Адаптивный временной дискретизатор Советский патент 1977 года по МПК H03K13/17 G06G7/02 

1

Изобретение относится к измерительной дискретной технике, а именно к устройствам адаптивной временной дискретизации, обеспечивающим компактное дискретное представление ана логовых сигналов.

Известен адаптивный временной дискретизатор, содержащий измерительный элемент, подключень лй первым входом к выходу блока управления, вторым входом - к выходу блока памяти, а выходом - к первому входу блока сравнения l. Измерительный элемент представляет собой четырехплечий резисторно-емкостной-iMOCT , один из резисторов которого управляется параметрически по линейному закону .Поскольку характеристики управляемых сопротивлений (например, полевых тразисторов) существенно нелинейны, обе печить необходимый закон управления на значительном промежутке времени не удается. Из-за этого сужается диапазон изменения промежутка времени между двумя соседними отсчетами, в результате чего на участках медленного изменения сигнала адаптивные свойства дискретизатора .ухудшаются, что является недостатком известного преобразователя.

Известен адаптивный временной дискретизатор, содержащий счетчик импульсоь, изменяющий по линейному закону коэффициент деления управляемого делителя напряжения, на который поступает разностный сигнал с запоминающе-вычитающего блока, блок срав нения, соединенный с управляющим входом ключевого элемента и со входами сброса в нуль счетчика импульсов и запоминакяде-вычитающего блока, а также блок дифференцирования, подключенный ко входу запомннакяде--вычитающего блока,2,

Благодаря применению делителя напряжения с управляемым ,козффициен том деления и счетчика импульсов в известном устройстве расширен диапазон изменения такта измерений. Однако заложенный в нем алгоритм не обеспечивает высокой точности работы.

Цель изобретения - повышение точности,помехоустойчивости и устойчивости дискретизатора к возбуждению достигается тем, что в адаптивный временной дискретизатор, содержащий счетчик импульсов, соединенный с управляемым делителем напряжения, вход которого подключен к выходу запоминакнце-вычитающего блока, блок сравнения, соединенный с управляющим вхолом ключевого элемента и со входами сбро са счетчика импульсов и эапоминающевычитагацего блока, а входы ключевого элемента и запоминающе-вычитающего блока соединены со входной клеммой дискретизатора, введены интегратор, управляемый генератор логарифмической функции и блок вычитания, причем к разрядным выходам счетчика импульсов подключен управляемый генератор логарифмической функции, к выходу уп равляемого делителя напряжения - интегратор, выходы интегратора и запоминающе- вычитакмцего блока соединены с соответствующими входами блока вычитания , а выходы блока вычитания и управляемого генератора логарифмической функции сойдннены со входами блока сравнения. На чертеже приведена струрстурная схема устройства. Дискретиэатор содержит бло1с сравне {ия 1, ключевой элемент 2, запоминающе-вычнтающий блок 3, счетчик импульсов 4, управляемый делитель напр женин 5, управляемый тeF epaтop логарифмической функции 6, интегратор 7, блок вычитания 8, Рассмотрим работу устройства в те чение одного цикла д cкpeтизaцни, приняв начальный момент цикла за нулевой (to 0) . Загюминагоще-вычитающий блок 3 запо минает начальное значение сигнала S(o) и вычитает его из последующих значений .S (-t), т.е. на его выходе вырабаты вается напряжение ф (t)-S(-t) - S (О), к торое поступает на управляемый делитель напряжения 5 и один из входов блока вычитания 8, Импульсы с разрядов счетчика 4 подаются на делитель 5, изменяя во времен- по линейному закону его коэффициент деления. В результате на его выходе вырабатывается напряжениеф (t)Д . Затем, оно чере интегратор 7 поступает на другой вход блоса ньг1итан11я 8.. Одновремен 1О те же импульсы счетчика 4 подаются на управляемый генератор логарифмической функции б (в простейшем случае диодный функциональный .преобразователь) , который по кускам генерирует напряжение iit, Путем умножения на заданную постоянную ,, связанную с допустимой погрешность воастаьовлепия аналогового сигнала на выходе управляемого генератора лот арифмической функции б формируется напряжение Ffnt . Блок сравнения 1 непрерывно сравнивает по абсолютной величине изменяKjaujacR во времени напряжения с блока вычитания 8 и с управляемого генератора логарифмической функции 6. В момент -t , когда ,,t)j ,t| , он вырабатывает импульс сброса. Этот импульс открывает ключевой элемент 2, в результате чего на выходе устройства появляется очередное отсчетное значение сигнала. Тем же импульсом сбрасываются в нуль счетчик импульсов 4 и запоминающе-вычитающий блок 3. Адаптивный временной дискретизатор действует с высокой точностью - на всех участках дискретизации погрешность восстановления не превышает допустимой величины G . Продифференцируем равенство (1) и приведем его к виду 1Ф()-ФН ИСили |S(t)-(Q)4-sHit i e. Функция, стоящая н квадратных скоб-ках, в каждый момент времени определяется значением прямой, проходящей через точку предыдущего отсчета О, &{0) параллельно касательной к сит-налу в текущей точке t, 8()3 . Поскольку любая хорда, соединяющая точки О, 5(0)1 и Т, S{T), где Tit... расположена ближе к сигналу, чем указанная функция, погрешность кусочнолинейной интерполяции по дискретным отсчетам не может превысить допустимой величины Е. Алгоритм слежения за касательной (1), реализованный в устройстве, позволяет определять по двум дискретным отсчетам предшествующему 3(0) и очередному S(i)1 значение производной сигнала в очередной точке как S(t) Затем, производя кусочно-полиномиальную интерполяцию, можно восстановить аналоговый сигнал с погрешностью, значительно меньшей . Таким образом, использование дискретизатора в систв мах телеизмерений должно либо повысить точность восстановления (при том же объеме дискретных сообщений), либо уменьшить объем дискретных сообщений (при той же точности восстановления), что в целом означает повышение коэффициента сжатия информации. Кроме того, наличие в дискретизаторе блока интегрирования повышает его помехозащищенность и устойчивость к возбуждению. Формула изобретения Адаптивный временной дискретизатор, содержащий счетчик импульсов, соединенный с упрс1впяемым делителем напряжения, вход которого подключен к выходу запоминающе-вычитающего блока, блок сравнения, соединенный с управляющим входом ключевого элемента и со входами сброса счетчика импульсов и запоми аю це-в( 1 aoiiieio блока, а входы ключевого элемента и эапоминающе-вы читающетО блока соединены со входной клеммой дискретиэато1а, о т л и ч аю щ и ft с я тем, что, с целью повьлпения точности, помехоустойчивости и устойчивости к возбуждению, в него введены интегратор, управляемый генератор логарифмической функции и блок вычитания, причем к разрядным выходам счетчика импульсов подключен управляемгай генератор логарифмической функции, к выходу управляемого делителя

напряжения - интегратор, выхолы интегратора и запоминающе-вычитакмцеп: блока соединены с соответствующими входами блока вычитания, а выходы блока вычитания и управляемо1-о генератора логарифмическоП функции соединены со входами блока сравнения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Авторское свидетельство СССР 394800, 6 06 6 7/02, 06.07.71.

2.Авторское свидетельство СССР № 24S455, G 06 G 7/02, 20.03.68.

W