Адаптивный аналого-цифровой преобразователь

Адаптивный аналого-цифровой преобразователь

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ

«i>864552

Союз Советакнк

Социвлнстнчесиив

Ржвубанк (61) Дополнительное к авт. санд-ву— (22) Заявлено 19. 12 ° 79 (2f ) 2855054/18-21 с присоединением заявки Йо— (23) Приоритет

Опубликовано 150981. Бюллетень Мо 34

Р1 М („з

Н 03 К 13/02

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (53) V+K 681. 325 (088.8) Дата опубликованию описания 15.0981

I

«4

«Я (71) Заявитель (54) АДАПТИВНЫИ АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к преобразованию и кодированию информации и используется для эффективного сжатия преобразуемой информации.

Известен адаптивный аналого-цифровой преобразователь, содержащий два счетчика, один из которых реверсивиый, две схемы переноса кода, формирователь временного интервала, схе- 1О мы совпадения "единиц" и "нулей", два триггера, генератор импульсов, два формирователя импульсов, две схемы И, две схемы ИЛИ, и элемент задержки, причем выход формирователя временного интервала соединен с первой схемой И, включенной на выходе накопительного счеФ ика, выходы разрядов которого соединены с первыми входами первой схемы переноса кода, счетный вход реверсивного счетчика через пер- 20 вую схему ИЛИ подключен к -выходам. первой и второй схемы И, входы второй схемы И соединены с выходом генератора импульсов и с "единичным " выходом первого триггера, подключенным через первый формирователь им" пульсов и элемент задержки ко входу формирователя временного интервала, выход которого через второй формиро-. ватель импульсов соединен со вторыми ЗО входами первой схемы переноса кода, с "единичным" входом первого триггера и первым входом второй схемы

И, выходы разрядов накопительного счетчика через вторую схему переноса кода соединены со входами разрядов реверсивного счетчика, выходы разрядов которого через схему совпадения

"единиц" подключены к "нулевому" входу второго триггера, а через схему совпадения "нулей" — ко второму входу второй схемы ИЛИ, выход которой соединен с "нулевым" входом второго триггера причем, единичный" вход . последнего подключен к -выходу первого формирователя импульсов (1 ).

Недостатками данного устройства является высокая динамическая погрешность и низкий коэффициент сжатия информации при незначительном изменении преобразуемой функции во времени.

Цель изобретения — повышение точности за счет уменьшения динамической погрешности и эффективности устройства за счет увеличения коэффициента сжатия информации и расширения функциональных возможностей.

Поставленная цель достигается тем, что в адаптивный аналого-цифровой

864552 преобразователь, содержащий генератор импульсов, блок переноса кода, первый вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ, а вторые входы соединены с выходом разрядов первого реверсивного счетчика, первый вход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ и клеммой "Пуск", два управляющих триггера, входы установки в ноль которых соединены с клеммой "Пуск", при этом счетный вход первого управляющего триггера соединен с выходом блока совпадения нулей и с первым входом первого элемента ИЛИ, а выход второго управляющего триггера соединен с первыми входами двух элементов И и входом формирователя импульсов, выход которого соединен со вторым входом первого элемента ИЛИ, выход второго элемента ИЛИ соединен c ° первым входом второго реверсивного счетчика, первые выходы которого соединены со входами блока совпадения нулей, дополнительно введены регистр сдвига, блок цифрового задания апертуры, цифровой компаратор, блок сдвига совпадающих импульсов и блок переключения, при этом входная клемма устройства соединена спервыми входами блока сдвига совпадающих импульсов и регистра сдвига, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов и со вторым входом блока сдвига, cosпадающих импульсов, третий вход которого подключен к выходу регистра сдвига, а два выхода соединены со счетными входами первого реверсивного счетчика и со вторыми входами двух элементов И, выходы которых соединены с информационными входами блока переключения, управляющие входы которого соединены с выходами первого триггера, а выходы соединены с разнозначными счетными входами второго реверсивного счетчика, вторые входы которого соединены с выходами разрядов блока цифрового задания апертуры, а выход цифрового компаратора соединен с третьим входом первого элемента ИЛИ и со вторым входом второго элемента ИЛИ) первый выход блока сдвига совпадающих импульсов соединен с единичным входом второго триггера, а клемма ."Пуск" соединена с третьим вхбдом регистра сдвига.

На чертеже изображена блок-схема устройства.

Устройство содержит два реверсивных счетчика 1 и 2, регистр сдвига 3, блок цифрового задания апертуры 4, цифровой компаратор 5, блок переноса кода 6, блок совпадения нулей, 7, генератор импульсов 8, блок сдвига совпадающих импульсов 9, блок переключения 10, два управляющих триггера 11 и 12, два элемента И 13 и 14, два элемента ИЛИ 15 и 16, формирователь импульсов 17, входную клемму 18, клем5

20 му "Пуск" 19, выходные шины 20-24, при этом входная клемма 18 устройства соединена непосредственно с первым входом бгтока сдвига совпадения импульсов 9 и через первый вход регистра сдвига 3 - c третьим входом блока 9, второй вход которого, объединенный со вторым входом регистра сдвига 3, соединен с выходом генератора импульсов 8, а выходы соединены соответственно с "плюсовым" и "минусовым" счетными входами реверсивного счетчика 1 и со вторыми входами элементов И 13 и 14, выходы которых соединены с информационными входами блока переключения 10, управляющие входы которого соединены с выходами триггера 12, а- выходы — соответственно с "плюсовым" и "минусовым" счетными входами реверсивного счетчика 2, вход

"установка 1" которого подключен к выходу элемента ИЛИ 16, а одноименные выходы разрядов — к входаМ блока совпадения нулей 7 и к первым входам цифрового компаратора 5, вторые входы которого подключены.к выходам разрядов блока цифрового задания апертуры 4. Клемма "Пуск" 19 устройства подключена к третьему входу регистра сдвига 3 и первому входу реверсивного счетчика 1, входам установки в ноль триггеров 11 и 12 и к первому входуо

ЗО элемента ИЛИ 16, второй вход которой подключен к третьему входу элемента

- ИЛИ 15, к выходу цифрового компара. тора 5 и к клемме 20 первого выхода * устройства. Клеммы 22 второго выхода

ЗЗ устройства подключены к выходам блока переноса кода б. Клемма 21 третьего выхода устройства подключена к выходу блока .совпадения нулей" 7, к счетному входу первого триггера 12

4Q и к первому входу элемента ИЛИ 15, выход которого подключен .к первому входу блока переноса кода 6, вторые входы которого подключены к выходам разрядов реверсивного счетчика 1.

45 Выход блока сдвига совпадения импульсов 9 подключен к счетному входу триггера 11, выход которого подключен к управляющим входам элементов

И 13 и 14 и к входу формирователя импульсов 171 выход которого подключен ко.второму входу элемента ИЛИ 15. Устройство работает следующим образом.

По скгналу на клемме "Пуск" 19 устройство устанавливается в началь55 ное положение. При этом регистр сдвига 3, реверсивный счетчик 1, триггеры 11 и 12 обнуляются, а реверсивный счетчик 2 через элемент ИЛИ

16 устанавливается в положение "1". 4 Входной аналоговый сигнал, предварительно преобразованный в частотноимпуявсный сигнал f>(t), поступает на первые входы регистра сдвига 3 и блока сдвига совпадения импульсов.

На выходе регистра сдвига импульсная

864552 последовательность f< (t) появляется с задержкой, равной T = и t где * йр - емкость регистра сдвйга, t период следования импульсов генератора 8. Эадержанная последовательность импульсов поступает -на третий вход. блока сдвига совпадающих им-пульсов 9, который обеспечивает сдвиг совпадающих во времени импульсов, входной и задержанной последовательности, что необходимо для нормальной работы реверсивных счетчиков 1 и 2 с раздельными входами. На вход "сложение" реверсивного счетчика 1 поступает входная последовательность импульсов fyft) а на вход "вычитание" поступает задержанная последователь- 5 ностЬ импульсов f>(t-T) . Реверсивный счетчик 1 интегрирует импульсы, поступаающие на его счетные входы с учетом знака входов, на которые пЬступают последоватльности. В кача-, @ льный момент после пуска устройства в. течение времени Т импульсы входной частоты поступают только на вход "сложение" реверсивного счетчика 1. За это время в счетчике накопится следующее количество т

И„ -jf„(t)dt -Tf (t), где Т < — - время задержки в регистре { ) - средняя эа время Т часК тота .входных импульсов. 39

Через время Т на вход "вычитание счетчика. 1 начинает поступать заде1нканная последовательность импульcas f (t-Т). Начиная с этого момента в счетчике 1 начинает интегрировать- З ся текущее приращение входной частоты за время Т.

Текущее приращение числа импульcos s счетчике равное

"(1-1 11.()-fg(t.- и.- .%..-, ю е. 40 где t - текущее время.

Общее число импульсов в счетчике

1 равно:

+ 4$

"рс®="е (+.)= (>+Та% { )(. фт

Таким образом, на выходе.реверсив- ного счетчика 1 формируется непрерывно изменяющийся код,.пропорциональный текущей частоте входного сигнала.

После появления на выходах блока сдвига совпадения импульсов 9 первого импульса задержанной импульсной последовательности триггер 11 устанавливается. в единичное состояние, выходным сигналом которого открываются элементы И 13 и 14 и на входы реверсивного счетчика 2 через время

T после пуска начинают поступать последовательности импульсов. Щ

На выходах разрядов счетчика 2 образуется код ЬМ(е):, пропорциональный текущему приращению частоты входного сигнала. При достижении текущимприращением входного сигнала заданной апертуры срабатывает цифровой компаратор 5, сигнал с выхода которого, соответствующий моменту существенного отсчета, выдается на выход 20 устройства и через элемент ИЛИ 15 откры.вает блок переноса кода 6, через который на выход 22 устройства выдается код существенного отсчета,,соответствукеций мгновенному значению входно .го сигнала в момент отсчета. При изменении знака приращения в реверсивном счетчике 2 в моменты перехода чи= сла в счетчике через нуль, соответствующие пересечению входным сигнапоае одного .и того же квантованного уровня, на выходе блока совпадения нулей 7 формируется сигнал, поступающий на выход 21 устройства. Сигналом с выхода компаратора 5 счетчик 2 через элемент ИЛИ 16 устанавливается в "1". Благодаря этому в реверсивном счетчике 2 формируется каждый раз числовой эквивалент приращения входного сигнала относительно предшествующего существенного отсчета. При знакопеременном приращении входного сигнала возможно неоднократное пересечение сигналов одного и того же уровня квантования. При этом число в счетчике 2 уменьшается до нуля, а затем меняется знак приращения. Для обеспечения сравнения ыа компараторе ,5 пряаых кодов чисел в счетчике 2 используется блок совпадения нулей 7 г по сигналу на выходе которого триггер

12 управляет блокоМ 10 так, что сравниваемые последовательности меняют входы поступления на реверсивный счетчик.:Поэтому на выходах разрядов счетчика 2 всегда образуется модуль приращения входного сигнала, знак которого определяется сигналами на выходах триггера I2.

Выдача на выход устройства 22 лишь начального. полного кода преобразуемого сигнала, а затем передача только моментов формирования сущест.венных отсчетов по сигналам на выходах 21 и 20; привязанных к аргументу изменяющейся функции с учетом знака приращения signhN (t), снимаемого с выходов 23, 24 триггера 12, позволяет существенно увеличить коэффициент сжатия информации благодаря тому, что малоинформативные изменения сигнала, не достигшие величины апертуры, не передаются на выход устройства, при этом по этим данным на приемном пункте легко восстановить с заданной точностью преобразуемую функцию.

Кроме того, изменением кода апертуры в блоке 4 можно легко менять заданную точность аппроксимации преобразуемой функции. Все это увеличивает эффективность н расширяет функциональные возможности устройства. Непрерывность формирования цифровых эквивалентов входного сигнала и его приращений позволяет применить цифровые способы

864552

Формула изобретения сравнения и повысить точность как преобразования входного сигнала, так и определения моментов существенных отсчетов за счет уменьшения динамической погрешности преобразования.

Адаптивный аналого-цифровой пре- образователь, содержащий генератор О импульсов, блок переноса кода, первый вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ, а вторые входы соединены с выходами разрядов первого реверсивного счетчика, первый вход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ и клеммой "Пуск", два управляющих триггера, входы установки в ноль которых соединены с клеммой "Пуск", при этом счетный вход первого управляющего триггера соединен 29 с выходом блока совпадения нулей и с первым входом первого элемента ИЛИ, . а выход второго управляющего триггера соединен с первыми входами двух элементов И и входом формирователя д импульсов, выход которого соединен со вторым входом первого элемента

ИЛИ, выход второго элемента ИЛИ сое.динен с первым входом второго реверсивного счетчика, первые выходы которого соединены со входами блока совпадения нулей, о т л и ч а ю щ и й— с я . тем, что, с целью повышения точности и эффективности, в него введены регистр сдвига, блок цифрового задания апертуры, цифровой компаратор, 1 блок сдвига совпадающих импульсов и блок переключения, при этом входная клемма устройства соединена с первыми входами блока сдвига совпадающих импульсов, и регистра сдвига, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов и со вторым входом блока сдвига совпадающих импульсов, третий вход которого подключен к выходу регистра сдвига, а два выхода соединены со счетными входами первого реверсивного счетчика и со вторыми входами двух элементов И, выходы которых соединены с информационными входами блока переключения, управляющие входы которого соединены с выходами первого триггера, а выходы соединены с разноэначными счетными входами второго реверсивного счетчика, вторые выходы которого соединены с первыми входами цифрового компаратора, вторые входы которого соединены с выходами разрядов блока цифрового задания апертуры, а выход цифрового компаратора соединен с третьим входом первого элемента ИЛИ и со вторым входом второго элемента ИЛИ, первый выход блока сдвига совпадающих импульсов соединен с единичным входом второго триггера, а клемма "Пуск" соединена с третьим входом регистра сдвига.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР

9 443479, кл. Н 03 K 13/20, 1974 (прототип.).

°:

ВНИИПИ Заказ 7831/85

Тираж 991 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4