УСТРОЙСТВО для СЖАТИЯ ВХОДНОЙ ИНФОРМАЦИИ Советский патент 1972 года по МПК G06J1/02 

Изобретение относится к средствам для научных исследований и может быть использовано для сжатия спектра входного сигнала, необходимого при спектральном и корреляционном анализах с целью его ускорения, а также для передачи информации и для преобразования и хранения аналоговых и дискретных сигналов.

Известно устройство для сжатия входного сигнала, которое содержит преобразователь аналог - код, запоминающее устройство, преобразователь код - аналог и устройство управления, причем с помощью устройства управления полноразрядные числа с преобразователя аналог - код записываются в запоминающее устройство, где они хранятся в течение определенного времени и периодически выдаются на выходной преобразователь код - аналог.

К недостаткам этого устройства следует отнести больщой объем запоминающего устройства, необходимый для размещения значений входного сигнала, которые требуются при статистической обработке информации. При увеличении динамического диапазона анализа объем памяти устройства сжатия еще больше возрастает. Это приводит к удорожанию и снижению надежности устройства сжатия.

а также увеличение динамического диапазона устройства.

Эта цель достигается включением в структуру устройства сумматора приращений и размещением в памяти, вместо полноразрядных ординат, входного сигнала приращений его ординат.

Блок-схема предлолсенного устройства изображена на чертеже.

Все входы сумматора приращений / с помощью устройства управления 2 соединены с выхода. полноразрядного числа входного преобразователя 3 аналог-код, а младшие разряды его по одной цепи непосредственно,

а по другой - через запоминающее устройство приращений 4 соединены с вы.ходами приращений того же преобразователя аналог - код. При этом выходы сумматора приращений соединены со входами преобразователя 5 аналог - код.

Преобразователь 3 аналог-код предназначен для преобразования непрерывного входного сигнала в цифровой код и образования приращения, которое является разностью

между текущим и предыдущим значением ординат Д, К,--F,. Преобразователь 3 аналог- код (АК) имеет два выхода: полноразрядный выход, с которого снимается значение текущей ординаты К,, и выход приращеЗапоминающее устройство приращений 4 (ЗУП) предпазначено для записи и храиеиия приращений входных ординат и их зиаков, а также для сжатия информации. ЗУП может быть дииамического или статического типа. Сумматор / суммирует ириращения, поступающие параллельным кодом с выхода ЗУП с последней ординатой, выраженной полпоразрядным кодом. Эта ордината является пачальным условием, которое обновляется каждый раз в начале цикла. Сумматор приращений собран но иараллельной схеме и имеет количество разрядов, равное количеству разрядов входного преобразователя АК 5. Выходной нреобразователь 5 код - аналог (КА) преобразует параллельный цифровой код, поступающий с сумматора приращений, в аналоговый сигнал. Устройство управления 2 производит зануск преобразователя аналог - код, с выходов которого нолноразрядное значение ординаты заносит в сумматор нриращений /, а значение приращения входного сигнала отсылает в ЗУП 4 и в сумматор нриращепий /. Принцин работы устройства сжатия состоит в следующем. Преобразователь 3 аналог - код образует нолноразрядные ординаты входного сигнала и их нриращения. Последние записываются в запоминающем устройстве нриращеннй таким образом, что нри считывании из памяти вначале считываются иоследние нриращения, а затем предыдущие. В сумматоре нрнращений 1 происходит восстановление ординат нутем сложения следующих из иамяти прнращений с начальной ординатой (которой является текущая ордината). Восстановленные значения ординат ностуиают на преобразователь 5 код - апалог, с выхода которого снимается сжатый пепрерывпый сигпал, ось времени которого имеет отрицательное направление. Устройство работает следующим образом. Входной иреобразователь АК по сигналам устройства управления измеряет текущую ординату входного сигнала У,- и совместно с хранящейся в нем предыдущей ордииатой Уг- образует ириращение ординат Д, Уг-ii-i. Сигнал считывания устройства 2 в момент времени tj, заносит ординату У,- в сумматор, иредварительно установив его в нуль. При этом входы сумматора приращений, соединяющие его с ЗУП 4 и с выходом приращений преобразователя АК 3, заблокированы. Па выходе преобразователя 5 код - аналог появляется аналоговое напряжение, соответствующее коду ординаты К,. В следующем такте 4+1 приращение ординаты Д,с обратным знаком засылается в ЗУП 4 и подается на сумматор приращений /, где происходит алгебраическое сложение с ним ординаты Yi. В результате этого на выходе сумматора образуется код ординаты У, а на выходе преобразователя КА 5 - соответствующее ей напряжение. В следующем такте происходит сложение ординаты с приращением А,ч-1, которое поступает из ЗУП 4. В результате этого в сумматоре / образуется ордината Yi-i- В ЗУП 4 ириращепия ординат размещаются с помощью устройства управления 2 таким образом, что последующее приращенпе ординаты входного сигнала считывается раньще предыдущего. Таким образом, на выходе сумматора / будет образовываться иоследовательность дискретных сигналов, ось времени которых имеет отрицательное направление. Процесс суммирования приращений будет происходить до тех пор, пока не будут выбраны все приращения, записанпые в ЗУП 4. Это время составляет цикл работы устройства. В преобразователе АК 3 после считывания с него координаты Yi и приращения Л, происходит образование новой ординаты КгЧ1 и ириращения . С ириходом нового сигнала считывания весь цикл повторяется, причем иосле заполнения ЗУП 4 ироисходит обновление информации, т. е. стирание старой информации и запись на ее место новой. Поскольку значение любой ординаты входного сигиала (кроме последней) получается суммированием нриращений, то длину ценочки последовательных сложений с заданной ощибкой, а значит и количество нриращепий, помещаемых в ЗУ, можпо оценить с иомощью формулы: , где а - основание системы считывания (в данном случае двоичной); п - количество онераций в последовательной цепочке вычислений; т - количество доиолнительных разрядов, которое определяется из условия точности вычислеиия корреляционной функции. Для вычисления последней с точностью ,2% необходимо 4 двоичных разряда. Если преобразователь аналог - код имеет, например, 9 разрядов, то для вычисления корреляционной функции с указанной точностью избыточными являются 5 разрядов (т 5). При этом п 322- 3-2° 3072. Количество разрядов приращения, номеш аемых в ЗУ, определяется динамической ощпбкой преобразования и выбирается с учетом граничиой частоты исследуемого сигнала, Построеппое таким образом устройство сжатия имеет небольщой объем ЗУ и больщой динамический диаиазон. Предмет изобретения Устройство для сжатия входной информации, содержащее нреобразователь код - аналог, блок управления, выход которого нодключей ко входам преобразователя аналог - код и запоминающего устройства нриращепий, отличающееся тем, что, с целью увеличения быстродействия устройства, оно содержит сумматор приращепий, выход которого

подключен ко входу преобразователя код - аналог, два входа сумматора приращений подсоединены к двум выходам соответственно старших и младших разрядов преобразователя аналог-код, третий вход подключен

к выходу запоминающего устройства приращений, ко входу которого подсоединен выход младших разрядов преобразователя аналог-- код, четвертый вход сумматора приращений соединен с выходом блока управления.