CS240377B1 - Zařízení pro Čítání impulsů s odmocnineveu charakteristikou - Google Patents

Abstract

Zařízení je určeno ke zpracování vstupní statistické impulsní informace a kompresi této informace takovým způsobem, aby chyba kvantování, vzniklá kompresí byla úměrná statistické chybě vstupního signálu, zejména pro využití v kosmické fyzice. Podstata zařízení spočívá v tom, že výstupy první skupiny (1) klopných obvodů jsou spojeny s jednou skupinou vstupů komparátoru (4), výstupy druhé skupiny (2) klopných obvodů s druhou skupinou vstupů komparátoru (4), jehož výstup je spojen se vstupem druhé skupiny (2) klopných obvodů přes obvod doplňkové redukce (5J a zároveň s nulovacími (R-resetj vstupy první skupiny (1) klopných obvodů.

Description

Zařízení je určeno ke zpracování vstupní statistické impulsní informace a kompresi této informace takovým způsobem, aby chyba kvantování, vzniklá kompresí byla úměrná statistické chybě vstupního signálu, zejména pro využití v kosmické fyzice.

Podstata zařízení spočívá v tom, že výstupy první skupiny (1) klopných obvodů jsou spojeny s jednou skupinou vstupů komparátoru (4), výstupy druhé skupiny (2) klopných obvodů s druhou skupinou vstupů komparátoru (4), jehož výstup je spojen se vstupem druhé skupiny (2) klopných obvodů přes obvod doplňkové redukce (5J a zároveň s nulovacími (R-resetj vstupy první skupiny (1) klopných obvodů.

Předmětem vynálezu je zařízení pro čítání impulsů s odmocninovou charakteristikou, sestávající ze dvou skupin klopných obvodů, obvodů předběžné a doplňkové redukce a komparátoru, které je určeno ke zpracování vstupní statistické impulsní informace a kompresi této informace takovým způsobem, aby chyba kvantování, vzniklá kompresí byla úměrná statistické chybě vstupního signálu.

Známá zařízení pro zpracování impulsní informace dosahují její komprese modelováním logaritmické charakteristiky. V takovém případě je chyba kvantování úměrná načítanému počtu impulsů N. Při sledování statistického procesu je jeho statistická chyba úměrná odmocnině z načítaného počtu impulsů VN. Je zřejmé, že při malých N bude chyba kvantování značně menší než statistická a naopak při velkých N chyba kvantování určuje přesnost měření, protože bude značně větší než statistická chyba. V obvyklých zařízeních se komprese informace dosahuje zapojením, obsahujícím dvě skupiny klopných obvodů zapojených do lineárního ěítacího řetězce a multiplexer. Vstup první skupiny klopných obvodů je pak vstupem zařízení a výstupy klopných obvodů této skupiny jsou spojeny s pracovními vstupy multiplexeru. Výstup multiplexeru je spojen se vstupem druhé skupiny klopných obvodů a výstupy této skupiny jsou jednak spojeny s ovládacími vstupy multiplexeru, jednak představují výstupní slovo zařízení. V zařízeních bývá pro zvýšení koeficientu komprese zapojen také obvod předběžné redukce.

Podstata vynálezu spočívá v tom, že výstupy první skupiny klopných obvodů jsou spojeny s jednak skupinou vstupů komparátoru, výstupy druhé skupiny klopných obvodů s druhou skupinou vstupů komparátoru, jehož výstup je spojen se vstupem druhé skupiny klopných obvodů přes obvod doplňkové redukce a zároveň s malovacími vstupy první skupiny klopných obvodů, přičemž podstatou zařízení je výměna multiplexeru za komperátor, který v okamžiku, kdy číslo na výstupu první skupiny klopných obvodů je větší než číslo na výstupu druhé skupiny klopných obvodů, vynuluje první skupiny a dále doplněni zařízení o obvod doplňkové redukce mezi výstupem komparátoru a vstupem druhé skupiny klopných obvodů.

Nový účinek vynálezu se projevuje zejména v tom, že závislost mezi číslem na výstupu zařízení m a počtem vstupních impulsů N má zhruba tvar m = 2-^=^-1 . VN = C . VN kde m — číslo na výstupu zařízení

N — počet vstupních impulsů k — počet klopných obvodů předběžné redukce — počet klopných obvodů dodatkové redukce

C — konstanta, daná konkrétní konstrukcí zařízení.

dN

Chyba kvantování-—--takového zařízedm ní je pak zhruba rovna a je úměrná statistické chybě. Tato přednost zvyšuje oproti klasickému uspořádání přesnost měření při zachování délky výstupního slova a tedy i koeficientu redukce.

Na připojeném výkresu je znázorněno principiální schéma zařízení, sestávajícího z první 1 a druhé 2 skupiny klopných obvodů, obvodu předběžné redukce 3, komparátoru 4 a obvodu dodatkové redukce 5. Klopné obvody uvnitř skupin 1 a 2 jsou spojeny do lineárních čítačích řetězců. Vstup obvodu předběžné redukce 3 tvoří vstup zařízení, výstup tohoto obvodu je zapojen na vstup první skupiny 1 klopných obvodů. Výstupy klopných obvodů první skupiny 1 jsou postupně připojeny k první skupině porovnávacích vstupů komparátoru 4 (Ao, AAi... A_m-i). Výstup komparátoru 4 (X) je spojen nulovacími vstupy (R) všech klopných obvodů první skupiny 1 a zároveň se vstupem obvodu dodatkové redukce 5. Výstup obvodu dodatkové redukce 5 je spojen se vstupem druhé skupiny 2 klopných obvodů. Výstupy klopných obvodů této skupiny 2 jsou spojeny s druhou skupinou porovnávacích vstupů komparátoru 4 (Bo, Bi. . ..B_m_J a zároveň tvoří výstup zařízení.

Každý impuls na výstupu obvodu předběžné redukce 3 zvětší číslo A na vstupech první skupině porovnávacích vstupů komparátoru 4 o jedničku

Μ—1

A = Σ Α;2^! i = 1

V momentě, kdy je číslo A větší než číslo B na druhé skupině porovnávacích vstupů komparátoru 4

Μ—1

Β = Σ Βι2* = 1

Signál na výstupu komparátoru 4 (X) vynuluje prostřednictvím vstupů (R) všechny klopné obvody první skupiny 1. Jestliže je koeficient dodatkové redukce 2¹, potom se pokaždé, když uvedený děj proběhne 2'krát, zvětší číslo B o jedničku. Přitom číslo B je shodné s číslem na výstupu zařízení

M-l ni = Σ C 2' = i = O

Ve výchozím stavu jsou všechny klopné obvody první 1 i druhé 2 skupiny klopných obvodů vynulovány, stejně jako obvody předběžné redukce 3 a dodatkové redukce 5. Pro jednoduchost budeme napřed předpokládat, že koeficient předběžné redukce i dodatkové redukce je roven jedné, tzn., že tyto obvody neredukují impulsy. Potom první impuls na vstupu zařízení ustaví stav na vstupech komparátoru A = 1; B = 0. Protože platí A > B, dojde k vynulování první skupiny klopných obvodů a zároveň se číslo B zvětší ó jedničku, tzn., že konečný stav po příchodu prvního impulsu je tedy A = 0, B = 1. Následující impuls změní stav na vstupech komparátoru na A = 1, B = 1. Po příchodu třetího impulsu bude stav A = 2, B = 1, a protože platí A > B, dojde opět k vynulování první skupiny klopných obvo·dů a zároveň se zvětší číslo B o jedničku a stav bude tedy A = 0, B = 2. Dále se činnost zařízení opakuje až do zaplnění druhé skupiny klopných obvodů, tj. do· stavu ‘ B = 2^M — 1

Tímto způsobem zařízení modeluje odmocninovou charakteristiku, kterou je možno napsat přibližně ve tvaru m = Y2 . VN

Při předpokladu, že na vstupu je zapojen obvod předběžné redukce s koeficientem 2^k a mezi výstup komparátoru a vstup druhé skupiny klopných obvodů obvod doplňkové redukce s koeficientem 2, potom se získá pro přepočet počtu vstupních pulsů na výstupu přibližný vztah

Zařízení je výhodné pro využití v kosmické fyzice, kde dynamika sledovaných dějů je často několik řádů a kompresi informace je žádoucí provést bez pomoci výpočetní techniky z toho· důvodu, že zejména obvody pamětí jsou součástky nejvíce poškozované kosmickým zářením.

Claims (1)

1. předmét

   Zařízení pro čítání impulsů s odmocninovou charakteristikou, obsahující obvod předběžné redukce a dvě skupiny klopných obvodů zapojených do lineárních čítačích řetězců, přičemž vstup první skupiny je přes obvod předběžné redukce s koeficientem 2^k spojen se zdrojem impulsů a výstupy druhé skupiny představují výstupní slovo m zařízení, vyznačující se tím, že výstupy první skupiny (1) klopných obvodů jsou

   VYNÁLEZU spojeny s jednou skupinou vstupů komparátoru (4), výstupy druhé skupiny (2) klopných obvodů s druhou skupinou vstupů komparátoru (4), výstupy druhé skupiny (2) klopných obvodů s druhou skupinou vstupů komparátoru (4), jehož výstup ie spojen se vstupem druhé skupiny (2) klopných obvodů přes obvod doplňkové redukce (5j a zároveň s nulovacími (R-resetj vstupy první skupiny (1) klopných obvodů.