Адаптивный временной дискретизатор

Адаптивный временной дискретизатор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

257I6I

Союэ Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 04.VI1.1968 (№ 1254166/18-24) с присоединением заявки ¹

Приоритет

Опубликовано 11.Х1,1969. Бюллетень ¹ 35

Дата опубликования описания 7.IV.19?0

Кл. 42m, 3/00 комитет по делам иэооретеиии и OtNpblTHA при Совете 1йииистров

СССР

МПК С 06)

УД 1 681.337 (088.8) Авторы изобретения

Д. Е. Звонков и Ю. В. Ситкии

Ленинградский политехнический институт им. М. И. Калинина

Заявитель

АДАПТИВНЪ|Й ВРЕМЕННОЙ ДИСКРЕТИЗАТОР

Изобретение относится к области вычислительной техники и дискретных измерений, изменяющихся во времени электрических сигналов, и употребляется при необходимости сокращения избыточности информации.

Известны адаптивныевре,м енные дпскретизаторы (АВД), содержащие блок управления, блок моделирования аппроксимирующего полинома, реверсивный счетчик и узел выдачи команды на измерение.

Предложенный дискретизатор отличается от известных тем, что в нем .первые три выхода блока управления соединены с соответствующи ми входами блэка моделирования аппроксимирующего полинома, четвертый выход бло,ка управления соединен с первым входом реверсивного счетчика, à пятый — со входом управления узла выдачи команды на измерение, один вход блока управления служит входом дискретизатора, а другой его вход соединен с выходом узла выдачи команды на измерение, подсоединенным также к четвертому входу блока моделирования аппроксимирующего,полинома и служащим выходом дискретизатора; первый выход блока моделирования аппроксимирующего полинома соединен со вторым входом реверсивного счетчика, а вто,рой его выход соединен с третьим входом реверсивного счетчика; выход реверсивного счетчика соединен со вторым входом узла выдачи команды на измерение.

Дискретизатор также отличается тем, что в нем блок управления выполнен в виде генератора тактовых импульсов, ключей дешифратора, триггера, схемы «ИЛИ» и коммутатора, причем выход генератора тактовых импульсоз через ключи соединен соответственно с первым входом дешифратора и первым входом триггеlo ра, выходы триггера соединены соответственно с первым входом схемы «ИЛИ» и первым входом коммутатора, выходы дешифратора соединены соответственно со входам.и управления ключей, вторым входом схемы «ИЛИ» и

15 вторым и третьим входами коммутатора,,первый, второй .и третий выходы коммутатора служат соответственно первым, вторым и четвертым выходами блока управления, выход схемы «ИЛИ» и выход триггера, соединенный

2О с первым входом коммутатора, служат соответственно третьим и пятым выходами блока управления, четвертый вход коммутатора и соединенные между собой вторые входы триггера и дешифратора служат соответственно пер2S вым и,вторым входами блока управления.

Дискретизатор также отличается тем, что в нем блок моделирования аппроксимирующего полинома выполнен в виде реверсивных счет. чиков и блоков, переписи, причем выход .первоЗО го счетчика соединен с первым входом одного

257161 блока переписи, первый выход когорого соединен с одним входом второго реверсиьногÎ счетчика, выход последнего соединен с одн:1и пе11 еп11си; Il P Bi lli вход ,первого реверсивного счетчика служит первым

BXOgOit блошка Моде,"tttpOBaii!Itt aiilipotlcIIII!tpi 10щего полпнома, вторые входы c÷åò÷èêOB соединены меж!у собой и служат вторым входом блока моделирования, .второп вход первого блока переписи слугкиг третьим .входом блока моделирован11я, выход второго блока переписи слухкпт первым выходом блока моделирования аппроксимирующего поли 1ома, второй выход первого блока переписи соединен со вторым входом второго блока,переппс;! и служи Г Втсрыл! в1 1хсдо Олока ъ!Оде iltpoDBния.

Кроме того, дискретпзатор отличается тем, что в нем узел:выдачи команды па измерение выполнен в виде схем «ИЛИ» и «И», приче» выход схемы «ИЛИ» сэед1шен с одним входом схемы «И», второй вход которой служит входом управления узла, а выход — выходом узла,,входы схемы «ИЛИ» c iy)«ai. вторыми Входами узла.

На фиг. 1 изображена структурная схема данного АВД; на фиг. 2 — блок управления

АВД; на фпг. 3 — блок моделирования текущего значения аппроксимирующего полинома п редлагаемого АВД; на фиг. 4 — узел выдачи команды на измерение АВД.

На фигурах приняты следующие обозначения: 1 — iBx03, дискретизатора; 2 — выход дпскретизатора; 8 — блок моделирования текущего значения аппроксимирующего полинома;

4 — реверсивный счетчик для определения величины отклонения промоделированного текущего значения аппроксимирующего полинома от текущего значения процесса; 5 — узел выдачи команды на измерение; б — блок управления; 7 — 15 — цепи управления и коммутации; 1б — реверсивный счетчик для определения и запоминания первой конечной разности;

17 — блок переписи первой конечной разности, 18 — реверсивный счетчик для моделирования и полинома вида г (1! ) +) АР; 19 — блок переписи промоделпрованного значения аппроксим ирующего пол ином а; 20 — генератор тактоBblx импульсов; 21 — распределитель импульсов; 22 и 28 — ключи; 24 — счетчик с дешнфратором; 25 — коммутатор; 26 — логическая цепь «ИЛИ»; 27 — триггер; 28 — логическая цепь «ИЛИ»; 29 — логическая цепь «И».

В качестве исходного .выражения, определяющего алгоритм работы данного АВД, использовано выражение вида

ГЯ вЂ” (Е (4-! ) + пт=4а, (1) где F(t) — текущее значение процесса;

1 (4 д ) — значение процесса в начале участка ннтер г1олирования;

46 — уста вка;

ЛР— конечная разность первого пор!1дка, вычисленная в течение первых

65 двух тактов от начала участка интерполирования; и — число тактов АВД на участке интерполирования.

В дальнсйшем для того, чтобы максимально

1ц пользовать однотипные узлы и элементы ,прн реализации устройства при моделировав!и! члена п. Г операция умножения заменяетс» операцией последовательного суммироваи ния !! раз значения ЛР(ХЛР).

В результате этого операции решения алгор1:тма выполняются в устройс.пве главным образом одноти пным узлом-счетчиком, а проверка равенства (1) осуществляется с помощью логических элементов (логические цепи

«ИЛИ», «И»).

АВД реализует алгоритм, выражение которого имеет вид (1), и структурная схема его приведена на фиг. 1. Он состоит из блока моделирования 8, на входы которого подключены цепи 7, 8, 9, а два его выхода 14 и 10 подкл:очены на соответствующие входы реверсивного счетчика 4, причем на третий вход реверснt;ttol.о счетчика .подключена цепь 11. Кодовый выход 15 реверсивного счетчика 4 соединен со входом узла 5 выдачи, команды на измерение, на другой вход которого подключена цепь 12. Выход узла выдачи кома !ды на измерсние 5 подключен цепью 18 ко входу блока моделирования 8 и входу блока управления б, на другой вход которого, подключена исследуема t величина, а выходы блока управления явля;Отся цепяь!и 7 — 9, 11, 12, которые,подклю чены соответственно ко входам блока модели. рования, реверсивного счетчика и узла выдач!1 команды на измерение.

Для обеспечения работы устройства по за данному алгоритму использован блок упра влеппя б, включающий в себя генератор тактовых импульсов 20, выход которого подключен па входы ключей 22.п 28, причем выход ключа

22 подан на счетчик с дешифратором 24, имеющим четыре выхода, два из которых .подключены ко входам кои:!утатора 25, один — ко входам ключей 28, 22 и один подключен на логическую цепь «ИЛИ» 2б, имеющую выход, под!;л1оченный к tBblxogу 9 блока управления б, а на второй, вход логической цепи «ИЛИ» 2б подключен один нз !BbixOQDB триггера 27, который своим входом,подключен к выходу ключа

28; второй же выход триггера 27 подключен на выход 12 блока управления и на третий вход коммутатора 25, четвертый вход которого подключается ко входу блока управления, и выходы коммутатора 25 подключены к .ВыхОдам 7, 8 и 11 блока управления. Вход 18 блока управления соединен со входами триггера 27 и счетчика с дешифратором 24.

Блок моделирования текущего значения процесса состоит из реверсивного счетчика 1б, входы которого подключены ко .входам 7, 8 блока моделирования 8, а выходы реверсивного с1етчпка 1б подключены на входы блока пере!виси 17. Блок переписи 17 одним из свОиХ

257161 входов подключен ко входу 9 олока моделирования 3, а выходы его поданы в реверспвный счетчик 18, блок переписи 19 и на выход

10 блока моделирования 3. Реверсцвный счетчик 18 своим входом подключен ко входу 8 блока моделирования 3, выходы же его,поданы на второй вход блока переписи 19,,подключенного выходами к выходу 14 блока моде7IIрования 3.

Реверсивные счетчики 16 и 18 имеют входы, которые подключены ко входу 13 блока моделирования 3.

Узел сравнения и выдачи команды на измерение 5 предлагаемого АВД состоит из логической цепи «ИЛИ» 28, соединенной входами со входом 15 узла выдачи команды на измерение 5, а выход ее подан на один из входов логической цепи «И» 29, другой вход которого подключен к входу 12 узла 5 выдачи команды на измерение, а выход логической цепи «И» подключен к выходу 13 узла 5.

Рассмотрим работу устройства АВД (см. фиг. 1). В начале очередного участка интерполяции,;которое определяется сбросом (выход 13), блок управления б подключает входную величину F(t) на время одного такта по цепи 7 к реверсивному счетчику 16 блока моделирования 3. В следующем такте устройства АВД блок управления 6 подключает входную величину F(t) по цепи 8 к реверсивным счетчикам 16 и 18 блока моделирования 3. так что la течение двух тактов в начале участка интерполирования в блоке моделирования 3 на реверсивном счетчике 16 будет вычсле Ia u запомнена первая конечная разность Л1, а на реверсивном счетчике 18 запомнено значени; процесса F(t I). Затем по команде с блока управления (цепь 9), поступившей в блок преписи 17 блока моделирования 3, перекладывается ЛР в реверсивный счетчик 18, суммируясь алгебраически с запомненным значением процесса, при этом моделируется полип ном вида F(tI I ) +ХЛ1-. По сигналу конца переписи ЛР (цепь 10) запустится блок переписи 19, при этом,промоделированное значение из реверсивного счетчика 18 блока моделирования 3:перепишется в реверсивный счетчик 4, а из,промоделированного текущего значения аппроксимирующего полинома вычитается текущее значение процесса, которое поступает по команде олока управления 6 на вход 11 реверсивного счетчика 4.

Тем самым на реверсивном счетчике 4 определяется величина отклонения промоделпрованного текущего значения аппроксимирующего полинома от текущего значения процесса.

По команде с блока управления б (цегь 12) сравнивается величина отклонения, полученного на реверсивном счетчике 4, с уставкой.

Эту задачу выполняют логические цепи

«ИЛИ» 28 и «И» 29 узла выдачи команды на измерение 5.

В случае, если величина отклонения промоделированного текущего значения аппрокси5

65 мпрующего полинома от текущего значения процесса превзойдет 4б „(уставка), то АВД по цепи 13 выдаст команду на измерение и

cIIII.a7 «сорос» для устройства АВД, который поступит в блок управления 6 и в блок моделирования 3. Прп этом восстанавливается исходное состояние элементов устройства АВД.

В случае, если величина отклонения меньше

4,„, тогда по команде с блока управления б (цепь 9) блок переписи 17 блока моделирования 3 переложит еще ЛГ в реверсивный счегчпк 18, сбросится предыдущая величина отклонения в реверсивном счетчике 4, а в пего перепишется по:.оманде с блока переписи 17 (цепь 10) новое промоделпрованное значение.

Из вновь заппсапного значения в реверсцвный счет шк 4 вычтется по команде с блока управления 6 текущее значечпе,процесса, поступающее по цепи 11. Полученное прц этом новос отклонение сравнивается с уставкой 4б по команде, поступающей с блока управленйя по цепи 12 iB узел выдачи команды на измерение.

Если величина отклонения меньше, чем 4б„, то повторится .перепись ЛР в реверспвный счет шк 18, а вновь промолелпрованное значение перепишется в реверсцвный счетчик 4, который перед переписью будет сброшен на 0 командой, поступившей из блока переписи 17.

Из вновь промолелпрованного значения вычтется текущее значение. а величина нового отклонения сравш.тся с уставкой 46,„. Операции моделирования будут повторяться до тех пор, пока величина отклонения не превзойдет уставкп 4о, Прп этом появится команда на измерение и сигнал сброса устройства АВД.

После сброса работа элементов повторится: сначала будет определена ЛЕ, затем запомнена величина 1.(й I). промоделирована сумма и

F (tI — ) + Х .yF проведено сравнение этой суммы с текущим зцачечце» F(!) и т. д. как описано выше.

Предмет изобретения

1, Адаптивный временный дискретцза гор, содержащий блок управления, блок моделирования аппроксимирующего полпнома, реверсцвный счетчик, узел выдачи команды на измерение, отлпча о цийся тем, что. с целью расширения области применения устройства, в пем первые трп выхода блока управления соединены с соответствующими входами блока моде 7IIpoI a«IIII аппроксимирующего полино»а. четвертый íыход блока управления соединен с первым входом реверсивного счетчика, а пятый — со вхолом управления уз.7а выдачи команды на измерение, один в. од блока управления служит входом дискретизатора, а другой его вход соединен с выходом узла выдачи команды на измерение, подсоединенHbIhI также к Re7 BeDTOII) входу 0.|701<3 M 0+ 7нрованця аппроксимирующего полпнома и служащим выходом дцскретизатора; первый .выход блока моделирования аппроксимирующего полинома соединен со вторым входом ревер257161 сивного счетчика,. а второй его выход соединен с третьим входом реверсивного счетчика; выход реьерсивного счетчика соединен со вторым входом узла выдачи команды на измерение.

2. Дискретизатор,по п. 1, отличпющийся тем, что, в нем блок управления выполнен в виде генератора тактовых импуль|сов, ключей, деши фратора, триггера, схемы «ИЛИ» и коммутатора, причем выход генератора тактовых импульсов через ключи соединен соответственно с первым входом дешифратора и первым входом триггера, выходы триггера соединены соответственно с .первым входом схемы «ИЛИ» и первым входом коммутатора, выходы дешифратора соединены соответственно со входами управления ключей, вторым входом схемы «ИЛИ» и вторым и третьим входами коммутатора, первый, второй и третий выходы коммутатора служат соответственно первым, вторым,и четвертым выходами блока упра вления, выход схемы «ИЛИ» и выход триггера, соединенный с первым входом коммутатора, служат соответственно третьим и.пятым выходами блока управления, четвертый вход коммутатора и соединенные между собой вторые входы триггера и дешифратора служат соответственно первым и вторым входами блока управления.

3. Дискретизатор по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что в нем блок моделирования аппроксимирующего .полинома выполнен в виде реверсивных счетчиков и блоков переписи, при5 чем выход первого счетчика соединен с первым входом одного блока переписи,,первый выход которого соединен с одним входом, второго реверсивного счетчика, выход пбследнего соединен с одним входом второго блока переписи;

10 первый вход перьвого реверсивного счетчика служит перовым входом блока моделирования аппроксимирующего полинома, вторые входы счетчиков соединены между собой и служат вторым входом блока моделиравания, второй

15 вход первого блока переписи служит трегьим входом блока моделирования, выход второго блока переписи служит перовым |выходом блока моделирования аппроксимирующего полинома, второй выход первого блока переписи

20 соединен со вторым входом второго блока переписи и служит вторым выходом блока моделирования.

4. Дискретизатор по пп. 1 — 3, отличающийся тем, что, в нем узел выдачи команды

25 на измерение выполнен в виде схем «ИЛИ» и

«И», причем выход схемы «ИЛИ» соединен с одним входом схемы «И», второй вход которой служит входом управления узла, а выход — выходом, узла, входы схемы «ИЛИ» слу30 жат вторыми входами узла, Фиг. Я

Составитель Л. Б. Дмитриева

Редактор Э. Н. Шибаева Техред Т. П. Курилко Корректор Г. П. Шильмаи

Заказ 705/10 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва Ж-35, Раушская наб., д. 4)5

Типография, пр. Carr>нова, 2