Адаптивный временной дискретизатор

 

Изобретение относится к аналоговой технике и может быть использовано при регистрации и передаче сигналов малым количеством данных. Цель изобретения. - расширение области применения за счет возможности дискретизации на основе представления аппроксимирующего сигна ла на подынтервалах в виде линейной комбинации нулевой и первой степени Cos (р) при нелинейной зависимости аргумента входного сигнала от времени и с учетом относительной погрешности, с которой входной сигнал описывает истинный, при обеспечении заданной относительной погрешности восстановления аппроксимирующим сигналом истинного. Адаптивный временной дискретизатор содержит управляемые ключи 1-4, управляемые делители 5-7 напряжения, блок 8 задания допустимой погрешности, вычислители 9-11, компаратор 12, формирователь 13 Cos ($ сумматор 14, блоки 15, 16 памяти, управляемые усилители 17, 18 напряжения, блоки 19 и 20 слежения соответственно за максимальным и минимальным сигналами. 4 ил. Ё О ел 00 00 VJ

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю G 08 С 15/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

В%И

Ы)ЫИТИ- !

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4406494/24 (22) 06.04.88 (46) 23.06.91, Бюл, N. 23 (72) В.Г,Щекотилов и С.Н.Щекотилова (53) 621.398 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1566394, кл, G 08 С 15/06, 10,03.88, (54) АДАПТИВНЫИ ВРЕМЕННОЙ ДИСКРЕТИЗАТОР (57) Изобретение относится к аналоговой технике и может быть использовано при регистрации и передаче сигналов малым количеством данных. Цель изобретения.— расширение области применения за счет возможности дискретизации на основе првдставления аппроксимирующего сигна ла на подынтервалах в виде линейной ком„„5U 1658187 А1 бинации нулевой и первой степени Cos (ф при нелинейной зависимости аргумента входного сигнала от времени и с учетом от носительной погрешности, с которой входной сигнал описывает истинный, при обеспечении заданной относительной погрешности восстановления аппроксимирующим сигналом истинного. Адаптивный временной дискретизатор содержит управляемые ключи 1-4, управляемые делители

5-7 напряжения, блок 8 задания допустимой погрешности, вычислители 9 — 11, компэратор 12, формирователь 13 Cos (p) сумматор 14. блоки 15, 16 памяти, управляемые усилители 17, 18 напряжения, блоки 19 и 20 слежения соответственно за максимальным и минимальным сигналами. 4 ил.

1658187

Изобретение относится к аналоговой и вычислительной технике и может быть использовано для. регистрации и передачи сигналов малым количеством данных, необходимых для восстановления сигнала с максимально допустимой относительной погрешностью.

Известны адаптивные временные дискретиэаторы, формирующие для исходного сигнала f(t) существенные выборки (t(, S(), i

0, N, по которым затем можно генерировать непрерывный кусочно-линейный сигнал

S(t), t (to, tq), восстанавливающий f(t) с требуемой относительной точностью

S(t) = S< s + (t-t> q) (3(-Я)-1)/(t)-tl-s) при g (t(-1, Щ

$(т) — f(t) Е f(t) При t (tO ТМ).

Для всех известных адаптивных временных дискретизаторов в качестве существенных выборок используется исходный сигнал, т.е. S(= 1(тi), i-О, H.

Однако для ряда практических задач имеется необходимость проведения адаптивной временной дискретизации при условии, что дискретиэируемый непрерывный

25 сигнал 4((/)),р (О, к/2) с относительной точностью е, описывает истинный сигнал

1(()()), т.е.

< тэ(1()) — т(У)! еэ т(У). кроме того, аппроксимирующий сигнал яв- 30 ляется непрерывным и на каждом из подынтервалов представляется линейной комбинацией нулевой и первой степени Cos (р), т.е.

S (р) = а)о + ан Сов(ф} при .35 дъ(p — 1.р2 а также требуется обеспечить относительНУЮ тОЧНОСтЬ ЕД (EA ) Еэ ) ВОССтаНОВЛЕНИЯ сигналом S ((р) исходного f(t), т.е.

iS(y)-f(P) @A f(P). и аргумент дискретизируемого сигнала в общем случае имеет нелинейную зависимость от времени t, т.е, на вход дискретизэтора

Поступает 1э(т) и (р) (t).

Цель изобретения — расширение области применения эа счет возможности адаптивной временной дискретизации на основе представления аппроксимирующего сигнала на подынтервалах в виде линейной комбинации нулевой и первой степени cos (ф при нелинейной зависимости аргумента входного сигнала от времени и с учетом относительной погрешности, с которой входной сигнал описывает истинный, при 55 обеспечении заданной относительной погрешности восстановления аппроксимирующим сигналом истинного.

Принципиальная возможность практической реализации дискретизатора основывается на полученных рекуррентных соотношениях.

В качестве выходных параметров дискретизатора используются значения аргумента и аппроксимирующего сигнала p, Sl, ! - О, N, причем pf = О, S0 - f/0), р = л/2, а параметры аппроксимирующего сигнала S (ф определяются через них по формулам а(1 - (Я)-ЯН1)/(Cos p — Cos 1()) — 1): э)о- S)-анСоз р,! = 1, N.

Кроме того, основное условие, по которому последовательно строятся подынтервалы апроксимирующего сигнала, имеет вид

1 - () () 1 +е" 1 и обеспечивает требуемую точность восстановления исходного сигнала f (ф .

На фиг. 1 представлена блок-схема дискретизатора; на фиг. 2-4 — временные диаграммы, поясняющие его работу.

Адаптивный временной дискретизатор (фиг, 1) содержит первый — четвертый управляемые ключи 1-4, первый — третий управляемые делители 5 — 7 напряжения, блок 8 задания допустимой погрешности, первый — третий вычитатели 9 — 11, компаратор 12, формирователь 13 Cos (ф) . сумматор

14, первый 15 и второй 16 блоки памяти, первый 17 и второй 18 управляемые усилители напряжения, блок 19 слежения эа максимальным сигналом. блок 20 слежения за минимальным сигналом.

В блок-схеме (фиг. 1) используют типовые аналоговые блоки эа исключением блоков слежения эа максимальным и минимальным сигналами, а также блока формирования Cos (ф, варианты выполнения которых известны.

Таким образом, условие формирования адаптивного временного подинтервала. которое реализуется в устройстве, имеет вид

1 — EA

-1 — — 1э (а) — я -1

min (Еэ

%9-ГИ 6%Ъ- ЯР-Г + — f, (а) — Si-1

1+EA еах (+Еэ > яа:т;и Йт =акт@- а существенная выборка определяется соотношением

1 «еэ э(а) — 3-1 а@а-1,@(as а — as p-1 )

На основании указанных соотношений существенные выборки, зэ исключением первой, находятся нэ верхней или нижней границе коридора допустимой относительной погрешности. Кроме того, на каждом иэ подынтервалов аппроксимирующего сигна1658187 ла, за исключением последнего, существует хотя бы одна внутренняя точка, в которой имеется касание аппроксимирующего сигнала с границей коридора допустимой погрешностии. 5

Адаптивный временной дискретизатор работает следующим образом.

Перед началом адаптивной дискретизации сигналов f>)rp)t) и р(1) в блок 16 заносится единичный сигнал, в блок 8 задания 10 допустимой погрешности — значения

1 +er< 1 ед

+ . и „, блоки слежения эа макси1+ ; 1 — е, мальным 19 и минимальным 20 сигналами устанавливаются в исходное состояние. 15

Адаптиг ая дис ретизация сигналов f>(p (t) и (t) начинается при поступлении разрешают.,его сигнал"., :а второй иход, по которому он проходит чер -, . ключ 1, заносится в блок

15 и посту", àñò на первый выход дискрети- 20 затора в качестве нулевой выборки So. Сигнал f> p (t) начинает поступать на первые входы делителя 5 и усилителя 17 напряже1 — ед ния, гд". формируются сигналы, f

1 — еэ

1 -сд (p(т))и f/ (t)),которые поступают со1 -е, ответственно на первый 9 и второй 10 вычитатели, где из них вычитается значение предыдущей существенной выборки Ь->, поступающей с блока 15. В вычитателе 11 формируется сигнал Соз (p) -Cos (p — $, причем cos (p — ) поступает с блока 16, а

Cos p — с выхода формирователя 13, на вход которого поступает р (с) с третьего входа дискретиэатора. B управляемом делителе 6 напряжения формируется сигнал

g (t) =- (- f(p(l)) — 5 — фсоз(р) — соз(р — 1))

1 — е, 40

В управляемом делителе 7 напряжения формируется сигнал д (t) = (f(p(t)) — 5 — фсоз(р) — соз(р — 1))

В блоке 19 слежения эа максимальным сигналом формируется сигнал а т) = maxg (а). а,(— q, t)

В блоке 20 слежения эа минимальным сигналом формируется сигнал а+(т) = т)па (а), (5 — q, t)

Сигнал а () поступает на вход усилите- 55 я 18 напряжения, где формируется сигнал (t) (Cos p — Cos p — 1 ), который поступает

/ на сумматор 14, на второй вход которого поступает Rp — q) а сигнал S p — +а (t) (Cos ф -Cos p — () поступает на вход ключа 2.

Сигнал а (t) и à (t) поступают на входы компаратора 12, на выходе которого формируется сигнал в сл;чае a(t) >à (t), который организует завершение текущего цикла дискретизации. Через ключ 2 по сигналу с компаратора 12 пропускают существенную выборку на первый выход дискретизатора и заносят это значение в блок 15 памяти. По сигналу с выхода компаратора 12 пропускают значение Cos р через ключ 4 в блок 16.

По этому же сигналу через ключ 3 р пропускают на второй выход дискретизатора. По сигналу с выхода компаратора 12 блоки слежения эа максимальным 19 и минимальным

20 сигналами подготавливаются к следующему циклу работы. По окончании поступления сигналов на входы устроиства организуют принудительное завершение подынтервала дискретизации по аналогичной схеме.

Формула изобретения

Адаптивный временной дискретизатор, содержащий первый управляемый ключ, первый вход которого объединен с первыми входами первого управляемого усилителя напряжения и первого управляемого делителя напряжения и является первым входом дискретиэатора, второй вход первого управляемого ключа является вторым входом дискретиэатора, выход соединен с входом первого блока памяти, объединен с выходом второго управляемого ключа и является первым входом дискретизатора, блок задания допустимой погрешности, входами соответственно первого управляемого делителя напряжения и первого управляемого усилителя напряжения, выходы которых соединены с первыми входами соответственно первого и второго вычитателей, выходы первого и второго вычитателей, выходы первого и второго вычитателей соединены с первыми входами соответственно второго и третьего управляемых делителей напряжения, выходы которых соединены с первыми входами соответственно блока слежения за максимальным сигналом и блока слежения эа минимальным сигналом, выход блока

Слежения за максимальным сигналом соединен с первым входом компаратора, выход которого соединен с первым входом второго управляемого ключа, и вторыми входами блока слежения эа максимальным сигналом и блока слежения за минимальным сигналом, выход которого соединен с вторым входом компаратора и первым входом второго управляемого усилителя напряжения, вторые входы которого обьединены r вторыми входами второго и третьего управляемых

1658187

20 8 делителей напряжения, выход второго управляемого усилителя напряжения соединен с первым входом сумматора, выход которого соединен с вторым входом второго управляемого ключа, выход первого блока 5 памяти соединен с вторыми входами сумматора и первого и второго вычитателей, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью расширения области применения за счет воэможности дискретизации на основе 10 представления аппроксимирующего сигнала на подынтервалах в виде линейной комбинации нулевой и первой степени Cos (ф, в дискретизатор введены формирователь

Cos (p), третий и четвертый управляемые 15 ключи, второй блок памяти и третий вычитатель, выходы которого соединены с вторыми входами второго и третьего управляемых делителей напряжения, вход формирователя Cos (ф объединен с первым входом третьего управляемого ключа и является третьим входом дискретизатора, выход формирователя Cos (р) соединен с первыми входами третьего вычитателя и четвертого управляемого ключа, выход которого соединен с входом второго блока памяти, выход которого соединен с вторым входом третьего вычитателя, вторые входы третьего и четвертого управляемых ключей объединены и подключены к выходу компаратора, выход третьего управляемого ключа является вторым выходом дискретиэатора .

1658187

Редактор И.Шулла

Заказ 1715 Тираж 327 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва. Ж-35. Рауыская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул.Гагарина. 101

1еу(ай

Составитель H. бочарова

Техред М.Моргентал Корректор М. Максимишинец