Алаптивный временной дискретизатор Советский патент 1980 года по МПК G08C19/28 

1

Изобретение относится к телеметрии и может найти применение в системах сокращения избыточности инфор- мации.

Известны устройства адаптивной дискретизации, содержащие сумматор, программный блок, аналого-цифровой преобразователь, блок сравнения, блок запоминания контрольных величин, буферный блок til .

устройства обладают ограниченными функциональными возможностями и невысоким коэффициентом сжатия.

Наиболее близким по технической сущности является адаптивный временной дискретизатор, содержащий блок сравнения, входы которого соединены с выходом блока значений апертуры и с выходом первого блока экстраполяции, первый вход которого соединен с первым входом ключевого элемента, второй вход которого и второй вход первого блока экстраполяции подключены ко входу дискретизатора,а выход ключевого элемента соединен с выходом дискретизатора i;2J.

Недостаток устройства тот, что дискретизатор обладает ограниченными функциональными возможностями,

так как экстраполяционный поиск про.ивводитея только по предыдущим существенным выборкам.

Цель изобретения - расширение

5 функциональных возможностей дискретизатора.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены дополнительные блоки сравнения, дополниJQ тельные ключевые элементы, элемент ИЛИ, асинхронный триггер и второй и третий блоки экстраполяции, входы которых подключены соответственно ко входу дискретизатора, к выходам

J5 дополнительных ключевых элементов, к первому входу ключевого элемента и к выходу элемента ИЛИ, выходы второго и третьего блоков экстраполяции соединены с первыми входами со2Q ответствуквдих дополнительных блоков сравнения, вторые входы которых соединены с выходом блока значений апертуры, выходы дополнительных блоков сравнения подключены к первым

25 входам соответствующих дополнительных ключевых элементов и ко входам элемента ИЛИ и асинхронного триггера, выход которого соединен со знаковым выходом дискретизатора, вторые входы дополнительных ключевых элементов соединены с выходами сравнения. На фиг, 1 изображена блок-схема устройства; на фиг. 2 - диаграмма, поясняющая работу устройства. Устройство содержит ключевой элемент 1, второй и третий блоки 2 - 2ч экстраполяции, блок 3 значений апертуры, первый блок 4 экстраполяции, дополнительные блоки 5f 5 сравнения, блок 6 сравнения, элемент ИЛИ 7, дополнительные ключевые элементы - 8 , асинхронный триггер 9. Рассмотрим работу устройства в течение одного интервала аппроксимации, приняв, что в момент времени fco 5 О предыдущий интервал закончил ся нахождением существенного значения j Cfco) . Блок 4 экстраполяции запоминает значение - (t-o) и экстраполирует прямую по линии, касатель ной для каждого последующего значения сигнала J( (t) , в направлении назад к значению (to) ив мо мент Ьо О вычисляет разность u(t))y(to)-il(t)-t.i Влок 6 сравнения сравнивает эту разность с величиной ± ,задаваемой блоком 3 значений апертуры, и в моменты времени t величина at;, либо превышает зна чение 4-6 , то есть uliif} . либо становится меньше -, , то есть u(bj,g) - - , вьщает сигналы, не совпадающие по времени, через первый 8 и второй 82, дополнительные ключевые элементы (до прихода первых импульсов с начала интервала они от крыты) на управляющие входы двух бло ков 2 и 2,; экстраполяции. При этом в моменты времени ttH и блоки , 2 экстраполируют прямую вперед по линии, касательной в точках у () и 6(б) вычитая зна чения этих прямых из текущего эначе ния сигнала ft) .Полученные раз M-yW-yt4H)-ii(4HVtt-t-, i l4b)yW-y(t-g,)-y{4b)-Ct-4a,) поступают на входы дополнительных блоков 5 и Sj сравнения, где проис ходит сравнение этих величин СО зна чениями,поступающими с блока 3 знач нй апертуры. Если Д (i IH или А ( , то на соответст вующем выходе дополнительных блоков 5,, 5 сравнения появляются сигналы которые поступают на управляющие вх ды дополнительных ключевых элементо 8i и 8,j, , запрещая прохождение очере ных импульсов с блока 6 сравнения в последующие моменты времени и . . В противном случае дополн тельные ключевые элементы 8 и 8 о крыты. Указанная процедура продолжается до тех пор, пока не выполнится одно из условий: ul-i - или ft-Lb) - -t 2& .В этом случае на втором выходе первого или соответственно второго дополнительных блоков 5,55, сравнения появляется сигнал,который проходит через элемент ИЛИ 7 на управляющий вход ключевого элемента 1 и открывает его,тем самым пропуская сигнал с входной клеммы на выход устройства. Сигнал с выхода элемента ИЛИ 7 поступает также на управляющий вход блока 4 экстраполяции и последний, запоминая очередное существенное значение входного сигнала, продолжает работу на новом интервале аппроксимации, кроме этого, этот же сигнал, поступая на первые .управляющие входы двух блоков 2 и 2 экстраполяции, прекращает их работу. Фиг. 2 поясняет работу предложенного устройства. Как видно из рисунка, в момент времени to - О закончился предыдущий адаптивный интервал, выявив существенную ординату у (to) . В момент отрезок прямой, проведенной назад по линии ка-. сательной, совпал и превысил значение предыдущей существенной ординаты, то есть У((1н). M4)-yiy-Hi4vyKW Появившийся в этот момент сигнал на одном из выходов блока 6 сравнения, пройдя, например,через ключевой элемент 8, запускает в работу блок 2 экстраполяции, который экстраполирует вперед отрезок прямой по линии, касательной в точке t-fH В момент времени tfg, . выполняется условие uriyg)- /и запускается в работу другой блок 2 экстраполяции. На одном из выхо.дов блока б сравнения в момент, времени возникает сигнал, который, проходя ч.ерез дополнительный ключевой момент 8, запускает в работу блок 2 экстраполяции, и последний начинает экстраполировать новую прямую по касательной для времени 12W вычисленной в точке ()-. В рассматриваемый момент времени t/iH ключевой элемент 8(j. открыт , так как А (2н) О , а ,это означает, что значение пря мой,которую экстраполировал блок 2) на отрезке, () / taw / в момент времени лежало ниже значения нижней границы коридора, т. е. (Чн)-- а-(Чн) ,Hi (( )-У(н)-уМа2„- н)70. Работа устройства в момент времени -Ьзь аналогична работе в момент Ч/5.И I только в этом случае начинает экстрапол-ировать новую прямую блок 2 экстраполяции. . В момент ti,n величина ( и ключевой элемент Sij закрыт, тем самым запрещено прохождение сигнала с первого выхода блока 6 сравнения, и в связи с этим блок 3 продолжает экстраполяцию прямой по предыдущей касательной, полученной для точки ijw Работа устройства продолжается подобным образом до тех . пор, пока экстраполирующая прямая по касательной., проведенной к одной из точек нижней или верхней границы коридора допустимой максимальной погрешности , не пересечет соответственно верхнюю или нижнюю границу казанного коридора, то есть в нашем случае до выполнения условия

)-Hy(i2HV ay{T,

МАИ

(иэ)-Я(2чН(си( восстановления сигнала по существенным значениям, полученным при работе предлагаемог9 устройства, необходимо предьщущую существeHHyKy swборку соединить отрезком прямой со значением последующей, увеличе НСй или уменьшенной, в зависимости «от п§.реданного дополнительного знака величину погрешности аппроксима 1ии. Тогда максимальное отклонениеисходного сигнала от этой прямой не превысит допустимого значения t на фиг. 2 видно также, что полученнук длину интервала аппроксимации можно разбить на два участка. Участок длиной Тц представляет собой интервал, который получается при интерполяционной процедуре поиска сущесфвенных значений, а участок Тд при дальнейшей экстраполяции.

Таким образом, предложенным устройством реализуется процедура поиска существенных ординат, совмещающая интерполяцию с экстраполяцией, что дает максимальную эффективност среди известных устройств дискретизации на базе полинома первого поря ка с адаптацией по интервалу аппроксимации, причем работа устройства происходит в реальном масштабе времени.

Формула изобретения

Адаптивный временной дискретизатор, содержащий блок сравнения, входы которого соединены с выходом блока значений апертуры и выходом первого блока экстраполяции, первый 9ХОД которого соединен с первым входом ключевого элемента, второй вход i/coToporo и второй вход первого блока экстраполяции подключены ко входу дискретизатора, выход ключевого элемента соединен с выходом дискретизатора, отличаю, щийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены дополнительные блоки сравнения, дополнительные ключевые элементы, рлемент ИЛИ, асинхронный триггер, второй и третий блоки экстраполяции, входы которых подключены соответственно ко входу дискретизатора, к вь ходам дополнительных ключевых элементов, к первому входу, ключевого элемента, и к выходу элемента ИЛИ, выходы второго и третьего блоков экстраполя;ции соединены с первыми входами соот|Ветствую1цих дополнительных блоков :Сравн ения, вторые входы которых соеди|нены с выходом блока значений аперту-г ры, выходы дополнительных блоков сравнения подключелы к первым входам соответствующих дополнительных ключевых элементов и к входам элемента ИЛИ « асинхронного триггера, выход которого соединен со знаковым выходом дискретизатора, вторые входы дополнительных ключевых элементов соединены с выходами блока сравнения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Воздушно-космическая телеметрия. Под ред. К.Н.Трофимова. М., Военное изд-во МО СССР, 1968,

с. 192-206.

2.Авторское свидетельство СССР №575770, кл. U Об & 7/02, 1976 (прототип). io-0 tfM tfe z« iitH V w