Устройство для адаптивной дискретизации Советский патент 1988 года по МПК G08C15/06 

(Л

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в авто- матизированных системах управления технологическими процессами, в сие- темах автоматизации научного эксперимента для съема информации в объемвз необходимом для восстановления сигнала с допустимой погрешностью.

Целью изобретения является увели- чение быстродействия устройства.

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

Устройство содержит первый эле- 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 первый и второй элементы ИЛИ 11 и 12 одновибратор 13, первый, второй и третий элементы И 14, 15и16и RS- триггер 17.

ляющий 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 вхо из счгтчика 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 фор

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.

На фиг.1 позициями 18-20 обозначе-25 мированием шага дискретизации по

времени, обеспечивающего заданную точность восстановления дискретиз руемого сигнала.

ны соответственно информационньй, тактовый и установочный входы устройства, позицией 21 - выход устройства.

На фиг.2 обозначены соответствую- щими индексами: а - тактовые импуль- сы, 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 од- новибратора 13; ж - сигнал управления на входе ключа 8; з - сигнал на выходе элемента, -1 задержки; и - сигнал.

30

35

времени, обеспечивающего заданную точность восстановления дискретизи- руемого 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 счет- ньШ вход счетчика 5, При обнулении счетчика 5, которое .соответствует моменту истечения заданного времени дискретизации, одновибратор 13 вырахарактеризующий состояние регистра 2,40 батывает управляющий сигнал, по которому открывается ключ 8 и содержимое регистра 2 вновь переписывается в счетчик 5 времени дискретизации и т.д.

его наличие означает, что в регистр 2 переписывается содержимое счетчика 4; к - сигнал, характеризующий состояние регистра 3, его наличие означает, что содержимое регистра 3 перепись - 45 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 управмированием шага дискретизации по

времени, обеспечивающего заданную точность восстановления дискретизи- руемого 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 счет- ньШ вход счетчика 5, При обнулении счетчика 5, которое .соответствует моменту истечения заданного времени дискретизации, одновибратор 13 вырабатывает управляющий сигнал, по кото

рому 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 на 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

10

20

25

, вьфабатывается управляющий сигнал, поступающий через элемент ЛИ 12 на вход триггера 17 в нуль. ри 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 управляюий 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-|5 грешности, в регистр 2 переписывается содержимое счетчика 4, представляющее собой новое значение времени искретизации. Далее с выхода элемента 10 задержки управляющий сиг- 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 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 элементов И 14-16 поступает единичньй постоянный сигнал, и тем самьм 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 работают. Первый цикл работы устройства, связанньш с собственно дискретизацией случайного сигнала завершается тем, что в некоторый момент времени А вычитающий счетчик 5 обнуляется 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 дискретизируёмо- го сигнала, завершается тем, что в некоторый момент времени Е счетчик 6 обнуляется и соответствующий сигнал.

30

35

40

45

50

0

0

5

5

0

5

0

5

0

поступающий с его выхода на R-вход триггера 17 переводит последний в нулевое состояние. При этом нулевой сигнал, поступающий с прямого выхода триггера 17, закрывает счетчики 4-6, а сигнал с инверсного выхода триггера 17 через время €, , 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 Г , 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, соответствукицее при заданной частоте тактовых сигналов среднеквадратической погрешности восстановления дискретизированного случайного сигнала при ступенчатой интерполяции, которое определяется следующим образом:

N G/IT-f,

где (5 - среднеквадратическая погрешность ,

f - частота тактовых импульсов. При возможности изменения частоты тактовых импульсов при заданном N величина f вычисляется по формуле

f (J/ir-N. Формула 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, отличающе еся тем, что, с целью увеличения быстродействия устройства, в него введены второй ключ, второй элемент задержки, элементы ИЛИ, одновибратор, элементы

и и RS-триггер, прямой аыход которого соединен с первыми входами первого, второго и третьего элементов И, выходы которых соединены со счет- ными входами одноименных счетчиков импульсов, инвертирующий выход RS- триггера через первый элемент задержки соединен с управляющими входами первого регистра, третьего счет чика импульсов и с входом второго элемента задержки, выход к5торого соединен с управляющим входом первог счетчика импульсов, с первым входом первого элемента ИЛИ и с S-входом RS-триггера, выход центрирующего блока соединен с вторым входом третьего элемента И, выход второго регистра соединен с установочньм входом третьего счетчика импульсов, выход которого соединен с первым

g 10 15 20

A ieSS6

входом второго элемента

ИЛИ, выход которого соединен с R-входом RS-триггера, выход первого счетчУ1ка импульсов 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 обьеди- нены с входом второго ключа и являются тактовым входом устройства, выход второго ключа соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, установочный вход первого счетчика импульсов является установочным входом устройства.