SU1709368A1 - Устройство сжати аналоговой информации - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к технике обработки и передачи информации и может быть использовано в системах передачи информации, в телеметрических системах дл  сокращени  избыточности передаваемых данных. Целью изобретени   вл етс  повышение коэффициента сжати . Устройство содержит блок сравнеь^и , формирователи импульсов, счетчики, оперативно-запоминающий блок, элемент ИЛИ-НЕ, элемент ИЛИ, генератор кодов пол  Галуа, триггер, генератор импульсов, регистр, блок коммутации. 4 ил.

Description

Изобретение относитс  к технике обработки и передачи информации и может быть использовано в системах передачи 1.и)формации , в телеметрических системах дл  сокращени  избыточности передаваемых данных.

Известно устройство сжати  данных, содержащее аналого-цифровой преобразователь , блок пам ти, вычитатель, первый и второй триггеры, ключ, первый и второй реверсивные счетчики импульсов, блок сравнени  кодов, блок времени, формирователи аппроксимирующих функций, делитель частоты , мультиплексор, распределитель импульсов , демультиплексор, первый и второй регистры, блок триггеров, первый и второй блоки сравнени  кодов, элементы И и ИЛИ, сумматор по модулю два.

Недостатками устройства  вл ютс  его сложность, низкий коэффициент сжати . ,

Известно устройство с апертурным сжатием данных, содержащее коммутатор аналоговых сигналов, первый и второй компараторы, аналого-цифровой преобразователь , цифроаналоговый преобразователь , справочное запоминающее устройство , первую и вторую суммирующие схемы, элемент ИЛИ, устройство управлени .

Недостатками устройства  вл ютс  его громоздкость и низкий коэффициент сжати , так как кроме кода существенного отсчета в канал св зи поступают коды номера источника и времени.

Наиболее близким к предлагаемому устройству сжати  аналоговой информации  вл етс  устройство, содержащее первый и второй триггеры, элемент ИЛИ, первый и второй реверсивные счетчики импульсов, первый и второй блоки сравнени , первый и второй преобразователи код- аналог, мультиплексор , регистр, генератор импульсов, ключ, линию задержки, таймер, при этом первые входы блоков сравнени  соединены между собой и  вл ютс  входом устройства, второй вход первого блока сравнени  подключен к выходу первого преобразовател  код - аналог, информационные входы которого соединены с информационными выходами первого реверсивного счетчика импульсов и первой группой входов мультиплексора , второй вход второго блока сравнени  подключен к выходу второго преобразовател  код - аналог, информационные входы которого соединены с информационными выходами второго реeepciiBHoro счетчика импульсов и с второй группой входов мультиплексора, выход первого блока сравнени  соединен с первым входом элемента ИЛИ, с входомустановки нул  первого триггера и первым управл ющим входом мультиплексора, выход второго блока сравнени  подключен к второму входу элемента ИЛИ, к входу установки единицы первого триггера и к второму управл ющему входу.мультиплексора, выход элемента ИЛИ соединен с управл ющим входом регистра, с входами линии задержки и таймера и с входом установки нул  второго триггера, вход установки единицы которого подключен к выходу линии задержки, инверсный выход второго трип ера соединен с управл ющим входом ключа, информационный вход которого соединен с В.1ходом генератора импульсов, а информационный выход ключа соединен со счетными входами реверсивных счетчиков импульсов, управл ющие входы пр мого счета счетчиков соединены между собой и подкпючены к инверсному выходу первого триггера, а управл ющие входы обратного счета соединены между собой и подключены к пр мому выходу первого триггера, информационные входы регистра сдвига соединены с выходами мультиплексора.

Недостатком устройства  вл етс  низкий коэффициент сжати  устройства, обусловленный необходимостью формировани  кодов временной прив зки существенных отсчетов.

Цель изобретени  - повышение коэффициента сжати .

Указанна  цель достигаетс  тем, что в известное устройство, содержащее блок еравнени , первый вход которого  вл етс  информационным входом устройства, первый счетчик, выходы которого подключены : к входам цифроаналогового преобразовате .л , выход которого подключен к второму входу блока сравнени , второй счетчик, выходы которого подключены к адресным входам блока коммутации, триггер, генератор импульсов, регистр, элемент ИЛИ, введены формирователи импульсов, оперативно запоминающий блок, элемент ИЛИ-НЕ, генератор кодов пол  Галуа, входы Сброс -первого,и второго счетчиков, первые входы элемента ИЛИ и генератора кода пол  Галуа объединены и  вл ютс  входом Установка

в исходное положение устройства, выходы первого счетчика подключены к адресным входам оперативного запоминающего блока и к входам группы информационных входов регистра, выходы которого подключены к входам первой группы информационных входов блока коммутации, выход Перенос первого счетчика подключен к второму BXL ду генератора кода пол  Галуа, к управл ющему входу блока коммутации и через первый формирователь импульсов к входу Сброс триггера, выход которого подключен к первому информационному входу регистра и к объединенным входам второй

группы информационных входов блока коммутации , первый и второй выходы которого  вл ютс  информационным и управл ющим выходами устройства, выход генератора импульсов подключен к счетному входу

второго счетчика, предпоследний выход ко-, торого через второй формирователь импульса подключен к управл ющему входу оперативного запоминающего блока, выход которого подключен к первому входу элемента ИЛИ-НЕ, выход которого подключен к второму входу элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу Установка триггера , выход Перенос второго счетчика подключен к счетному входу первого счетчика , выход блока сравнени  подключен к информационному входу оперативного запоминающего блока, к второму входу элемента ИЛИ-НЕ и через третий формирователь импульса к второму информационному

входу регистра, выход генератора кодов пол  Галуа подключен ктретьему информаци-. онному входу регистра.

На фиг.1 представлена функциональна  схема устройства; на фиг.2 - функциональна  схема генератора кодов пол  Галуа,- на фиг.З - функциональна  схема первого формировател  импульсов; на фиг.4 - временна  диаграмма работы устройства.

Устройство (фиг.1) содержит блок 1 сравнени , первый формирователь 2 импульсов, первый счетчик 3, цифроаналоговый преобразователь 4, оперативно-запоминающий блок 5, элемент

ИЛИ-НЕ 6, элемент ИЛИ 7, второй 8 и третий 9 формирователи импульсов, генератор 10 кодов пол  Галуа, триггер 11, генератор 12 импульсов, регистр 13, второй счетчик 14, блок 15 коммутации, информационный вход 16 и вход 17 Установка в исходное положение устройства, информационный 18 и управл ющий 19 выходы устройства соответственно.

Генератор 10 кодов пол  Галуа (фиг.2) содержит элемент ИЛИ 20, одновибратор

21, регистр 22, линейный блок 23 обратной св зи.

Первый формирователь 2 импульсов (фиг.З) содержит элемент 24 задержки и одновибратор 25.

Устройство работает следующим образом .

В устройстве увеличение коэффициента сжати  обеспечиваетс  уменьшением служебных данных о временной прив зке существенных отсчетов. При этом на выходе устройства формируетс  бит-ориентированный код в виде следующей последовательности:

GiTI{Xi}

где GI - бит текущего признака кода Галуа, который принимает значение О или 1 в зависимости от алгоритма функционировани  генератора кодов пол  Галуа;

Т| - бит признака существенности отсчета , причем при Т 1 отсчет  вл етс  существенным, а при Т О отсчет  вл етс  несущественным; ,

{Х|} - k - битовый двоичный код существенно отсчета, где k - количество битов последовательности кода. В случае, если текущий отсчет Ui входного сигнала  вл етс  существенным, а последующий отсчет Ui+i  вл етс  несущественным, то устройство формирует следующую последовательность;

Gi1{Xi}Gi+iOGK2.

Восстановление сжатого сигнала осуществл етс  по меткам с учетом конкретного значени  признака Т.

Дл  примера рассмотрим формирование 7-битовой последовательности кодов пол  Галуа; 1 1 1 О 1 О О 1 1-й ее применение дл  кодировани  сжатой информации. Первые три бита 11 1  вл ютс  начальным состо нием генератора кодов пол  Галуа. Последующие биты определ ютс  путем суммировани  по модулю два; на первом такте работы генератора - с первого бита с третьим, на втором такте - второго с четвертым и т.д. Приведенна  последовательность позвол ет закодировать семь отсчетов сигнала . Таким образом, повышение коэффициента сжати  достигаетс  за счет использовани  двух битов в качестве служебных данных о временной прив зке существ ,енного сигнала.

Дл  приведени  устройства в исходное состо ние на вход 17 устройства поступает сигнал, обеспечивающий установку первого 3 и второго 14 счетчиков в нулевое состо ние , а также установку в начальное состо ние генератора 10 кода пол  Галуа.

В исходномсосто нии с выхода генератора 10 кода пол  Галуа на третий информационный вход регистра 13 поступает признак С кода пол  Галуа, на первый информационный вход регистра 13 поступает бит признака Т существенности цифрового отсчета входного сигнала (Т 1). а на остальные информационные входы группы из К входов регистра 13 поступает текущий двоичный код входного сигнала, где К - количество битов параллельного двоичного кода.

0 Сигналом с выхода перекоса первого счетчика 3 запрещаетс  работа блока 15 коммутации . На выходе цифроаналогового преобразовател  4 установлено напр жени  Оцап 0. Выходной сигнал триггера 11

5 запрещает работу первого ключа 9.

В дальнейшем устройство работает под действием импульсов, снимаемых с выхода генератора 12 импульсов. Причем первый 3 и второй 14 счетчики работают в режиме

0 пр мого счета, а выдача текущего признака С кода пол  Галуа обеспечиваетс  сигналом, поступающим на первый вход генератора 10 кода пол  Галуа.

Под действием импульсов, снимаемых с

5 выхода генератора 12 импульсов, вторым счетчиком 14 осуществл етс  установка соответствующих адресных кодов, обеспечивающих опрос информационных шин блока 15 коммутации. Коэффициент счета второго

0 счетчика 14 Кеч q +2. Выходные сигналы с (1-1)-го разр да и с выхода переноса счетчика 14(фиг.4.1 и 4.2) соответственно управл ют работой формировател  2 импульсов и первого счетчика 3.

5 Таким образом, на интервале времени, равном периоду повторени  тактовых импульсов первого счетчика 3, выходной сигнал формировател  2 (фиг.4.3) управл ет работой оперативного запоминающего блока 5, причем в первой половине длительности периода повторени  тактовых импульсов обеспечиваетс  режим считывани  данных, а во второй - режим записи данных.

5 Аналоговый входной сигнал подаетс  на шину 16 и поступает на первый вход блока 1 сравнени , на второй вход которого поступает напр жение Уцап. Дальнейша  работа устройства представлена на фиг.4.40 4.9 дл  случа  8-уровневого представлени  аналогового сигнала. Сигнал с выхода блока 1 сравнени  поступает на информационный вход оперативного запоминающего блока 5. а также на первый вход элемента ИЛИ-НЕ 6

5 и на вход третьего формировател  9 импульсов . Под действием выходных сигналов второго счетчика 14 происходит изменение состо ни  первого счетчика 3, обеспечивающего выборку соответствующих адресов оперативного запоминающего блока 5 и последовательную установку напр жени  Уцап {фиг,4.4), а также обеспечиваетс  счи-. тываиие информации из оперативного запоминающего блока 5 о состо нии блока 1 сравнени  в предыдущем такте и запись информации в оперативный запоминающий блок 5 о состо нии блока 1 сравнени ,в текущем такте. С выхода оперативного запоминающего блока 5 информаци  поступает на второй вход элемента ИЛИ-НЕ 6. „

В момент времени, кода Уцап UBX, блок 1 сравнени  мен ет свое состо ние на противоположное (фиг.4.6). При этом в момент. считывани  данных из оперативного запоминающего блока 5 на выходе элемента ИЯИ-НЕ 6 по вл етс  уровень логической единицы (фиг.4.7), который через элемент ИЛИ 7 поступает на установочный вход триггера 11, на выходе которого по вл етс  признак Т 1 существенности отсчета (фиг.4.8). Таким образом,, на инф ормационные входы регистра 13 поступают бит текущего признака Gi t кода пол  Галуа, бит признака Ti суи1ественности отсчета, а также параллельный двоичный код {Xi}текущего О7счета входного сигнала. По фронту спада импульса (фиг.4.9), снимаемого с выхода третьего формировател  9 импульсов, выходна  информаци  регистра.13 поступает на информационные входь первой труппы блока 15 коммутации. На информационные входы второй группы блока 15 коммутации подаетс  напр жение логической единицы и (первый и второй входы), а на остальные (k-2) -входь - логиче ский уровень, соответствующий текущему призна.чу Tj существенности отсчета. Работа блока 15 коммутации разрешаетс  на врем  действи  сигнала (фиг,4.5), снимаемого с выхода переноса первого счетчика 3. Под действием тактовых импульсов второй счетчик 14 осуществл ет опрос информационных входоз блока 15 коммутации, причем на информационный выход 18 устройства поступает бит-ориентированный код, а на управл кзщий выход 19 устройства - уровень логической единицы, сигнализируюujsuft о наличии бита информационной посылки. За счет того, что на первых двух информационных входах второй группы блока 15 коммутации присутствует уровень -логической единицы, биты признаков Gi иTi всегда будут восприниматьс  внешними устройствами , а биты двоичного кода входного сигнала воспринимаютс  только в случае наличи  уровн  логической единицы на выходе триггера 11, т.е. когда признак Ti 1. Поэтому внешние устройства воспринимают бит-ориентированный код Gi1{Xi}.

В случае, когда текущий отсчет входного сигнала Ui равен предыдущему отсчету Ui-i, на выходе элемента ИЛИ-НЕ 6 присутствует уровень логического нул , поэтому признак Т| 0. Внешние устройства воспринимают двухбитовый код GiO.

Таким образом, за счет использовани  особых свойств кодов пол  Галуа (глубока  рекурсианость, обеспечивающа  плотную упаковку неповтор ющихс  двоичных кодов ), а также за счет введени  признака информативности отсчета сигнала решаетс  проблема временной прив зки существенных отсчетов и сокраа аетс  служебна  информаци  до двух битов.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство сжати  аналоговой информации , содержащее блок сравнени , первый вход которого  вл етс  информационным входом устройства, первый счетчик, выходы которого подключены к цифроаналоговому преобразователю, выход которого подключен к второму входу блока сравнени , второй счетчик, выходьг которого подключены к адресным входам блока коммутации, триггер, генератор импульсов , регистр, элемент ИЛИ, отличающеес  тем, что, с. целью повышени  коэффициента сжати , в него введены формирователи импульсов, оперативнозапоминающий блок, элемент ИЛ1Л-НЕ, генератор кодов пол  Галуа, входы Сброс первого и второго счетчиков, первые входы элемента ИЛИ и генератора кода пол  Галуа объединены и  вл ютс  входом Установка в исходное положение устройства, выходы первого счетчика подключены к адресным входам оперативного запоминающего блока и к входам группы информационных входов регистра, выходы которого подключены к входам первой группы информационных входов блока коммутации, выход Перенос первого счетчика подключен к второму входу генератора кода пол  Галуа, к управл ющему входу блока коммутации и через первый формирователь импульсов к входу Сброс триггера, выход которого подключен к первому информационному входу регистра и к объединенным входам второй группы информационных входов блока коммутации , первый и второй выходы которого  вл ютс  информационным и управл ющим выходами устройства, выход гбнератора импульсов подключен к счетному входу второго счетчика, предпоследний выход которбго через второй формирователь импульса подключен к управл ющему входу оперативного запоминающего блока, выход которого подключен к первому входу элемента ИЛИНЕ , выход которого подключен к второму входу элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу Установка триггера, выход Перенос второго счетчика подключен к счетному входу первого счетчика, выход блока сравнени -к информационному вхо- 5 ду оперативного запоминающего блока, к второму входу элемента ИЛИ-НЕ и через третий формирователь импульса к второму информационному входу регистра. вы)од генератора кодов пол  Галуа подключен к третьему информационному входу регистра .

   го

   CI

   23

   2S

   Фи.2.

   -i

   .3

   п п п п п п п л п п п п п п п

   nrnr rni imrni i tmnrnr rirn

   1

   ri

   п

   m

   Ш.