SU385393A1 - ANALOG-DISCRETE CONVERTER - Google Patents

Description

1one

Предлагаемое устройство дл  квантовани  электрических сигналов может быть использовано в различных област х науки и техники , св занных со статистическими методами обработки информации, в частности при приеме сигналов на фоне помех.The proposed device for quantizing electrical signals can be used in various fields of science and technology related to statistical information processing methods, in particular, when receiving signals against interference.

В известных устройствах дл  квантовани  электрических сигналов используютс  заранее фиксированные уровни. Широко примен емое в таких устройствах равномерное квантование уровней в общем случае может быть избыточным , так как при этом не учитываютс  статистические характеристики сигналов.In prior art devices for quantizing electrical signals, pre-fixed levels are used. The uniform quantization of levels, widely used in such devices, in the general case may be redundant, since it does not take into account the statistical characteristics of the signals.

Известны также способы квантовани  на неравномерные интервалы, но при этом требуютс  априорные сведени  о законе распределени  сигнала.Methods of quantization at non-uniform intervals are also known, but this requires a priori information about the law of signal distribution.

Известные устройства содержат квантователь , измеритель распределени  электрических сигналов, каждый канал которого содержит анализатор. Первые входы анализаторов каждого канал подключены ко входной клемме устройства.The known devices comprise a quantizer, an electrical signal distribution meter, each channel of which contains an analyzer. The first inputs of the analyzers of each channel are connected to the input terminal of the device.

Предлагаемое устройство отличаетс  от известных тем, что уровни квантовани  устанавливаютс  автоматически: таким образом, что динамический Д ;апазон сигнала разбиваетс  на N равноверо тных интервалов квантовани  при адаптивной установке уровней.The proposed device differs from the known ones in that quantization levels are set automatically: in such a way that dynamic E; the signal apron is divided into N equal-frequency quantization intervals with adaptive level setting.

Дл  этого каждый канал многоканальногоFor this, each channel is multichannel

измерител  распределени  электрических сигналов содержит схему сравнени  и источник опорного напр жени , выход которого подключен к первому входу схемы сравнени  5 своего канала. Второй вход этой схемы соединен с выходом анализатора, а выход - со вторым входом анализатора своего канала и с соответствующим входом квантовател , вход которого подключен ко входной клеммеThe electric signal distribution meter contains a comparison circuit and a voltage source, the output of which is connected to the first input of the comparison circuit 5 of its channel. The second input of this circuit is connected to the output of the analyzer, and the output is connected to the second input of the analyzer of its channel and to the corresponding input of the quantizer, whose input is connected to the input terminal

0 устройства.0 devices.

Структурна  схема устройства приведена на чертеже.The block diagram of the device shown in the drawing.

Сигнальные входы квантовател  / и интегральных анализаторов 2 каждого измери5 тельного канала 5i-Зх объединены на входе. Анализатор представл ет собой функциональный преобразователь, напр жение на выходе которого пропорционально веро тности пребывани  квантуемого сигнала выше порога ограничени . С выхода квантовател  снимаетс  проквантованный сигнал. В каждом измерительном канале 5i-3 выход анализатора 2 соединен с первым входом схемы 4 сравнений, к другому входу которой подсоединен источник посто нного опорного напр жени  5, а выход соединен с пороговым входом анализатора 2 и соответствующим пороговым входом квантовател  /. Величина напр жений источников 5 пропорциональна вThe signal inputs of the quantizer / and integral analyzers 2 of each measuring channel 5i-3х are combined at the input. The analyzer is a functional converter, the voltage at the output of which is proportional to the probability of the quantized signal being above the limit threshold. A quantized signal is removed from the output of the quantizer. In each measuring channel 5i-3, the output of the analyzer 2 is connected to the first input of the comparison circuit 4, to the other input of which a constant voltage source 5 is connected, and the output is connected to the threshold input of the analyzer 2 and the corresponding threshold input of the quantizer. The magnitude of the voltage sources 5 is proportional to

0 каждом канале квантил м эмпирической0 each channel quantile m empirical

функции распределени  электрического сигk нала -, где ,2,..., N. Число Л можноdistribution functions of the electrical signal -, where, 2, ..., N. The number L can be

NN

рассчитать заранее, исход  из желаемой точности квантовани .calculate in advance, based on the desired quantization accuracy.

Электрический сигнал, динамический диапазон которого согласован с динамическим диапазоном квантовател  / и измерител  значений вариационного р да, поступает в одну точку у входа. В начальный момент времени в каждом измерительном канале 5i-SN напр жени  на выходах анализаторов 2 соответствуют нулевому квантилю эмпирической функции распределени  сигнала, вследствие чего происходит разбаланс схем сравнени  4 таким образом, что напр жени  на их выходах , определ ющие порог ограничени  анализаторов 2, оказываютс  равными первому значению вариационного р да, но это состо ние каналов неустойчиво, и происходит процесс изменени  напр жений на выходах анализаторов 2 до тех пор, пока они не сравн ютс  с опорными напр жени ми. Одновременно пороги ограничени  анализаторов 2 подстраиваютс  под свои значени  в вариационном р ду (это реакци  схем сравнени  на уменьшающийс  разбаланс). Затем происходит обратный процесс: подстройка выходных напр жений анализаторов под установивщиес  пороги и т. д. По «стечении времени переходных процессов в каждом канале устанавливаетс  соответствие между квантилем и значением вариационного р да, т. е. интервалы квантовани  квантовател  станов тс  равноверо тными . В этом состо нии наступает динамическое равновесие каждого канала, который представл ет собой по существу замкнутую систему автоматического регулировани . Устройство способно квантовать квазистационарные сигналы при двух ограничени х: скорость изменени  веро тностных характеристик сигнала должна быть меньще скорости переходных процессов устройства при посто нстве динамического диапазона. Описанна  процедура установлени  уровней квантовани   вл етс  адаптивной и непараметрической.The electrical signal, the dynamic range of which is matched with the dynamic range of the quantizer / and the meter of values of the variational series, goes to one point at the entrance. At the initial moment of time, in each measuring channel 5i-SN, the voltage at the outputs of analyzers 2 corresponds to the zero quantile of the empirical signal distribution function, as a result of which the comparison circuits 4 are imbalanced so that the voltage at their outputs defining the threshold of the analyzers 2 is equal to the first value of the variational series, but this state of the channels is unstable, and the process of changing the voltages at the outputs of the analyzers 2 takes place until they compare with the reference voltages E. At the same time, the thresholds for limiting analyzers 2 are adjusted to their values in the variational series (this is the response of the comparison circuits to a decreasing imbalance). Then, the reverse process occurs: the adjustment of the output voltages of the analyzers under steady-state thresholds, etc. According to the confluence of the transient time in each channel, a correspondence is established between the quantile and the value of the variational series, i.e., the quantizing intervals of the quantizer become equal. In this state, a dynamic equilibrium of each channel occurs, which is a substantially closed automatic control system. The device is capable of quantizing quasi-stationary signals with two limitations: the rate of change of the signal's probabilistic characteristics must be less than the rate of transients of the device at the constant dynamic range. The described procedure for determining the quantization levels is adaptive and non-parametric.

Предмет изобретени Subject invention

Аналого-дискретный преобразователь, содержащий квантователь, многоканальный измеритель распределени  электрических сигналов , каждый канал которого содержит анализатор , первые входы анализаторов каждого канала подключены ко входной клемме устройства , отличающийс  тем, что, с целью расщирени  класса рещаемых задач, каждый канал многоканального измерител  распределени  электрических сигналов содержит схему сравнени  и источник опорного напр жени , выход которого подключен к первому входу схемы сравнени  своего канала, второй вход которой соединен с выходом анализатора, аAn analog-to-digital converter containing a quantizer, a multichannel electrical signal distribution meter, each channel of which contains an analyzer, the first inputs of the analyzers of each channel are connected to the input terminal of the device, characterized in that, in order to expand the class of tasks, each multichannel electric signal distribution meter contains a comparison circuit and a reference voltage source, the output of which is connected to the first input of the comparison circuit of its channel, the second input coupled to an output of the analyzer, and

выход схемы сравнени  подключен ко второму входу анализатора своего канала и. к соответствующему входу квантовател , вход которого подключен ко входной клемме устройства .the output of the comparison circuit is connected to the second input of the analyzer of its channel and. to the corresponding input of the quantizer whose input is connected to the input terminal of the device.