SU1056251A1 - Устройство дл сжати информации - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЖАТИЯ ИНФОРМАЦИИ , содержащее блок информации , первый вход которого соединен с входной информационной шиной и с первьзм входом блока выделени  тактовых импульсов, первый В4 ход которого подключен к первому входу блока ключевых элементов, первому входу блока пам ти аргумента и к второму входу блока пам ти информации , третий вход которого соединен с вторым выходом блока выделени  тактовых импульсов и с вторым входом блока йам ти аргумента, первый выход которого подключен к первому входу блока пам ти апертуры аргумента , второй вход котарого соединен с шиной управлени  апертурой аргумента, выход - с первым входом блока сравнени ,аргумента, второй . вход которого подключен к второму выходу блока пам ти аргумента, третий вход которого соединен с вторым входом блока ключевых элементов, выход которого подключен к выходной информационной шине, третий вход блока ключевых элементов подключен jK первому выходу блока пам тн информации , второй выход которого соединен с первым входом блока сравнё :ни  функции, второй вход блока сравнени  функции подключен к шине управлени  апертурой функции, первый выход - к входу селектора знака, второй выход - к четвертому входу блока пам ти информации, к четвертому входу блока пам ти аргумента и к первому входу первого элемента И, выход первого элемента И соединен с четвертым входом блока ключевых элементов, второй вход - с вьз. ходом блока сравнени  аргумента, отличающеес  тем, что, с целью повышени  достоверности путем фиксации времени по влени  существенного отсчета, в устройство (Л введены второй элемент И и триггер, единичный выход триггера подключен с к первому входу второго элемента И, второй вход которого соединен с первым выходом селектора знака, второй выход которого подключен к п тому входу блока ключевых элементов, выход второго элемента И соединен с р третьим входом блока пам ти аргумента и втоЕ входом блока ключеЛ вых элементов, шестой вход которо го соединен с третьим выходом блока йам ти аргумента, п тый вход котоN0 У1 рого подключен к выходу первого .элемента И, четвертый выход - к второму входу блока вьщелени  такто:вых импульсов, первый выход блока ;Выделени  тактовых импульсов соединен с входом установки нул  триггера , вход установки единицы которого ;подключен к второму выходу блока сравнени  функции.

Description

Изобретение относитс  к измерительной информационной технике iH м жет найти применение в различных системах передачи и обработки информации . Известно устройство дл  сжати  информации, которое содержит блок пам ти, блок сравнени  функции, блок определени  знака, блок сравнени  аргумента и блок ключевых элементов I . Недостаток данного устройства в том, что оно не обеспечивает высокой точности восстановлени  поскольку не позвол ет- фиксировать и формировать дл  передачи на приемную сторону точек локальных экстремумов. Наиболее близким по технической сущности к изобретений  вл етс  ус ройство дл  сжати  информации, содержащее блок пам ти, первый вход которого подключен к входной шине, первый выход и второй вход блока п м ти соответственно соединены с пе вым входом и первым выходом первого блока сравнени , второй вход которо го соединен с шиной управлени  апер турой функции, второй выход первого блока сравнени  подключен к входу блока определени  знака, выход кото рого соединен с первым входом блок ключевых элементов, выход которого подключен к выходной шине, второй блок сравнени .,, блок апертуры аргумента, входы которого соединены .с шиной управлени  апертурой аргуме та и с первым выходом блока пам ти аргумента, входы которого соединеШ с выходами блока вьщелени  тактовых импульсов, с третьим и четвертым входами блока пам ти и с выходом блока определени  знака, с .первым : ходом элемента И, с первым выходом первого блока сравнени  и с первым выходом второго блока сравнени , второй выход которого и второй выход блока пам ти аргумента подключены к п тому входу блока пам ти и к второму входу элемента И, выход которого, второй выход блока пам ти, третий выход второго блока пам ти, шестой вход блока пам ти и один из выходов блока .выделени  тактовых импульсов подключены к второму, третьему, четвертому и п тому входам блока ключевых элементов , вход блока выделени  тактовых импульсов соединен с входной шиной, четвертый вход блока пам ти аргумента подключен к второму входу .второго блока сравнени , третий вход которого соединен с выходом блока апертуры аргумента. Устройство позвол ет точено фиксировать точки существенных отсчетов, необходимые дл  линейной интерпол ции , и,в частности, выдел ть точки с амплитудой локальных экстремумов 2 . Однако известное устройство не позвол ет определить точное врем  по влени  локального экстремума , так как количество тактовых импульсов между моментом попвлени  локального экстремума и моментом определени , что данна  точка действительно локальньй экстремум , не  вл етс  посто нным. ,Оно в широких пределах зависит от скорости изменени  регистрируемого процесса и от величины апертуры. Вследствие этого снижаетс  точность восстанов .пени  измер емых сигналов По прин тие на приемной стороне существенным отсчетам. Кроме того, не удаетс  производить оценку параметра в текущий момент времени (если, конечно, в текущий момент не вьщелен существенный отсчет). По прин тым на приемной стороне существенным отсчетам восстановление производитс  назад: считаетс , что сигналы меисду существенными отсчетами можно аппроксимировать линейной функцией, т.е. изменени  измер емой функции от последнего существенного отсчета до текущего мбмента времени не восстанавливаетс . Это может существенно ;снизить оперативность управлени  течением измер емого процесса . Целью изобретени   вл етс  повышение достоверности информации путем фиксации времени по влени  существенного отсчета (и, в частности, локального экстремума) и обеспечени  возможности оценки параметра на участке от последнего существенного отсчета до текущего момента- времени . Поставленна цель достигаетс  тек чГто в устройство дл  сжати . информации , содержащее блок пам ти информа ции, первый вход которого соединен с входной информационной шиной и с первым входом блока выделени  тактовых импульсов, первый выход которого подключен к перворду входу блока ключевых элементов первому входу блока пам ти аргумента и к второму входу блока пам ти информации третий вход которого соединен с вторым выходом блока выделени  тактовьах импульсов и с вторым входом блока пгим ти аргумента, первый выход которого подключен к первому входу блока пам ти апертуры аргумента, второй вход которого соединен с шиной управлени  апертурой аргумента , а выход - с первым входом блока сравнени  аргумента, второй вход которого подключен к второму выходу блока пам ти аргумента, третий вход которого соединен с вторым входом блока ключевых элементов, выход которого подключен к выходной информационной шине, третий вход блока ключевых элементов подключен к первому выходу блока пам ти информацииJвторой выход которого соединен с первым входом блока срай нени  функции, второй вход блока сравнени  функции подключен к шине управлени  апертурой функций,первый выход - к входу селектора знака, второй выход - к четвертому входу блока пам ти информации, к четвертому входу блока пам ти аргумента и к первому входу первого элемента выход которого соединен с четвертым входом блока ключевых элементов, а второй вход - с выходом блока сравнени  аргумента, введены второй элемент И и триггер, при этом единичный выход триггера подключен к первому входу второго элемента И, второй вход которого соединен с пер вым выходом селектора знака, второй выход которого подключен к п тому входу блока ключевьк элементов, выход второго элемента И соединен с третьим входом блока пам ти аргумен та и вторым входом блока ключевых элементов, шестой вход которого сое динен с третьим выходом блока пам ти аргумента, п тый вход которог подключен ;к ВЫХОДУ первого элемента- И, четвертый выход - к второму входу блока выделени  тактовых импульсов f первый выход блока выделени  тактовых импульсов соединен с входом установки нул  триггера, вхо установки е;аиницы которого подключен к второму выходу блока сравнени  функции. И а чертеисе представлена структур на  схема предлагаемого устройства. Устройство дл  сжати  информации содержит входную информационную шину 1, блок 2 ввделени  тактовых импульсов, блок 3 пам ти информации , блок 4 пам ти аргумента три гер 5, блок б ключевых элементов, выходную информационную шину 7, селектор 8 знака, блок 9 сравнени  функций, шину 10 управлени  апертурой функции, элементы И 11 и 12, блок 13 пам ти апертуры аргумента, шину 14 управлени  апертурой аргумента и блок -15 сравнени  аргумента/ Блоки, вход щие в состав устройства могут быть выполнены различ;ным образом. Ниже привод тс  вариан ты схемных реагений. блоков, которые были отмаркированы и проверены на предпри тии. Блок 2 выделени  тактовых импульсов включает элемент временной задержки, а также элемент выделени  первого импульса и вычитани  первого импульса из импульсной последовательности . Блок 3 пам ти информации включает элемент ИЛИ и два ре-гистра1 -триггеров: входной регистр и регистр пам ти. Блок 4 пам ти аргумента включает в свой состав ДЕОичный счетчик, регистр)-триггеров, два дешифратора и элемент задержки. БЛОК б ключевых элементов включает элемент ИЛИ, регистр D -тр;иггеров, разр дные кл1очи и выходной формирователь , селектор 8 знака содержит элементы сравнени , D -триггер и элемент задержки. Блок 9 сравнеьи  функции содержит два входных регистра, регистр апертуры, сумматор , элементы сравнени  и элементы задержки. Блок 13 пам ти апертуры аргумента содержит два регистра D -триггеров S апертуры и апертуры аргумента, схемы делени . Блок 15 сравнени  аргумента содержит два входных регистра D -триггеров , сумматор, элементы сравнени  и элементы задержки. Остальные блоки, вход щие в- состав предлагаемого устройства дл  сжати  информации,  вл ютс  стандартными и не требуют особых разъ снений. Входными данными устройства дл  сжати  информации  вл ютс  сигналы датчиков в форме напр жени  (аналогова  форма) или кодовых посылок (цифрова  форма) , которые сопровож1даютс  тактовыми импульсами строго фиксированной частоты. Дл  простоты изложени  предположим , что устЕ1ойство дл  сжати  ин-, формации обслуживает только -один . датчик (одноканальна  система обработки ) , который выдает кодовые посылки , а частота тактовь Х имнульсов , сопровоходающих каждую кодовую посылку, такова, что даже при наиболее быстром изменении входного сигнала разница в двух последовав тельно поступающих в устройство кодах не превышает единицы младшего разр да. В таком случае предлагаемое устройство дл  сжати  информации работает следующимобразом. Кодовые посылки с посто нным, известным числом разр дов, отражаг ющие сигналы датчика, поступают на вход устройства дл  сжати  информации последовательным(или параллель ным) кодом в сопровождении такто- вых импульсов по входной информационной шине 1. Тактовые импульсы, сопровождающие кодовые посылки, анализируютс  в блоке 2 выделени  тактовых импульсов,.в котором ocyt;iecTвл етс  задержка тактовых импульсов на врем , необходимое дл  преобрЬзований , а также раздел ютс  на два выхода. На выход первого импульса поступает первый из тактовьах им .пульсов, поступивший после включени  устройства, а также первый импульс после поступлени  внешнего входного сигнала. Все остальные так товые импульсы, сопрвдвождаюадие кодовые посылки, вьадел ютс  на другом выходе - выходе текущих импульсов . Кажда  кодова  посылка запоминаетс  во входном регистре блока 3 пам ти информации Тоднако если вход ные сигналы имеют определенный вид, например параллельные кодовые посылки, неизменные между сопровождающими их тактовыми импульсами, необходимость во входном регистре отпадает, а в качестве его выходны сигналов используетс  непосредственно входна  кодова  посылка). Рассмотрим вначале работу йредлагаемого устройства в момент посту лени  первой кодовой посылки после включени  системы измерений. Перва  кодова  посыпка всегда  вл етй  существенной. После того, как код первой посылки сформировалс  на входном регистре блока 3 пам ти информации, блок 2 выделени  тактовых импульсов формирует импуль на выходе первого импульса. Этот импульс поступает в блок 3 пам ти, где устанавливает . в -регистре пам ти содержимое, равное содержимому входного регистра того же блока. Импульс- с выхода первого импульса блока 2 выделени  тактовых импульсов , кроме того, поступает в блок 4 пам ти аргумента, где производит установку в ноль .счетчика и регист ра, и в триггер 5, устанавлива  нулевой запрещающий сигнал на его еди ничном выходе. Тот же импульс посту пает на блок б ключевых элементов, где открывает ключи дл  прохолсдени  на выходную информационную шину 7 кода существенного отсчета .с выхода параллельного кода блока 3(существо изобретени  не зависит от . того, какой, из двух регистров блока 3 подключаетс  к выходу параллельного кода если подключен- входной регистр, то передача ведетс  в натуральном масштабе времени, а точное значение экстремума - рассчитываетс , если же Наоборот подключен регистр пам ти, то передаче подлежит точное значение локального экстремума, а момент его по влени  и величина текущего отсчета датчика - рассчитываютс  5 пусть дл  определенности выбрана последн   ситуаци ) . Кроме кода существенного отсч .ёта на ту же выходную шину 7 поступйет код с выхода текущего вре мени блока 4 пам ти аргумента /fa да ном случае - после установки в ноль этого блока - нулевой код), а также код из блока 8 определени  знака (в данном случае вид данного кода безразличен, поскольку код, вьщанный блоком 4 пам ти аргумента нулевой - не мен етс  при любом знаке этого кода). Следующие за первой кодовые посыл ки поступают по входной инфор иационной шине 1 на блок ,3 пам ти информации и на блок 2 выделени  тактовых импульсов. При этом параллельный код входной кодовой посылки юрмируетс  на входном регистре блока 3 пам ти информации. После этого на выходе текущих импульсов блока 2 выделени  тактовых импульсов формируетс  задержанный тактовый импульс, поступающий в блок 3 и в блок 4, По импульсу, приход щему в блок 4, увеличиваетс  на единицу содержимое счетчика этого блока , а по импульсу, лриход щему в блок 3, на его выходе двух кодов формируютс  коды входного регистра и регистра пам ти. Эти два кода посту|пают на блок 9 сравнени  функции. Блок 9 определ ет модуль разности обоих входных кодов и сравнивает эту величину с допустимой величиной апертуры, установленной сигналами шины 10 управлени  апертурой функции . Если модуль разности не превосходит допустимого, блок 9 не выдает управл ющих посылок, однако уже при превышений на единицу младшего разр да модулем разности допустимой величины, блок 9 выдает на выходе кода кодовые посылки, поступающие на блок 9 из блока 3. Эти коды подаютс  на селектор 8 знака, который определ ет, какой из двух кодов больше. Если же код на входном регистре блока 3 превышает код на регистре пам ти блока 3, то на информационном выходе блока 8 формируетс  логический ноль, а если больше.код на регистре пам ти, то логическа  единица. Этот результат сравниваетс  с кодом в запоминающем элементе селектора 8 и, спуст  врем  задержки, заноситс  в этот запоминающий элемент. Если результат сравнени  не совпадает с предыдущим сравнением, зафиксированньм в запоминающем элементе (т.е, в прошло.е сравнение был выделен локальный экстремум) ,-тЪ .спуст  врем  фиксированной на выходе управлени  селектора 8 определени  знака формируетс  импульс,, поступающий на первый вход элемента И 11, Триггер 5 находитс  S нулевом состо нии при первом сравнении знаков после выделени  импульса на выходе первого, импульса блока 2 выделени  тактовых импульсов и в единичном состо нии при любом другом сравнеНИИ знаков. Таким образом, при любом сравнении знаков, кроме первого , импульс с Выхода сравнени  селектора 8, если он вьаделен, проходит элемент И 11 и поступает в блок 4 пам ти аргумента и в блок б ключевых элементов.

В блоке 4 пам ти аргумента по этому импульсу в регистр переноситс  содержимое счетчика,

В блоке б импульс открывает ключи 0 дл  прохождени  на выходную информационную шину 7 кода существенного отсчета с выхода параллельного (сода блока 3, Кроме того, на ту же шину

7поступает код с информационного 15 выхода селектора 8 определени  знака и код с выхода текущего времени блока 4 пам ти аргумента. На выход .текущего времени блока 4 подключены вькоды счетчика, а на выходе парал- 20 лельного кода блока 3 сформирован код локального экстремума. Дл  того чтобы определить, какой отрезок времени отдел ет по вление локального экстремума от текущего момента, 25 достаточно помножить код на выходе текущего времени блока 4 на период тактовых импульсов (это очевидным образом можно выполнить после приемной стороны), Если на информационном выходе селектора 8 знака при- сутствует логический ноль, то дл определени  сигнала в текущий мо мент времени достаточно прибавить к коду на выходе параллельного кода блока 3 пам ти величину апертуры 35 и величину сигнала, равную единице младшего раз р да кода информации.

8том случае, если на информационном выходе селектора В знака присутствует логическа  единица,дл  40 определени  сигнала в текущий момент времени достаточно вычесть

из кода на выходе параллельного кода блока 4 пам ти величину апертуры и величину сигнала, рав- 45 ную единице младшего разр да кода информации. Поскольку все необходимее коды передаютс  на приемную сторону, расчеты не составл ет труда выполнить на. приемной сп стороне.

Спуст  требуемый дл  преобразоВаний период времени после выдачи блоком 9 кодовых посылок, на выходе управлени  этого блока по вл етс  55

импульс. Он перебрасывает в единичное состо ние триггер 5, поступает на -первый вход элемента И 12, попадает в блок 3, где после необходимой задержки переписывает в . 60

регистр пам ти содержимое входного регистра и подаетс  в блок 4 пам ти аргумента.

Если в регистре блока 4 нулевой.

код (что может быть только дл  слу- 65

ча ,когда блок 9 первый раз импульс на блок 4 после формировани  импульсного сигнала на выходе первого юшульса блока 2 выделени тактовых импульсов), то содержимое счетчика блока 4 переноситс  в регистр блока 4. Код с регистра блока 4 передаетс  в блок 13 пам ти апертуры аргумента. Кроме того, в блок 13 по шине 14 управлени  апертурой аргумента подаетс  код относительно апертуры аргумента.

По этим двум величинам блок 13 пам ти апертуры аргумента вычисл ет абсолютную величину допустимого значени  наибольшего отклонени  аргумента .. Например, на шине 14 управлени  апертурой аргумента задан допуск 20%. Если на регистре блока 4 установлен код 20, то на выходе блока 13 формируетс  код 4 если ка регистре блока 4 установлен код 100, то на выходе блока 13 фомируетс  код 20 и так далее. Выхо ные потенциалы счетчика и регистра блока 4 пам ти аргумента подключены к блоку 15 сравнени  аргумента, котрый находит модуль их разности и сравнивает с кодом из блока 13 пам ти апертуры аргумента. Если модул разности кодов счетчика и регистра блока 4 пам ти аргумента превышает допустимое значение наибольшего отклонени  аргумента, то блок 15 срав1нени  аргумента вырабатывает сигнал логической единицы. При совпадении во времени этого сигнала и импульса на выходе управлени  блока 9 срав-. нени  функции импульсный сигнал фор мируетс  на выходе элемента И 12. Этот сигнал переписывает в регистр блока 4 пам ти аргумента содержимое счетчика того же блока. Кроме того, выходной импульс элемента И 12 подаетс  на блок б ключевых элементов, где открывает ключи дл  прохождени  на выходную информационную шину 7 кода существенного отсчета с выхода параллельного кода блока 3 кода с информационног выхода селектора 8 знака и кода с выхода текущего времени блока 4 пам ти аргумента.

Кроме указанного импульс с выхрда управлени  блока 9 сравнени  функции дополнительно осуществл ет ,начальную установку счетчика в блоке 4 пам ти аргумента: после j, задержки на врем , достаточное дл  выдачи требуемых кодов на выходную шину 7 (если в этом есть необходимость ) , импульс сбрасывает в ноль : содержимое счетчика в блоке 4 пам ти аргумента.

Однако, в принципе, этот счетчик , как и любой другой,.может быть сброшен в ноль и другим путем:

при поступлении очередного импульса , если в счетчике установлены единицы во всех разр дах. При такой установке , котора  не исключаетс  при сл&бых изменени х входного сигнала, по вл етс  методическа  ошибка во времени Чтобы ее избежать, в блок . 4 пам ти аргумента введен дешифратору который реагирует на единичное состо ние во всех paapjwax счетчика. Уже следующий тактовый импульс не должен попасть в счетчик. Поэтому выход дешифратора соединен с входом управлени  блока 2 выделени  тактовых импульсов, т.е. после того, как в счетчике оказались все единицы , следующий тактовый импульс блока 2 формируетс  на выходе первого тактового импульса. При этом, как было рассмотрено, происходит принудительна  существенность текущего отсчета, а также начальна  установка блоков 3 и 4 и триггера 5.

Применение изобретени  повышает на 20-30% достоверность устройства и точностьвосстановлени  информации,.

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЖАТИЯ ИНФОРМАЦИИ, содержащее блок памяти информации, первый вход которого соединен с входной информационной шиной и с первым входом блока выделения тактовых импульсов, первый выход которого подключен к первому входу блока ключевых элементов, первому входу блока памяти аргумента и к второму входу блока памяти информации, третий вход которого соединен с вторым выходом блока выделения тактовых импульсов и с вторым входом блока памяти аргумента, пер- вый выход которого подключен к первому входу блока памяти апертуры аргумента, второй вход которого соединен с шиной управления апертурой аргумента, выход - с первым входом блока сравнения,аргумента, второй . вход которого подключен к второму выходу блока памяти аргумента, третий вход которого соединен с вторым входом блока ключевых элементов, выход которого подключен к выходной информационной шине, третий вход блока ключевых элементов подключен ίκ первому выходу блока памяти ин формации, второй выход которого соединен с первым входом блока сравнения функции, второй вход блока сравнения функции подключен к шине управления апертурой функции, первый выход - к входу селектора знака, второй выход - к четвертому входу блока памяти информации, к четвертому входу блока памяти аргумента и к первому входу первого элемента И, выход первого элемента И соединен с четвертым входом блока ключевых элементов, второй вход - с вы-, ходом блока сравнения аргумента, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности путем фиксации времени появления существенного отсчета, в устройство введены второй элемент И и триггер, единичный выход триггера подключен к первому входу второго элемента И, второй вход которого соединен с первым выходом селектора знака, второй выход которого подключен к пятому входу блока ключевых элементов, выход второго элемента И соединен с третьим входом блока памяти аргумента и вторым входом блока ключевых элементов, шестой вход которого соединен с третьим выходом блока памяти аргумента, пятый вход которого подключен к выходу первого .элемента И, четвертый выход - к второму входу блока ваделения тактовых импульсов, первый выход блока выделения тактовых импульсов соединен с входом установки нуля триггера, вход установки единицы которого ^подключен к второму выходу блока сравнения функции.