Адаптивный временной дискретизатор Советский патент 1989 года по МПК G06G7/02 

СП

to

IsD

ю

4 1C

Изобретение относится к обработке электрических сигналов, в частности к устройствам для дискретизации непрерывных сигналовJ и может быть ис- пользовано при дескритизации сигналов с произвольными масштабными рассогласованиями .

Цель изобретения - повышение точности при уменьшении длительности дискретизируемого сигнала.

На фиг, 1 изображена блок-схема адаптивного временного дискретизато- ра; на фиг, 2 - схема преобразователя напряжение - время, используемого в дискретизаторе; на фиг, 3 - эпюры напряжений в различных точках схемы ди с кр е ти 3 ат ор а,

Адаптивный временной дискретизатор содержит ключ 1, запоминающе-вычитаю- щий блок 2, первый одновибратор 3j пороговый-элемент Aj, первый блок 5 выборки-хранения 9 амплитудно-импульсный модулятор 6з масштабирующий элемент 7, вычитающий элемент 8,- генера- тор 9 пилообразного напряжения, второ блок 10 выборки-хранения. преобразователь 11 напряжение - время, элемент ИЛИ 12, второй одновибратор 3 и элемент И 14,

Устройство работает следующим образом,

В начальный момент времени () запускаются генератор 9 пилообразного напряжения (фиг. За, в)g работающий в ждущем режиме и обеспечивающий дли тельность рабочего участка Д Т максимально возможная длительность дискретизируемого сигнала, и первый одновибратор 3, формирующий импульс длительностью Е , Б тот же момент вре .мени ключ 1. замкнут и в запоминающе- вычитающем блоке 2 фиксируется начальное значение сигнала S (О), а на его выходе формируется разность S (t) - - S (о}. При изменении сигнала во времени -отличное от нуля напряжение с выхода блока 2 поступает на вход порогового элемента 4. В момент совпадения этого напряжения с допустимой величиной, определяемой :из заданной погрешности дискретизации, с выхода порогового элемента 4 на вход первого блока 5 выборки-хранения поступает управляющий сигнал, по которому в первом блоке 5 выборки-хранения фиксиру- ется напряжение с выхода генератора 9 пилообразного напряжения (фиг,3в5с пропорциональное Т где Т - время про,.

г jo

15

70 25й 30

- ьеор-) о35

шедшее с начала работы до момента срабатывания порогового элемента 4, Напр яжение пропорциональное Т, с выхода первого блока 5 выбарки-хранения посг тупает на сигнальный вход масштабирующего элемента 7 и на вход вычитаемого вычитающего элемента 8,На вход уменьшаемого вычитающего элемента 8- подается напряже- ние пропорционахшное Tg. На выходе вычитающего элемента 8 формируется напряжение, пропорциональное Т„-Т, которое поступает на управляющий вход масштабирующего элемента 7, на выходе которого формируется напряжение,

IT ,

где. и 40

50

пропорциональное

и

TC-T

крутизна напряжеь ия генератора 9 пилообразного напряжения. Напряжение с выхода масштабирующего элемек ; .л 7 подается на управляющий вход преобразователя 1,1 напряжение- - время и управляет его крутизной Л , По сигналу с выхода порогового элемента 4 с-помощью ключа 1 запомина1сще-вычита ощий блок 2 отключается от входа Ди-скретизато- ра. По этому же сигналу} прошедшему через элемент ИЛИ 12, запускается второй одновибратор 13, который формирует импульс стандартной длительности. Сигнал с выхода второго одно- вибратора 13 через элемент И 14 поступает на вход амплитудно-импульсного модулятора 6 {фигс. Зё) „ Этот импульс модулируется текущим значением сигнала на выход-а дискретизатора, которое поступает на модулиру ощий вход амплитудно-импульсного модулятора 6 , амплитудно-импульсного модуля тора 6 является выходом дискретнзато- ра. Импульс с выхода элемента И 14 поступает на управляющий вхЬд второго блока 10 выборки-хранения в В этом блоке происходит запоминание текущего значения напряжения и,.(Т)ОТ ге

I и п

нератора 9 пилообразного напря.жения (фиг, Зв)t Напряжение с выхода второго блока 10 выборки-хранения поступает на информационный вход преобразователя П напряжение-время, который запускается импульсом с вы:хода эле- hseHTa И 14s Преобразователь 14 напряжение - время на своем выходе формирует импульс, который,проходя через элемент ИЛИ l2f своим спадом запускает второй одновибратор 3, в результате чего в момент времени t, .(l+Au) T на выходе второго одновиб- ратора 13 появляется импульс и ранее

описанный процесс повторяется снова (фиг„ Зв, е)„ что приводит к формированию импульса на выходе второго од- новибратора 13 в момент времени (1+Ли)Т. Процесс формирования импульсов в моменты времени t ( +ди) повторяется до тех пор, пока на вход элемента И 14 действует импульс с выхода первого одновибратора Зв

Структурная схема преобразователя 11 напряжение - время приведена на фиг, 2 и содержит генератор 15 пило- обратаого напряжения, компаратор 16, триггеры 17 и управляемый усилитель 18, Наличие последнего позволяет изменить крутизну преобразования,

Таким образом, адаптивный временной дискретизатор осуществляет дискретизацию входного сигнала в моменты воемени

t,,(l + ил ) Т(1+Ъ

Т,

ехр

n-ih

Тс

TC-T

J.

J 1

и TC-f

.)-т

Отсюда видно, что выборка осущест- вляется по экспоненциальному закону.

Объем экспоненциальной выборки определяется длительностью импульса первого одновибратора 3, Длительность его импульса равна Т, при этом максимальное расстояние между отсчетами экспоненциальной выборки не превы --; шает Т,

Предлагаемое устройство осуществляет выборку с экспоненциальным шагом дискретизацииS При этом влияние,случайных изменений временного масштаба входного сигнала на выходную информацию ослаблено.

Повьшение точности представления экспоненты при малых значениях длительности Т позволяет в предлагаемом устройстве повысить точность дискретизации,

Формула изобретения

Адаптивный временной дискретизатор содержащий масштабиругаций элемент сигнальный вход которого подключен к вы- ходу первого блока выборки-хранения

10

15

20

30

25

5

Q

5

0

соединенного сигнальным вxoдo с выходом генератора пилообразного напря- , а управляющим входом - с выходом порогового элемента, вход которого подключен к выходу запоминающе- вычитающего блока, соединенного входом с выходом ключа, подключенного управляющим входом к выходу порогового элементар а сигнальным входом - к шине ввода дискретизируемого сигнала, входу запуска генератора пилообразного напряжения и CHrHanBHONry входу амплитудно-импульсного модулятора, выход которого является выходом дискре- тизатора, отличающийся тем, что, с целью noBbimemiH точности при уменьшение длитальностк дискретизируемого сигналар в него введены вы- читагаций , второй блок выбор- ки-хранения-j, преобразователь напряжение - время, элемент И, элемент ИЛИ и два одновибратораэ причем выход первого блока выборки-хранения соединен с входом вычитаемого вычитакщего элемента, подключенного входом уменьшаемого к шине задания диапазона длительности дискретизируемого сигнала, а выходом - к входу управления масштабом масштабирующего элемента, выход которого соединен с входом управления крутизной преобразователя HanpHKemie - время, подключенного входом управления запуском к выходу элемента И и управляющим входам второго блока выборки-хранения и амплитудно-импульсного модулятораS информационным входом - к выходу второго блока выборки- хране1-шя, а выходом - к первом - входу элемента ИЛИ соединенного вторым входом с выходом порогового элемента, а выходом - с входом первого одновибратора, выход которого подключён к .nepBOMj входу элемента И, соединенного вторым входом с выходом второго одновибратора, подключенного входом к шине ввода дискретизируемого сигнала, а сигнальный вход второго блока выборки-хранервдя соединен с выходом генератора.пилообразного напряжения,

Изобретение относится к технике обработки электрических сигналов и может быть использовано при дискретизации сигналов с произвольными масштабными рассогласованиями. Цель изобретения - повышение точности при уменьшении длительности дискретизируемого сигнала. Адаптивный временной дискретизатор содержит ключ 1, запоминающе-вычитающий блок 2, первый одновибратор 3, пороговый элемент 4, два блока выборки-хранения 5 и 10, амплитудно-импульсный модулятор 6, масштабирующий элемент 7, вычитающий элемент 8, генератор пилообразного напряжения 9, преобразователь напряжение-время 11, первый элемент ИЛИ 12, второй одновибратор 13, элемент И 14. Принцип действия дискретизатора основан на формировании выборки с экспоненциальным шагом дискретизации, позволяющим ослабить влияние случайных изменений временного масштаба входного сигнала на выходную информацию. При этом повышение точности достигается за счет повышение точности представления при малых значениях длительности. 3 ил.

л

«g. пД.

Г /

Физ.1