SU930658A2 - Преобразователь аналоговой величины в код - Google Patents

Description

'Изобретение относится к области кодирования непрерывных сигналов и может быть использовано для преобразования аналогового напряжения в цифровой код.

По основному авт. св. № 511694, известен преобразователь аналоговой ве- ⁵ личины в код, представляющий собой ка—нал, содержащий последовательно соединенные реверсивный счетчик, преобразователь код-аналог и схему сравнения, другой вход которой присоединен к источнику преобразуемого напряжения, а выходы - к первым элементам И, вторые входы которых подключены к выходу генератора импульсов, и через линию задерж~ ки - к входу блока управления, а выходы - к входам реверсивного счетчика, выходы которого через вторые элементы И соединены с первыми входами регистра, а также дополнительный реверсивный счетчик, входы которого через линии задержки подключены к выходам элементов И и через элемент ИЛИ и линию задержки соединены с входом младшего разряда сумматора, входы которого через- дополнительные элемента И, управляемые блоком определения знака, подключены к выхо.— дам дополнительного реверсивного счет*чика, знаковый разряд последнего соединен с входом блока определения знака, другие входы которого соединены с выходами элементов И, выходы блока управле ния подключены к вторым входам вторых элементов И, второму входу регистра и дополнительным входам сумматора и дополнительного реверсивного счетчика.

Известный преобразователь аналоговой величины в код позволяет определить параметры случайного процесса, позволяющие его аппроксимировать одномерным эргодическим марковским процессом. Для этого определяются коэффициенты: гдёТ- t - интервал времени, за который определяется’ величина x(t) исследуемомент Φ; исследуемомент

Г11устройство не позволяет многомерные марковские как не определяет коэфтак связи между компонентами что сужает функциональные возпреобразователя.

') w -i—

- математическое ожидание;

- значение величины мого процесса X в

- значение величины мого процесса X в t

Однако это анализировать процессы, фидиенты процесса, можности

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь аналоговой величины в код По авт. св. № 511694 введены η -1 каналов, аналогичных первому, разделитель компонентов сигнала и между каждыми соседними каналами блок умножения, управляющие входы которого подключены к выходам элементов И каждого из этих каналов и первому дополнительному выходу блока управления, а информационные входы подключены к соответствующим выходам Дополнительного реверсивного счетчика каждого из этих каналов, причем вход разделителя компонентов сигнала соединен с входной шиной, а его * ³⁰ выходы - с первыми входами схем сравнения каждого канала, а гл -1 дополнительные выходы блока управления подключены соответственно к .входам управления каждого из η -1 каналов. 35

Предлагаемое устройство позволяет аппроксимировать реальный процесс М-мерным марковским процессом. В таком случае нужно рассматривать несколько компонентов процесса, например, x(t ), X'(t ),⁴⁰ X ( i ).....

Коэффициенты в этом случае будут выглядеть .W·ΑΜοΜ>> ₄₅

d.(X_v..., X. ,Х_П М [X · СГ)-ХД*)/Х^= =ν··.χ^)=χή, где h - соответствует числу компонент процесса и для каждой пары параллельных компонент вводятся коэффициенты _5J

.....

В результате на выходе преобразователя с каждым тактом передается в вычислительную машину информация, необходимая для определения коэффициентов многомерных уравнений Колмогорова.

Расширение числа компонент позволяет широкий класс случайных процессов аппроксимировать марковскими процессами , что расширяет функциональные возможности преобразователя.

На чертеже приведена функциональная схема двухканального преобразователя.

Устройство в каждом канале 1 содержит схему 2 сравнения, выходы которой подключены к входам элементов И 3 и 4, другие входы которых соединены с выходом генератора 5 импульсов. Последовательно к схеме 2 сравнения в каждом канале подключен преобразователь 6 коданапог и реверсивный счетчик 7, входы которого соединены с выходами элементов Й 3 и 4. Реверсивный счетчик 7 через элементы И 8 подключен к регистру 9. Дополнительный реверсивный счетчик 10 через элементы И 11 подключен к сумматору 12. Входы сумматора 12 соединены с выходами элементов И 13, одни входы которых подключены к реверсивному счетчику 10, к которому также подключены выходы линий 14 и 15 задержки. К входу сумматора 12 через линию 16 задержки присоединен выход элемента ИЛИ 17, входы которого соединены с выходами элементов И 3 и 4 и с входами линий 14 и 15 задержки, а также с входами блока определения знака 18, третий вход которого соединен с выходом знакового разряда 19 реверсивного счетчика 10,

Между каналами 1 включен блок 20 умножения. К входам схем 2 сравнения каждого канала 1 присоединены выходы разделителя 21 компонентов сигнала. Выход генератора 5 импульсов через линию 22 задержки соединен с входом блока 23 управления. Выходы блока 23 управления подключены в каждом канале 1 к вхо дам элементов И 8, регистра 9, реверсивного счетчика 10 и сумматора 12. Блок 20 умножения содержит сумматор 24, информационными входами соединенный с двумя схемами 25 и 26 управления приемом сигнала. Управляющие входы схемы 2 5 управления присоединены к выходам элементов И 3 и 4 второго канала, а управляющие входы схемы 26 управ930658 ления — к выходам схем И 3 и 4 своего канала. Информационные входы схемы 25 управления соединены с выходами реверсивного счетчика 10 и знакового разряда 19 своего канала, а информационные 5 входы схемы 26 управления - с аналогичными блоками второго канала. Вход сумматора 24 присоединен к блоку управления 23. Выходы регистра 9, знакового разряда 19 реверсивного счетчика 10, ¹⁰ сумматора 12 каждого канала 1, а также сумматора 24 подключены к входам ЭВМ (на чертеже не показано).

Преобразователь аналоговой величины в код работает следующим образом. ¹⁵

Преобразуемый сигнал подается в разделитель компонентов сигнала 21, который разделяет сигнал на компоненты. В схему 2 сравнения каждого канала 1 попадает компонент сигнала, сравнивается 10 с кодом, возникающим на выходе преобразователя код-аналог 6. Код на реверсивном счетчике 7 поддерживается соответствующим аналоговой величине на входе, для этого код на реверсивном счетчике 7 25 преобразуется в аналоговую величину и сравнивается с входной, если код оказывается меньше, то схема 2 сравнения открывает элемент И 3, через который поступают импульсы из генератора 5 и код 30 в реверсивном счетчике 7 увеличивается. Если код оказывается больше, то схема 2 сравнения открывает элемент И 4, через который поступающие импульсы вычитаются из значения реверсивного счетчика 7. 35

Схема управления 23 синхронизирует работу всех блоков и управляет работой всего устройства. На вход ее поступают импульсы генератора 5 через линию задержки 22. Образование необходимой ин- до формации происходит на заданном интервале времени (Έ --t), где Т 7 t .

Для этого в момент t дополнительный реверсивный счетчик 10 с знаковым разрядом 19, сумматоры 12 и 24 уста 45 навливаются в О, а значение реверсивного счетчика 7 через элементы И 8 передается на регистр 9, где запоминается значение преобразуемой величины в момент времени t . _Μ

На дополнительный реверсивный счетчик 10 с знаковым разрядом 19, через линии 14 и 15 задержки поступают импульсы от элементов И 3 и 4 в результате на дополнительном реверсивном счет-₅₅ чике 10 устанавливается значение, на которое изменилась преобразуемая величина за время прошедшее от гашения счетчика, в конечном итоге Х( 1 )—Х'( £ ).

В сумматоре 12, совместно с элеме>тами И 11 и 13, ИЛИ 17, линией 16 задержки и блоком 18 определения знака определяется значение f х(f) —

-X (4J ²по рекуррентной формуле (X * f )'^л=х'^д+2Х+1. В Момент £ на сумматор 12 устанавливается О’. Линии 14 и 15 задержки обеспечивают сохранение кода X на реверсивном счетчике 10. Блок 18 определения знака по знаку знакового разряда 19 и выходом элементов И 3 и 4 открывает элементы И 11 или элементы И 13 для передачи кода 12-х или -2х в сумматор 12. Далее через линию 16 задержки из элемента ИЛИ 17 на сумматор 12 поступает сигнал +1.

Сумматор 24 и схемы 25 и 26 служат для умножения двух сигналов. Умножение проводится по рекуррентным формулам:

Х(У i 1) = ХУ ί X 'г (Х-Н)У + В момент I , Х=О, у=О, Ху=О, сигнал х поступает из реверсивного счетчика 10 и знакового разряда 19 на информационные входы схемы 25, такие же сигналы поступают из соседнего канала на схему 26. Сигналы +1 поступают на управляющие входы схемы 25 управления и от⁴крывают цепи IX. Выходы элементов И 3 и 4, управляют блоком 26 управления и выдают на сумматор 24 + у.

Таким образом, такт за тактом в сумматоре 24 образуется величина ху. В момент ΐ блок 23 управления все данные передает в ЭВМ и рабочий цикл начинается с начала. Предполагается, что значения на регистрах 9 всех компонент служат для образования адреса, куда посылаются значения ΧζΈ*)— x(-t) из дополнительного реверсивного счетчика 10, с знаковым разрядом 19, значение [х (Έ )- χ( -t )]ъиз сумматора 12, значение [X (Т) -_X(t )]. Г У (Г) -у( £ )] из сумматора 24 и т. д. по всем компонентам. В ЭВМ каждые текущие значения должны суммироваться и запоминаться число произведенных суммирований для определения математического ожидания*, которое нужно для определения коэффициентов уравнений Колмогорова, для описания многомерного марковского процесса.

Claims (2)

1. Изобретение относитс  к области кодин ровани  непрерывных сигналов и может быть использовано дл  преобразовани  аналогового напр жени  в цкфровсЛ код. По основному авт. св. N 511694, известен преобразователь аналоговой величины в код, представл ющий собой канал , содержащий последовательно соедине ные реверсивный счетчик, преобразователь код-аналог и схему сравнени , дру гой вход которой присоединен к источнику преобразуемого напр жени , а выходы - к первым элементам И, вторые вхо ды которых подключены к выходу генератора импульсов, и через линию задержки - к входу блока управлени , а выходы - к входам реверсивного счетчика, выходы которого через вторые И соединены с первыми входами регйст ра , а также пополнительный реверсивный счетчик, входы которого через линии задержки подключены к выходам элементов И и через элемент ИЛИ и линию задерж: ки соединены с входом младшего разр да сумматора, входы которого через- дополн тельные элемента И, управл емые блоком определени  знака, подключены к выхо.дам дополнительного реверсивного счет чика, знаковый разр д последнего соедпнен с входс « блока определени  знака, другие входы соединены с выхо дами элементов И, выходы блока управле НИН подключены к вторым входам вторых элементов И, входу регистра и дополнительным входам сумматора и дополнительного реверсивного счетчика. Известный преобразователь аналоговой величины в код позвол ет определить параметры случайного процесса, позвол к щке его апщюксимировать ( эргодичесж м марковским процессом. Дл  этого стредел ютс  коэффициенты: ««{x))-xtt) /blx)M{tx(g-x(tj}i/x,-xj, гдёТ- t - интервал времени, за который М1редел етс  величина 3 93О65 Гч(Т) и Xf-tlf-i -0 .. М - математическое ожидание; xte) значение величины исследуемого процесса X в моментГ; .,,, 4 5 X(t) - значение величины исследуеv мого процесса X в момент 1 |- Ч f .. Однако это устройство не позвол ет . анализировать многомерные марковские щ процессы, так как не определ ет коэ4 , финиенты св зи между компонентами процесса, что сужает функциональные возможности преобразовател . Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в преобразователь аналоговой величины в код по авт. св. № 511694 введет п -1 каналов, аналогичных nepetsviy. разделитель компонентов сигнала и между ° каждыми соседними каналами блок умножени , управл ющие входы которого noftключены к выходам элементов И каждого иа этих каналов и первому дополнительному выходу блока управлени , а информа- ционные входь подключены к соответсгвук щим выходам дополнительного реверсивного счетчика каждого из этих каналов, причем вход разделител  компонентов сигнала соединен с входной шипой, а его выходы- с первыми входами схем сравневи  каждого канала, а m-1 дополнительНЫе выходы блока управлени  подключены соответственно к уходам управлеии  каждого из п -1 каналов. 35 Предлагаемое устройство позвол ет аш оксимйровать реальный процесс W-мерным марковским процессом. В таком случае нужно рассматривать несколшо компонёнтов процесса, например, )((t ), Х ( ),® X (О Коэффициенты в этом случае будут выгл деть о« X,X,Xn,t)) .. t lApv / I V /iilvc u ),j-..j. (. //л.Дт/ Х y-()-X-li I Trti . (X XX ()T 0 V-1 . П1 t-t IL 50 Х , „ где У1 - соответствует числу компонент „ „ „„„«.г,- процесса и дл  каждой пары параллельл ,,,, ных компонент ввод тс  коэффициенты мГТу ( V ft-ll 1oi(X,...,X-,...()fj- 1 i J хГх ftJlv -V 1 j 84 результате на выходе преобразовател  с каждым тактом передаетс  в вы- лалхмс t числительную машину информаци , необ определени  коэффициентов многомерных уравнений Колмогорова. мнил um р JF Расширение числа компонент позвол ет широкий класс случайных процессов апппоксимировать марковскими процессами , biu - mvinp а н что расшир ет функциональные возможное преобразовател , чертеже приведена функциональна  схема двухканального преобразовател . Устройство в каждом канале 1 сопержит схему 2 сравнени , выходы которой подключены к входам элементов И 3 и 4 ДРУГие входы которых соединены с выхоЛ° генератора 5 импульсов. Последоватепьно к схеме 2 сравнени  в каждом канале подключен преобразовател ь б коданалог и реверсивный счетчик 7, входы которого соединены с выходами эпементов И 3 и 4. Реверсивный счетчик 7 элементы И 8 подключен к регистру 9. Дополнительный реверсивный счетчик 1О через элементы И 11 подключен к сумма °РУ
2. 2. Входы сумматора 12 соединены выходами элементов И 13, одни входы которых подключены к реверсивному счетчику 1О, к которому также подключены выходы линий 14 и 15 задержки. К вкоду сумматора 12 через линию 16 заДержки присоединен выход элемента ИЛИ 17, входы которого соединены с выходами элементов И 3 и 4 и с входами линий 14 и 15 задержки, а также с вхо « блока определени  знака 18, тре ° которого соединен с выходом знакового разр да 19 реверсивного счет 10, Между каналами 1 включен блок 20 умножени . К входам схем 2 сравнени  каждого канала 1 присоединены выходы разделител  21 компонентов сигнала. генератора 5 импульсов через линию задержки соединен с входом блока 23 управлени . Выходы блока 23 управлениь подключены в каждом канале 1 к входам элементов И 8, регистра 9, реверсивного счетчика 1О и сумматора 12. Блок 2О умножени  содержит сумматор 24, „ информационными входами соединенный с ; ос о/ двум  схемами 25 и 26 управлени  прие ° сигнала. Управл ющие входы схемы управлени  присоединены к выходам элементов И 3 и 4 второго канала, a управл ющие входы 26 управлени  - к выходам схем И 3 и 4 своего канала. Информационные входы схемы 25 управлени  соединены с выходами реверсивного счетчика 10 и знакового разр да 19 своего канала, а информационные входы схемы 26 управлени  - с аналогич ными блоками второго канала. Вход сумматора 24 присоединен к блоку управлени  23. Выходы регистра 9, знакового разр да 19 реверсивного счетчика 1О, сумматора 12 каждого канала 1, а также сумматора 24 подключены к входам (на чертеже не показано). Преобразователь аналоговой величины в код работает следующим образом. Преобразуемый сигнал подаетс  в разделитель компонентов сигнала 21, который раздел ет сигнал на компоненты. В схему 2 сравнени  каждого канала 1 попадает компонент сигнала, сравниваетс с кодом, возникающим на выходе преобра зовател  код-аналог 6. Код на реверси&ном счетчике 7 поддерживаетс  соответствующим аналоговой величине на входе, дл  этого код на реверсивном счетчике 7 преобразуетс  в аналоговую величину и сравниваетс  с входной, если код оказываетс  меньше, то схема 2 сравнени  открывает элемент И 3, через который пос тупают импульсы из генератора 5 и код в реверсивном счетчике 7 увеличиваетс . Если код оказываетс  больше, то схема 2 сравнени  открывает элемент И 4, через который поступающие импульсы вычитаюР с  из значени  реверсивного счетчика 7. Схема управлени  23 синхронизирует работу всех блоков и управл ет работой всего устройства. На вход ее поступают импульсы генератора 5 через линию задержки 22. Образование необходимой информации происходит на заданном интервале времени (Т - -t}, где Т 7 t . Дл  этого в момент t дополнительный реверсивный счетчик Юс знаковым разр дом 19, сумматоры 12 и 24 уста навливаютс  в О, а значение реверсивного счетчика 7 через элементы И 8 п&редаетс  на регистр 9, где запоминаетс  значение преобразуемой величины в мо-- мент времени t . На дополнительный реверсивный счетчик 10 с знаковым разр дом 19, через линии 14 и 15 задержки поступают импульсы от элементов И 3 и 4 в результате на дополнительном реверсивном счет чике 10 устанавливаетс  значение, на которое изменилась преобразуема  величи на за врем  прошедшее от гашени  счетчика , в конечном итоге X ( fc }-Х( t ). 93 86 В сумматоре 12, совместно с элементами И 11 и 13, И.ПИ 17, линией 16 задержки и блоком 18 определени  знака определ етс  значение t (fJ -X рекуррентной формуле (X f ) X i2X+l. В йомент t на сул матор 12 устанавливаетс  О. Линии 14 и 15 задержки обеспечивают сохранение кода X на реверсивном счетчике 10. Блок 18 определени  знака по знаку знакового разр да 19 и выходом 8Л&ментов И 3 и 4 открывает элементы И 11 или элементы И 13 дл  передачи кода t2-x или -2х в сумматор 12. Далее через линию 16 задержки из эл&мента ИЛИ 17 на сумматор 12 поступает сигнал +1. Сумматор 24 и схемы 25 и 26 дл  умножени  двух сигналов. Умножение проводитс  по рекуррентным формулам: X(V i1) XV ±Х , (Х4 1)). В момент t , , уО, , сигнал X поступает из реверсивного счетчика 10 и знакового разр да 19 на внфо{л ационные входы схемы 25, такие же сигналы поступают вз соседнего канала на схему 26. Сигналы il поступают на управл кадие входы схалы 25 управлени  к о- крывают цеп  tX. Выходы элементов И 3 и 4, управл ют блоком 26 управле-ни  и выдают на сумматор 24 t у. Таким образом, такт за тактом в сумматоре 24 образуетс  величина ху. В момент t бпок 23 управлени  все данные передает в ЭВМ и рабочий шосл начинаетс  с начала. Предполагаетс , что значевн  на регистрах 9 всех компонент служат дл  образовавв  адреса, куда посылаютс  значени  X(C)-x(t) из дополнительного реверсивного счетчика 10, с знаковым разр дом 19, значение Г (С )- X (t )нз сумматора 12, значение х(Т) -x(t )З.Г () -( t ) из сумматора 24 и т. д. по всем компонентам . В ЭВМ каждые текущие значени  должны суммироватьс  и запоминатьс  чнсло произведенных суммирований дл  определени  математического ожиданк % которое нужно дл  определени  коэффшше тов уравнений Колмогорова, дл  описани  многомерного марковского процесса. Формула изобретени  Преобразователь аналоговой величины в код по авт. св. № 511Б94, о т п и 793 чающийс  тем, что, с «елью раошврекв  функциональных возможностей, в него введены п -1 каналов аналогичных первому, разделитель компонентов сигнала в между каждыми соседними каналами блок умножени , управл ющие входы которого подключены, соответственно, к выходам элементов И каждого из этих каналов и первому дополнительному выходу блока управлени , а информационные входы подключены к соответствующим выходам дополнительного реверсивного счетчика каждого из этих каналов, причем вход раэ8 делител  компонентов сигнала соединен с входной шиной, а его выходы - с первыми входами схем сравнени  каждого канала, а m -1 дополнительные выходы блока управлени  подключены, соответственно к к входам управлени  каждого из п -1 каналов. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 511694, кл. Н 03 К 13/17, 1973 (прототип).