Многоканальное устройство для сжатия цифровых данных

Многоканальное устройство для сжатия цифровых данных

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

«i>919115 (61) Дополнительное н авт. свнд-ву(22) Заявлено 280780 (21) 2960303/18-09 с присоединением заявки ¹(23) Приоритет

Опубликовано 0713482. Бюллетень ¹ 13

Дата опубликования описания 0704.82 (51)M Кп з

Н 04 J 6/00

Н 04 J 3/18

I îñóààðñòâåííûé комитет

СССР но яеаам изобретений и открытий (33) УДК 621 394.6 (088.8) В.Н. Силаев, В. В. Тихонов, В. К. Гарипов, Б. Т. Добрица, Ц.В. Иахарашвили, Ю.A.Oíèùåí êî, В. И . Попов и Ю.Л. Свалов (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) МНОГОКАНАЛЬНОЕ YCTPOHCTBO ДЛЯ СЖАТИЯ

ЦИФРОВЫХ ДАННЫХ

Изобретение относится к технике электрической связи и может использоваться в системе передачи телеметрической информации с сокращением избыточности цифровых данных.

Известно устройство для сжатия цифровых данных, содержащее коммутатор каналов, блоки преобразования входных величин, т.е. собственно блоки сжатия, блоки управления, передатчики и приемники.

В таких устройствах сжатие входных данных осуществляется путем их преобразования с помощью вспомогательной системы базисных функций и последующего отбрасывания несущественных коэффициентов преобразования (1) .

Однако в таких устройствах в процессе цифровой обработки со <раняется высокая разрядность информационных слов, что требует регистров больших разрядов. Кроме того, алгоритмы, заложенные в основу функционирования этих устройств, обладают большой вычислительной и аппаратурной сложностью

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является много;опальное устройство для сжатия цифровых данных, содержащее последовательно соединенные коммутатор, логарифмический преобразователь, передатчик, переключатель, приемник и блок управления, первый вход которого подключен к управляющему входу логарифмического преобразователя.

В этом устройстве каждый источник входных данных содержит 16-и разрядный регистр, в котором в цифровой форме записана информация о физических параметрах, измеряемых системой.

Информация в регистрах опрашивается коммутатором и поступает в блок преобразсвания входных данных, представляющий собой цифровой блок сжатия с логарифмической характеристикой что позврляет получить на его выходе 9-и разрядный сигнал. Работа блока сжатия синхронизирована с помощью блока управления, который выдает команды управления по сигналам с приемной части системы (2).

Выполняемое в таком устройстве цифровое логарифмическое сжатие обладает большой точностью преобразования и имеет простую аппаратурную реализацию, но ограничено по.коэффициенту сжатия в силу характера изменения логарифмической функции. Кроме

919115 ределителя 13, выход которого явля= тся вторым выходом блока 6 управения, а информационный вход — первым выходом дешифратора 14.Второи выход дешифратора 14 является первым выходом блока 6 управления, третий и четвертый выходы которого являются соответственно третьим и четвертым выходами блока 6. Вход дешифратора

14 является входом блока 6 управления.

Устройство работает следующим образом.

Исходное многоканальное сообщение с цифровых датчиков, установленных на объекте, поступает в виде 16-и разрядных информационных слов на информационные входы блока 7, представляющего собой набор управляемых эле:»ентов памяти, содержащих 16-и разрядные регистры, Управляющие входы блока 7 подключены к выходам блока 9 формирования дискретных функций

Хаара, Триггеры 10 формируют на выходах дискретные функции Хаара, а перемножители 11 образуют из них полную систему функции Хаара.

Перемножители представляют собой переключатели с тремя положениями, так как эти функции кусочно-постоянны и принимают только три значения

-1,0+1. В момент времени t» на выходах блока 9 образуется комбинация импульсов, соответствующая 1 — ой ортогональной дискретной функции Хаара.

В соответствии с этой комбинацией осуществляется съем данных с входных элементов памяти блока 7 и поступление их на в:;оды блока 8. В блоке 8 выполняется формирование коэффициентов Хаара, т.е.при суммировании данных с входов блока 8 в момент времени t„ oáðàçóåòñÿ i-ый коэффициент Хаара. Время цикла опроса выходных шин блока 8 регламентируетчя временем образования соответствующего коэффициента Хаара. В преобразователе 2 выполняется цифровое логарифмическое сжатие .16-и разрядных информационных слов до 9-ти разрядов, далее они.поступают на передатчик

4 и передаются на приемную сторону телеметрической системы.

Переключатель 4 служит для осуществления переключения режимов работы Передача-прием . По сигналам с приемника Ь происходит перестройка программы управления в блоке

6 при помощи дешифратора 14, осуществляющего селекцию сигналов, поступивших с приемника 5 и управляющего работой распределителя 13 импульсов, питающегося от генератора 12 импульсов. Блок 6 управления осуществляет также фуйкции временной синхронизации, обнуления и запрещения передачи несущественных коэффициентов разложения в канал связи. того, поскольку многоканальная инфор- и мация поступает от одного объекта, из- е меряемые сигналы коррелированы между л собой и при сжатии сохраняется избыточность, связанная с этим эффектом.

Цель изобретения — повышение коэф- 5

Фициента сжатия без снижения достоверности данных при сохранении простоты аппаратурной реализации за счет использования дискретного преобразования и ликвидации взаимных корреля- »р ционных связей между измеряемыми сигналами, Поставленная цель достигается тем, что в многоканальное устройство для сжатия цифровых данных, содержащее последовательно соединенные коммутатор, логарифмический преобразователь, передатчик, переключатель, приемник и блок управления, первый выход которого подключен к управляющему входу логарифмического преобразователя, введены блок входных элементов памяти, блок Формирования коэффициентов

Хаара и блок формирования дискретных функции Хаара, выходы которого через последовательно соединенные блок входных элементов памяти и блок формирования коэффициентов Хаара подключены к информационным входам коммутатора, управляющий вход которого соединен со вторым выходом блока зо управления, третий и четвертый выходы которого подключены к управляющим входам блока формирования дискретных функций Хаара.

На чертеже приведена блок-схема 35 предлагаемого устройства.

Устройство содержит последовательно соединенные коммутатор 1, логарифмический преобразователь 2, передатчик 3, переключатель 4, при- 4П емник 5 и блок 6 управления, первый выход которого подключен к управляющему входу логарифмического преобразователя 2, блок 7 входных элементов памяти, блок 8 формирования коэффици- 41 ентов Хаара, и блок 9 формирования дискретных функций Хаара, содержащий триггеры 10, входы которых являются управляющими входами блока 9, авыходы соединены с соответствующими входами перемножителей 11, выходы которых соединены с входами блока 7.

Выходы блока 9 через последовательно соединенные блоки / входных элементов памяти и блок 8 формирования коэффициентов Хаара подключены к информационным входам коммутатора 1, управляющий вход которого соединен со вторым выходом блока 6 управления, третий и четвертый выходы которого подключены к управляющим входам блока 9. Блок Ь управления содержит

Генератор 12 тактовых импульсов, распределитель 13 импульсов, дешифратор 14,при этом выход генератора 12 подключен к управляющему входу рас- 65.919115

Предлагаемое устройство по сравнению с известным базовым объектом обеспечивают увеличение коэффициента сжатия за счет передачи и обработки, кроме самих цифровых данных, также и коэффициентов их ортогонального разложения цо функциям

Хаара,. так как здесь производится учет как взаимных корреляционных связей, так и автокорреляции, Предлагаемое устройство входит в состав системы машинной обработки экспериментальной информации. Например, при испытаниях суммарный объем выборки, взятый по показаниям датчиков, используемых в эксперименте, составляет 80000 измерений (для одной реализации). За счет применения преобразования объем выборки уменьшается в 7-10 раз, а машинное время, затрачиваемое на обработку, снижается на 40-60В при условии невозрастания допустимой ошибки восстановления данных.

Формула изобретения

Многоканальное устройство для сжатия цифровых данных, содержащее последовательно соединенные коммутатор, логар Рмический преобразователь, передатчик, переключатель, приемник и блок управления, первый выход которого подключен к управляющему входу логарифмического преоб5 разователя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения коэффициента сжатия без снижения достоверности данных, в него введены блок входных элементов памяти, блок.форми10 рования коэффициентов Хаара и блок формирования дискретных функций Хаара, выходы которого через последователь- 1 но соединенные блок входных элементов памяти и блок формирования коэф}5 фициентов Хаара подключены к информационным входам коммутатора, управляющий вход которого соединен с вторым выходом блока управления, третий и четвертый выходы которого подключены к управляющим входам блока формирования дискретных функций Хаара.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Ольховский Ю.Б., Новоселов О.Н, 2 Мановцев А.П. Сжатие данных, при телеизмерениях. N., Сов.радио, 1971, с. 209-213.

2. Патент США v 3875344, кл.179-15.55Т, опублик.1975 (прототип) .

Составитель A.Cåñåëêèí

Редактор А.Фролова Техред Е. Харитончик Корректор Ю.Макаренко

Заказ ?1(4/41 Тираж 685 Подписное

ППИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11.10 4 Москва,Ж-35,Раушская наб.,д.4/5

Филиал ППП Патент, г.ужгород,ул.Проек нля,4