Адаптивный временной дискретизатор Советский патент 1979 года по МПК G08C15/06 H03K13/02 

1

Устройство относится к области информационно-измерительной техники и может использоваться в телеизмерительных системах со сжатием данных при малой априорной информации о широкополосных телеметрируемых параметрах, а также в других случаях, когда требуется сокращение избыточной информации.

Известны дискретизаторы, содержащие блок памяти предыдущего отсчета пороговое устройство и ключ, первый вход которого подключен ко входу устройства, а выход - к выходу устройства и ко входу блока памяти предйдущего отсчета, выход которого соединен с первым входом порогового устройства, второй вход которого связан с шиной задания допустимой погрешности аппроксимации- g-, третий его вход связан с первым входом ключа, второй вход соединен с выходом порогового устройства. Значение амплитуды входного сигнала в момент отсчета x(tQ) запоминается блоком памяти предыдущего отсчета, затем входной сигнсш x(t) непрерывно сравнивается с напряжением, хранящимся в схеме памяти предыдущего отсчета, а ключ открывается тогда, когда

/x(t)-x(to)/ g-, то есть произойдет отсчет l.

Недостатком известных устройств является их малая эффективность, так как в них используется алгоритм нулевой экстраполяции.

Наиболее близким по технической сущности является адаптивный временной дискретизатор, содержащий в

0 одном информационном канале дифференцирующий блок, выход которого через запоминающе-вычитающий блок соединен со входом интегратора, блок сравнения, выход которого под5ключен к шине синхронизации и к выходу устройства, управляющий вход блока сравнения соединен с шиной задания допустимой погрешности апроксимации, управляющие входы запо0минающе- вычитающего блока и интегратора соединены с шиной синхронизации 2 .

С выхода дифференцирующего блока напряжение, пропорциональное первой производной входного сигнала, подается на запоминающе-вычитающий блок, где происходит запоминание этой производной в точке отсчета и вычисление разности между запомненным

0 значением первой производной и ее

текущем значением. Эта разность интегрируется интегратором. Ехлок сравнения срабатывает, если сигнал на выходе инрегратора достигает уровня допустимой погрешности fp-. Одновременно с сигналом дискретизсщии с выхода блока сравнения подаются сигналы .сброс на запоминшошевычитаюйщй блок и интегратор. Этому устройству присуще явление свободного, потока отсчетов, то есть формирование избыточных сигналов дискретк,зации при действительном значении погрешности -аппроксимации, меньшим допустимой величины ,g-, Это происходит из-за разряда конденсатора памяти в запоминающе-вычитающем блоке, а также из-за наличия напряжения смещения нуля на выходе операционно го усилителя интегратора Влияние свободного потока отсчетов возрастает с расширением частотного диапазона устройства, так как при этом необходимо уменьшить постоянную времени интегрирования и величину емкоети конденсатора памяти, что приводит к ускоренному нарастанию сигнала на выходе интегратора до величины допустимой погрешности аппроксима™ ции fg-.

Таким образом, недостатком подобных устройств является узкая полоса частот по входному сигналу при сохранении заданной эффективности.,

Целью изобретения является расйшрение частотного диапазона устройств Цель достигается тем, что в информационный канал введен полюсовой фильтр, вход которого соединен со входом усаройства, а выход со входом дифференцирующего блока и дополнительные информационные каналы, выполненные на последовательно соединенных полосовых фильтраХр дифферекЦиругощем блоке, запом-гнающе-вычитающем блоке,-гслюче и блоке сравнения, первый вкод которого соединен с выходом полосового фильтра, выход подключен к управляющеглу входу ключа, второй вход соединен с управляющим входом устройства, входы полосовых фильтров всех дополнительных информационных каналов подключены ко входу устройства, выходы всех ключей догголнительных информационных каналов сое,динены со вxoдaJvIи сумматора Влок-схема устройства представлена на чертеже.

Устройство содержит полосовые фильтры 1, дифференцирующие блоки

2,дополнительные блокк сравнения

3,запоминающе-внчитшощие блоки 4, интеграторы 5, ключи 6, сумматор 7, блок сравнения 8.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал x(t) поступает на входы Полосовых фильтров 1, в которых осуществляется частотное разделение

спектра сигнала на отдельные полосы .частот. Для каждой из составляющих . спектра сигнала в блоках дифференцирования 2, запоминающе-вычитающем блоке 4 и интеграторе 5 определяется погрешность линейной экстраполяции. Для того, чтобы избежать возможность возникновения свободного потока (избыточных отсчетов), обусловленного увеличением напряжения на выходах интеграторов при неизменном входном сигнале, дополнительные сравнения 3, i порог срабатывания которых равен 6g-, закрывают ключ 6. ;Кшочи б будут открыты только для ;тех частных составляющих входного сигнала, величины которых превышают g- На выходе сумматора 7 образуется напряжение пропорциональное погрешности аппроксимации входного сигнала x(t), экстраполирующим полиномом первой ступени x(t). Блок сравсравнения 8 формирует сигнал дискретизации и сигнал сброс, если (сигнал на выходе сумглатора 7 достигнет уровня допустимой погрешности аппроксимации g-. Входной сигнал x(t) дискретизации поступает на код.1 рование.

Применение устройства позволит значительно увеличить частотный диапазон адаптивного временного дискретизатора при сохранении заданной эффективности, так, например, расширение частотного диапазона в 1000100000 раз усложняетоустройство в 3-5 раз.

Формула изобретения

Адаптивный временной дискретизатор, содержащий в одном информационном канале дифференцирующий блок, выход которого через запоминающевнчитающий блок соединен со входом интегратора, и блок сравнения,, выход которого подключен к шине синхронизации И к выходу устройства, управляющий вход блока сравнения соединен с шиной задания допустимой погрешности аппроксимации, управляющие входы запоминающе-вычитающего блока и интегратора соединены с шикой синхронизации, отличающийся тем, что, с целью расширения частотного диапазона устройства, в информационный канал введен полосовой фильтр, вход которого соединен со входом устройства, а выход со входом дифференцирующего блока, и дополнительные информационные каналы, выполненные из последовательно соединенных полосового фильтра, дифференцирующего блока, запоминающе-вычитающего блока, интегратора, ключа и блока сравнения, первый вход которого соединен с выходом полосового фильтра, выход подключен к управляющему входу ключа, второй вход соединен с управляющим входом устройства, входы полосовых фильтро всех дополнительных информационных каналов подключены ко входу устройства, выходы всех ключей дополнител ных информационных каналов соединены со входаг-от сумматора, выход которого соединен со входом блока сравнения. 156 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Барсуков Ф.И. и Русанов ГО.Б. Элементы и устройства радиотелеметрических систем, М., Энергия, 1973, с. 244. 2. Авторское свидетельство СССР №456361, кл. Н 03 К 13/02, 16.03.73,