Устройство для определения границ аналитического пика Советский патент 1984 года по МПК G06G7/18 G06J3/00 

X) 41 Х

ГС SD Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может найти применение в системах автомати зации- аналитических измеренийДхрома тографических, масспектрометрических рентгеноструктурных и т.д.). Известно устройство для определения границ аналитического пика, осно ванное на кусочно-полиномиальной аппроксимации участков пика вблизи его границ с последующим дифференцированием рассчитанных полиномов и содержащее специализированный цифровой вычислитель l} . Недостатком данного устройства является конструктивная сложность. Известно также устройство для определения границ аналитического пика, содержащее последовательно соединенные цифровой фильтр, блок. дифференцирования и пороговый блок Недостатком данного устройства является низкая помехоустойчивость, что вызывает большие погрешности при определении границ зашумленных пиков , Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для определения границ аналитического пика, содержащее цифровой фильтр, соединенный входом с входом устройства, а выходом - с входом цифроаналогового преобразователя, и интегратор, подключенный выходом к входу порогового блока, соединенного выходом с выходом устройства, причем вход интегратора подключен к выходу цифроаналогового преобразователя. Принцип работы известного устройства основан на интегрировании аналитического сигнала и определении уровня сигнала, при котором он превышает заданную пороговую величину з . Недостатком известного устройства является пониженная точность определения границ пиков при наличии шумов из-за невысокой крутизны аналитичес кого сигнала на границах пиков. Целью изобретения является повышение точности определения границ пи ков при наличии шумов. Эта цель достигается тем, что в устройство для определения границ аналитического пика, содержащее цифровой фильтр, соединенный входом с входом устройства, а выходом - с вхо дом цифроаналогового преобразователя и интегратор, подключенный выходом к входу порогового блока, соединенного выходом с выходом устройства, введен сумматор, удвоитель амплитуды, ключ и блок запоминания, подключенный вхо дом через ключ к выходу сумматора, а выходом - к входу интегратора, соеди ненного выходом через удвоитель амплитуды с первым входом сумматора, подключенного вторым входом к выходу цифроаналогового преобразователя. На чертеже изображена блок-схема устройства для определения границ аналитического пика. Устройство содержит вход 1, цифровой фильтр 2 (пятиточечного типа), цифроаналоговый преобразователь 3, сумматор 4, ключ 5, блок 6 запоминания, интегратор 7, удвоитель 8 амплитуды (инвертирующий масштабный усилитель с коэффициентом передачи, равн1 1М 2 ), пороговый блок 9 и выход 10 устройства. Устройство работает следующим образом. На вход 1 устройства через равные интервалы времени поступают в цифровом коде ординаты i (,Х) аналитического сигнала ) в смеси с шумом. На Кс1ждом из этих интервалов сигнал Ср(Х) описывается полиномом 0-й, 1-й или-2-й степеней в зависимости от того, что представляет собой этот сигнал на данном интервале: базовую линию или аналитический пик. Базовая линия - это горизонтальный участок сигнала, который точно описывается полиномом 0-й степени, а каждый интервал аналитического пика может быть точно описан полиномом 1-й или 2-й степени, В соответствии с этим устройство аппроксимирует аналитический сигнал на каждом интервале полиномом 0-й,. 1-й или 2-й степеней, причем на границах интервалов аппроксимирующие полиномы непрерывны вместе со своей первой производной, т.е. устройство реализует сплайн - аппроксимацию аналитического сигнала. В результате этого на выходе интегратора 7 получаем первую производную сигнала без применения дифференциатора, что обеспечивает высокую помехоустойчивость (так как сигнал сглаживается дважды: цифровым фильтром и интегратором), высокую чувствительность обнаружения гарниц аналитического пика (так как обнаружение происходит не по значению сигнала, а по его производной). Принцип работы устройства рассмотрим на одном из интервалов ( , ,) дискретизации сигнала, так как на других интервалах процессы повторяются. Для формирования аппроксимирующего полинома на этом участке в цифровом фильтре 2 должны храниться пять значений аналитического сигнала из окрестностей этого участка ,iU,.,,{lx-.,,{Cx,i(,i(x.,,). в цифровом фильтре значения сигнала умножал)тся на некоторые постоянные коэффициенты, определяемые импульсной характеристикой, и суммируются, в результате чего на выходе фильтра.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГРАНИЦ АНАЛИТИЧЕСКОГО ПИКА, содержащее цифровой фильтр, соединенный входом с входом устройства, а выходом - с входом цифро-аналогового преобразователя, и интегратор, подключенный выходом к входу порогового блока, соединенного выходом с выходом устройства, отличаю щеес я тем, что, с целью повышения точности определения границ пиков при наличии шумов, в него введены сумматор, удвоитель амплитуды, ключ и блок запоминания, подключенный входом через ключ к выходу сумматора, а выходом - к входу интегратора, д соединенного выходом через удвоитель S амплитуды с первым входом суюлатора, b подключенного вторым входом к выходу цифроаналогового преобразователя.