на выходе счетчика 20 присутствует «1. Тогда при появлении на первом выходе компаратора 17 («меньше логической «1) состояние счетчика 20 не изменяг ется. Величина t( выбирается исходя из допустимой максимальной апертуры.

j +n

Если Д.. , сигнал логической «1 с выхода компаратора «больше попадает

на первый вход второго элемента И 19, на второй вход которого поступает сигнал с т-входового элемента ИЛИ 15, с выхода последнего, сигнал логического «О появляется лишь в том случае, если все разряды выходного кода счетчика с двумя входами «О. С выхода второго элемента И 19 сигнал логической «1 поступает на реверсивный вход счетчика 20 и выходной его

код уменьшается на «1, т.е. апертура ав- ..л дом блока управления величиной апертутоматически устанавливается такой, что математическое ожидание интервала времени между существенными отсчетами равно наперед заданному в блоке начальных значений. Двоичный код величины апертуры

ры, выход которого соединен с управляющим входом блока формирования апертуры и является третьим выходом устройства, второй выход арифметического блока соединен с информационными входами блока

х,-

с выхода блока 8 управления величиной 15 формирования апертуры, выходы которого апертуры поступает на управляющий вход блока 9 формирования апертуры.

Дешифратор 10 с элементами ИЛИ 11 формирует на выходах логические функции:

fl, (.0, ).

Эти сигналы поступают на первые входы элементов И 12, на вторые входы которых поступают сигналы с второго выхода арифметического блока 5. В результате v элементов И 12, соответствующие младшим разрядам, запираются, тем самым, регулируется величина апертуры. В результате в блоке 4 сравнения условие Л f(ti 0 выполняется ив том случае, если в младших разрядах присутствуют «1.

Выполнение автоматического (адаптивного) управления апертурой таким образом, чтобы среднее значение интервала времени между последовательными существенными отсчетами не превосходило заданного (допустимого) значения То, позволяет использовать данное устройство в многоканальных телеметрических системах без контролируемой потери информации. Двоичный код величины действующей апертуры поступает на третий выход устройства. Формула изобретения

20 на дешифраторе, элементах ИЛИ и элементах И, первый выход дешифратора соединен с первыми входами первых элементов И и ИЛИ, второй ш-й выход дешифратора соединен с вторыми входами соответственно первого - (m-l)-ro элементов ИЛИ, выходы которых соединены с первыми входами соответственно второго (m-l)-ro элементов ИЛИ и И, вход дешифратора, вторые входы элементов И и выходы элементов И являются соответственно управляю30 щим входом, информационными входами и выходами блока.

45 И, выходы которых соединены соответственно с суммирующим и вычитающим входами счетчика, k выходов которого соединены с одноименными входами элемента ИЛИ и элемента И-НЕ, выход которого соединен с вторым входом первого элемента И, (т-k выходов счетчика соединены с одноименными входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом второго элемента И, управляющие входы регистров сдвига, сумматора и счетчика объединены и являются первым управляющим входом блока, второй вход компаратора и m выходов счетчика являются соответственно вторым управляющим йходо.м и выходами блока.

40

50

55

менения величины апертуры, в него введены блок формирования апертуры, блок управления величиной апертуры и блок задания начальных значений, выход которого соединен с первым информационным входом блока управления величиной апертуры, управляющий вход которого подключен к выходу блока сравнения, выход счетчика соединен с вторым информационным вхоры, выход которого соединен с управляющим входом блока формирования апертуры и является третьим выходом устройства, второй выход арифметического блока соединен с информационными входами блока

формирования апертуры, выходы которого

5 формирования апертуры, выходы которого

соединены с информационным входом блока сравнения.

0 на дешифраторе, элементах ИЛИ и элементах И, первый выход дешифратора соединен с первыми входами первых элементов И и ИЛИ, второй ш-й выход дешифратора соединен с вторыми входами соответственно первого - (m-l)-ro элементов ИЛИ, выходы которых соединены с первыми входами соответственно второго (m-l)-ro элементов ИЛИ и И, вход дешифратора, вторые входы элементов И и выходы элементов И являются соответственно управляю0 щим входом, информационными входами и выходами блока.

5 И, выходы которых соединены соответственно с суммирующим и вычитающим входами счетчика, k выходов которого соединены с одноименными входами элемента ИЛИ и элемента И-НЕ, выход которого соединен с вторым входом первого элемента И, (т-k выходов счетчика соединены с одноименными входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом второго элемента И, управляющие входы регистров сдвига, сумматора и счетчика объединены и являются первым управляющим входом блока, второй вход компаратора и m выходов счетчика являются соответственно вторым управляющим йходо.м и выходами блока.

0

0

5

J

-II

Й

1

Тупр.ёх.

/77

2 упр. вх

Вш.