Спосіб перетворення сигналів і пристрій для його здійснення

Винахід відноситься до обчислювальної техніки, може бути використаний в пристроях пересилання, зберігання та перетворення інформації. Відомий спосіб перетворення сигналів, реалізований в пристрої для формування імпульсів (Авт. св. СРСР №619854, кл. H03K5/13, 1976), який включає в себе підведення сигналу до кільцевого регістру зсуву з K комірками елементів зсуву, послідовним проходженням цим сигналом елементів зсуву, а на ви ході пристрою одержують імпульси потрібної довжини через задатний інтервал часу. Однак цей спосіб не дає змоги перетворювати сигнали, параметри яких змінюються за двома й більше параметрами одночасно. Відомий пристрій для перетворення сигналів, який включає в себе послідовно з'єднані між собою K груп елементів зсуву, інформаційні входи, групи ключів, вихідну шину і шину живлення (Авт. св. СРСР №519854, кл. H03K5/13, 1976). Однак і цей пристрій не дає змоги перетворювати сигнали в послідовності імпульсів за умови одночасної зміни сигналу за двома й більше параметрами. Найближчим технічним рішенням є спосіб перетворення сигналів (Авт. св. СРСР №1228289, кл. H03M7/02, 1984), який включає в себе підведення вхідних сигналів, вибір початкової комірки кільцевої структури, послідовний обхід комірок сигналом, вибір кінцевої комірки кільцевої структури, на якій закінчують обхід, формування вихідних сигналів з використанням відповідних ваг розрядів вихідного коду. Однак цей спосіб не дає змоги одержати широкий діапазон перетворення сигналів з параметрами, які змінюються за двома й більше параметрами одночасно. Це пов'язано з тим, що під час формування вихідних сигналів ваги розрядів вихідного коду вибирають так, що розрядні ваги відповідають деяким цілим числам, тобто значенню лише одного параметра. Отже, при роботі з векторними сигналами різко зменшується ефективність перетворення, тому що зростає складність кодування векторів. Крім того, зростає час перетворення сигналів з двома й більше параметрами, оскільки в даному способі не передбачено одночасне перетворення складових векторного сигналу. Найближчим до заявленого є те хнічне рішення, що представляє собою пристрій для перетворення сигналів, який містить двовходові елементи ЧИ і елементи ЗАБОРОН А, сполучені між собою по черзі за кільцевою схемою, і дві групи ключів, входи яких з'єднані зі шиною живлення, виходи ключів першої групи сполучені з керуючими входами відповідних елементів ЗАБОРОН А, ви ходи ключів другої групи - з першими входами елементів ЧИ, виходи яких через відповідні елементи ЗАБОРОН А з'єднані з другими входами елементів ЧИ (Авт. св. СРСР №1228289, кл. H03M7/02, 1984). Недолік цього пристрою обмежені функціональні можливості перетворення під час роботи з векторними сигналами. В основу винаходу поставлено завдання створення такого способу перетворення сигналів і пристрою для його здійснення, в якому завдяки використанню послідовно впорядкованих цілочислових кортежів як відповідних розрядних ваг під час послідовного обходу сигналом системи логічних елементів з кільцевою структурую забезпечується розширений діапазон перетворення векторних сигналів у послідовність імпульсів і за рахунок цього підвищується ефективність технології перетворення сигналів з двома й більше параметрами. Поставлена задача вирішується тим, що в способі перетворення сигналів, який включає в себе підведення вхідних сигналів, вибір початкової комірки кільцевої структури, послідовний обхід комірок сигналом, вибір кінцевої комірки кільцевої структури, на якій закінчують обхід, формування вихідних сигналів з використанням ваг розрядів вихідного коду, згідно з винаходом формування вихідних сигналів здійснюють у відповідності з послідовно впорядкованими цілочисловими tкортежами, які разом з усіма їх модульними сумами, складеними послідовно за кільцевою структурою, утворюють множину значень координат t-вимірної решітки. Завдяки тому, що всі кодові комбінації вихідних сигналів складаються лише з поруч розміщених один біля одного блоків "одиниць" та "нулів", легко виявити помилки за появою нульових сигналів серед одиниць, і навпаки. Це підвищує завадостійкість кодування векторних сигналів, а послідовний спосіб обходу сигналом комірок кільцевої структури дає змогу підвищити надійність та швидкість перетворення а також спростити схему керування пристрою для перетворення сигналів. Доцільно вибирати початкові комірки одночасно в t паралельно сполучених кільцевих структурах, здійснювати послідовний обхід комірок кожної з кільцевих структур сигналом, вибирати кінцеву комірку в кожній з них і закінчувати обхід на цих комірках, де t - число параметрів сигналу. Це дає змогу здійснювати одночасно перетворення усі х складових векторного сигналу в послідовність імпульсів з поруч розміщених блоків одиниць та нулів, що спрощує виявлення помилок по кожній складовій окремо, а також розширити функціональні можливості способу перетворення сигналів. Задача вирішується також тим, що пристрій для перетворення сигналів, який містить двовходові елементи ЧИ і елементи ЗАБОРОН А, сполучені між собою по черзі за кільцевою схемою, і дві групи ключів, входи яких з'єднані зі шиною живлення, виходи ключів першої групи сполучені з керуючими входами відповідних елементів ЗАБОРОН А, ви ходи ключів другої групи - з першими входами елементів ЧИ, виходи яких через відповідні елементи ЗАБОРОН А з'єднані з другими входами елементів ЧИ, згідно з винаходом споряджений багатовходовими блоками додавання значень ваг розрядів вихідного коду, t-входовими елементами ЧИ і додатковими двовходовими елементами ЧИ, і елементами ЗАБОРОНА, сполученими між собою по черзі за кільцевою схемою, кільцеві схеми з'єднані між собою паралельно по керуючих входах, а ви ходи двовходови х елементів ЧИ з'єднані з відповідними входами багатовходовмх блоків додавання значень ваг вихідного коду та входами t-входових елементів ЧИ, виходи яких є виходами пристрою. Таке виконання пристрою дає змогу розширити функціональні можливості під час перетворення tвимірних сигналів в послідовність кодових сигналів з поруч розміщених однойменних імпульсів, тому що при цьому спрощується перевірка правильності перетворення кожної зі складових векторного сигналу і зростає надійність роботи пристрою. На фіг.1 зображена функціональна схема пристрою, який реалізує спосіб перетворення сигналів; на фіг.2 - таблиця кодових станів цього пристрою; на фіг.3 - таблиця вибору кодових комбінацій. Суть способу перетворення сигналів полягає в тому, що формування вихідних сигналів здійснюють у відповідності з t-вимірною досконалою циклічною послідовністю (скорочено t-ДЦП), причому під t-ДЦП розуміють впорядковану циклічну послідовність цілочислових t-кортежів, таких, що усі кортежі цієї послідовності, як і всі векторні суми поруч розміщених кортежів (тобто таких, що йдуть безпосередньо один за одним), утворюють множину значень координат tвимірної решітки (K - го порядку), причому суми беруться з урахуванням значень відповідних модулів, де t ³ 2 - кількість цілих додатних чисел в кортежі, K - кількість t-кортежів ДЦП. Наприклад, циклічна послідовність є 2-ДЦП четвертого (K = 4) порядку, тому що усі 2кортежі (t = 2) цієї послідовності, а саме (1,1), (1,2), (1,3), (1,4), разом з усіма вектор-сумами підряд ідучи х кортежів, складених за модулями m 1 = 4 та m 2 = 5 для першої та другої складових відповідно, утворюють множину значень координат 2-вимірної решітки з розмірами Припускається, що існує нескінченно багато як дво-, так й багатовимірних досконалих циклічних послідовностей, порядок яких може бути як завгодно великим. Пристрій містить дві (t = 2) однакові групи I і II елементів логіки, кожна з яких включає в себе чотири (K = 4) елементи ЧИ 1 - 1, ..., 1 - 4, з'єднані по черзі з елементами ЗАБОРОН А 2 - 1, ..., 2 - 4 за кільцевою схемою, два (t = 2) чотиривходові (K = 4) блоки 3 - 1, 3 - 2 додавання чисел за модулем, входи яких з'єднані з виходами елементів ЧИ 1 - 1, ..., 1 - 4 відповідної групи, додаткові чотири (K = 4) двовходові (t = 2) елементи 4 - 1, ..., 4 - 4 ЧИ, входи яких з'єднані з відповідними виходами елементів 1 - 1, ..., 1 - 4 ЧИ, причому запаралелені входи елементів 1 - 1, ..., 1 - 4 ЧИ через першу груп у ключів 5 - 1, ..., 5 - 4, а керовані входи елементів 2 - 1, ..., 2 - 4 ЗАБОРОНА через другу груп у ключів 6 - 1, ..., 6 - 4 сполучені з шиною 7 живлення, перші входи 8 - 1, ..., 8 - 4, другі входи 9 - 1, ..., 9 - 4, кодові виходи 10 - 1, ..., 10 - 4 і числові виходи 11 - 1, 11 - 2 пристрою. Кодовим виходам (10 - 1), ..., (10 - 4) відповідають розряди вихідного коду, яким присвоєні вагові значення кортежів (1,1), (1,2), (1,4), (1,3) відповідно. Значення цих ваг разом зі значенням їх суміжних векторних сум, складених за кільцевою послідовністю (1,1) - (1,2) - (1,4) - (1,3) (тобто після (1,3) знову йде (1,1) і т.д.) з урахуванням значень модулів m 1 = K = 4, m 2 = K + 1 = 5 відповідно для першої та другої складових двовимірного (t = 2) сигналу утворюють двовимірну решітку з розмірами (K - 1) ´ K = 3 ´ 4, що було показано вище, причому кожен впорядкований 2набір чисел тут одержано точно одним можливим способом додавання вагових кортежів за вищезгаданим циклом, а число усіх можливих способів дорівнює кількості вектор-сум, що утворюють гратку (решітку) з розмірами 3 ´ 4. Це дає змогу здійснювати кодування будь-яких впорядкованих пар чисел (2-векторів), що відповідають координатам двовимірної решітки з розмірами L1 ´ L2 = K (K - 1), де K - число елементів ЧИ в кожній групі, що дорівнює числу шин кодового виходу пристрою, використовуючи при цьому усі можливі способи ввімкнення ключів керування - по одному з кожної групи, і, завдяки цьому, реалізувати усі можливі довжини шляхів циклічного проходження струмовим сигналом одночасно обидвох (t = 2) кільцевих ланцюжків для обрання потрібної кодової комбінації. Для кодування будь-яких (t ³ 2) багатовимірних сигналів достатньо збільшити відповідно число груп елементів логіки і K-входових блоків для додавання складових сигналу (по кожному виміру) за відповідним модулем m 1, m 2, ..., m t. При цьому розміри решітки слід обирати зі співвідношення L 1 ´ L2 ´ ... ´ Lt = K(K - 1), де L1, L2 , ..., Lt - взаємно прості числа. Пристрій працює наступним чином. У початковому стані ключі 5 - 1, ..., 5 - 4 та 6 - 1, ..., 6 - 4 обидвох груп розімкнені, елементи 2 - 1, ..., 2 - 4 ЗАБОРОН А відкриті, в кільцевих ланцюжках немає струму. Під час надходження сигналів, наприклад, на входи 8 - 1 і 9 - 1 пристрою спрацьовують ключі 6 - 1 і 5 - 1. При цьому на виходах елементів 1 - 1 ЧИ з'являється інформаційний сигнал "1", а на кодовому ви ході 10 - 1, ..., 10 - 4 формується кодова комбінація 1000, що відповідає кодуванню вектора (1,1). Одночасно на виході блока 3 - 1 додавання чисел за модулем m 1 = 4 відтворюється число 1 (перша складова цього вектора), а на виході блока 3 - 2 додавання чисел за модулем m 2 = 5 - число 1, що є другою складовою цього вектора, а на числовому виході 11 - 1, 11 - 2 з'являється закодований векторний сигнал (1,2) і т.д. Нарешті, для кодування вектора (3,4) сигнали подають на входи 8 - 4 і 9 - 2, й отримують на кодовому ви ході 10 - 1, ..., 10 - 4 комбінацію 0111, а на числовому виході 11 - 1, 11 2 - вектор (3,4) (див. табл. на фіг.2). Таким чином, під час надходження сигналу на один із входів 5 - 1, ..., 5 - 4 інформаційний сигнал "1" надходить одночасно на входи обидвох кільцевих структур через обрану пару елементів 1 1, ..., 1 - 4 ЧИ, а в момент підведення сигналу до одного з входів 8 - 1, ..., 8 - 4 інформаційний сигнал "1" припиняє своє проходження далі по кільцях, заповнюючи "одиницями" на шляху проходження відповідні елементи кілець. У цей момент сигнал "1" з'являється на виході одного або одночасно на виходах декількох елементів 1-1, ..., 1 - 4 ЧИ, що йдуть слідом один за одним в обидвох кільцях, на виході 10 - 1, ..., 10 - 4 формується кодова комбінація, а на числовому виході 11 - 1, 11 - 2 з'являється відповідне значення вектора. При цьому кожна складова вектора є сумою ваг, позначених пакетами "одиниць", що йдуть одна за одною. Кожній новій комбінації вхідних імпульсних сигналів відповідає новий набір пакету "одиниць", яким відтворюється значення закодованого вектора на виходах 10 - 1, ..., 10 - 4 і 11 - 1, 11 - 2 у паралельному коді (фіг.3). Наявність паралельних ланок для проходження інформаційних сигналів "1" по кільцевих структурах з паралельним підведенням вихідних сигналів на входи додаткових елементів 4 - 1, ..., 4 - 4 ЧИ підвищує надійність і завадостійкість перетворення, а введення блоків 3 - 1, 3 - 2 додавання сигналів за модулем дає змогу відтворювати дво- й багатовимірні вектори одночасно з їх кодуванням, що спрощує контроль під час перетворення векторних сигналів.