Устройство для адаптивной временной дискретизации Советский патент 1980 года по МПК G08C15/06 

Изобретение относится к информационноизмерительной технике н может найти применение в телеизмерительных системах со сжатием данных. Известно устройство для адаптивной временной дискретизаций, содержащее блок разности, ключевой элемент, вход которого подключен к входу устройства, первый выход клю чевого злемента соединен с выходом устройства 1. Недостаток устройства - нкзкая зффективность его работы. Наиболее близким по технической сущности является устройство для адаптивной временной дискретизации, содержащее аналоговый ключевой злемент, выходы которого соединены соответственно с выходом устройства и е входом перестраиваемого фильтра нижних частот, вы ход которого подключен к первому входу блока разности, выход блока разности соединен с входом управляемого генератора импульоов, выход которого соединен с управляющими входами перестраиваемого фильтра нижних чяо тот и аналогового ключевого злемента, линию , задержки 2. Недостатком устройства является невысокая точность, обусловленная погрешностью от задержки, вносимой перестраиваемым фильтром нижних частот. Цель изобретения - повышение точности устройства..Поставленная цель достигается тем, что в устройство введен блок предсказания, вход которого и второй вход блока разности соединены с входом устройства, выход управляемого генератора импульсов подключен к управляющему входу блока предсказания, выход которого соединен с входом аналогового ключевого элемента. На чертеже представлена блок-схема устройства. Устройство содержит блок 1 предсказания, аналоговый ключевой злемент 2, перестраиваемый фильтр 3 нижних частот, блок 4 разности, управляемый генератор 5 импульсов. Блок 1 предсказания предназначен для получетя на вьтходе сигнала, опережающего сигнал не вгр

входе на время t, которое зависит от частоты иШпульсов на управляющем входе блока 1. Блок предсказания может быть построен, например на основе экстраполяционной формулы Тейлора. В частности, для линейной экстраполяции сигнал на выходе определяется следующим образом

)((-tl-1:)R;K(t)-«-t. (t).(1)

Этот алгоритм может быть реализован, например, с помощью последовательно соединенных блока . дифференцирования множительного устройства и сумматора, а также преобразователя частоты в напряжение, причем вход блока дифференцирования соединен с другим входом сумматора и со входом предсказателя, выход сумматора подключен к выходу предсказателя, а управляющий вход предсказателя соединен через преобразователь частоты в напря женйе с другим входом множительного устройства.

Аналоговый ключевой элемент 2 служит для передачи входного напряжения на его выход при появлении импульса на его управляющем входе.

Перестраиваемый фкльтр 3 (ПФИЧ) нижних частот предназначен для получения на выходе восстановленного сигнала по поступающим на его вход дискретам восстанавливаемого сигнала Ширина полосы пропускания ПФНЧ 3 пропорциональна частоте импульсов на управляющем входе.

Блок 4 разности предназначен для получения на выходе напряжения, пропорционального разности напряжений на его первом и втором входах.

Управляемый генератор 5 импульсов, служи для преобразования напряжения на его входе в пропорциональную ему частоту импульсов, на его выходе.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал x(t) поступает на блок 1 предсказания. Экстраполированный на время предсказа1МЯ t сигнал xCt+t) Поступает на вход аналогового ключевого зле,мента 2 и после дискретизации с частотой импульсов управляемого генератора 5 импульсов поступает на вход ПФНЧ 3. Восстановленный по дискретным значениям сигнал с выхода ПФНЧ 3 постуйает на первый вход блока 4 разности, на второй вход которого подается входной сигнал x(t). Напряжение на выходе блока разности пропорцнрнально ощибкё восстановления сигнала, и оно поступает на вход управляемого генератора 5 импульсов, частота выходных импульсов которого пропорциональна ощибкё восстановления (частота может определяться усредненным модулем, среднеква71ратическим значениям шга максимальным значением ощибки). Ширина полосы пропускания ПФНЧ 3 меняется в

767804

соответствии с изменением мгновенного спектра и определяется частотой импульсов управляемого генератора 5 импульсов.

Таким образом, благодаря тому, что время предсказа шя равно времени задержки ПФНЧ 3, в устройстве устраняется погрешность от задержки. Но, в свою очередь, возникает погрещность предсказания (зкстраполирования). Выигрыщ, который обеспечивает предлагаемое устройство, н;апример при линейном предсказании на основе (1), можно оценить следующим образом.

ПФНЧ 3 вносит задержку

t -1

где Д - полоса пропускания ПФНЧ 3,

Дисперсия погрещности чистой задержки на время j определяется соотношением

i .),.

где Ъ - дисперсия входного сигнала; и tj. - нормированная корреляционная

функция входного сигнала. Погрещность линейного предсказания на время tTf, имеет вид

.,(f).0,5p,C5n)..

Тогда выигрыщ по точности в предлагаемом устройстве можно оценить как отношение j/6n

при tj - tn - (при этом погрешность q , обусловленную ограничением спектра за счет ПФНЧ 3, не рассматриваем, так как она одинакова и в предлагаемом устройстве, и в прототице).

Для случая линейного предсказа1шя и нормальных случайных входных сигналов имеем

при p(t)(t() и 0,1 octtZ,

выигрыщ от 1, 2 до 120;

при Рх() е

и 0,(.,

выигрыщ будет от 1,5 до 900.

Величина ( ограничена из условия малости погрещности а (а) Ъ i 1

Таким образом, предлагаемое устройство может использоваться для телеизмерений в тех случаях, когда недопустимо запаздывание (например, при телеуправлении).

Формула изобретения

Устройство для адаггтивной временной дискретизации, содержащее аналоговый ключевой эяемент, выходы которого соединены соответствеино с выходом устройства и с входом перестраиваемого фильтра нижних частот, выход которого подключен к первому входу блока разности; выход блика разности соединен с .входом управляемого генератора импульсов, выход которого соединен с управляющими входами перестраиваемого фильтра нижних частот и аналогового ключевого элемента, отличающееся тем, что, с целью повыщения точности, в устройство введен блок предсказания, вход которого и второй вход блока разности соединены с входом устройства, вы768044 ход управляемого генератора импульсов подключен к управляюи1ему входу блока предсказания, выход которого соединен с входой аналогового ключевого элемента. 5Источники информации, принятые во В1шматше при экспертизе . 1. Авторское свидетельство СССР N 211878 , кл. G 06 G 7/02, 1966. 2. Авторское свидетельство СССР № 579646, o кл. Q08 С 15/06, 1976.