Устройство для анализа информации Советский патент 1985 года по МПК G11B27/36 

рой блок умножения к сое диненным между собой соответствующей выходной шине и первому входу десятого вычитателя, второй вход которого через четвертый детектор подсоединен к выходу четвертого вычитателя, седьмой вычитатель подключен первым входом к другой из входных шин непосредственно, вторым входом через второй интегратор и выходом к входу первого режекторного фильтра, третий режекторный фильтр соединен выходом с входами вторых третьоктавных фильтров, третьего двухпрлупериодного выпрямителя и четвертого интегратора, выход которого подключен к соответствуюш,ей выходной шине и к первому входу восьмого вычитателя, второй вход которого подсоединен к выходу второго двухполупериодного выпрямителя, а переключаюш,ий контакт переключателя соединен с входами первых третьоктавных фильтров.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АНАЛИЗА ИНФОРМАЦИИ, содержащее первый вычитатель, первым входом подключенный к одной из входных шин непосредственно, а вторым входом - через первый интегратор, второй вычитатель, первый двухполупериодный выпрямитель, подсоединенный выходом к первому входу второго вычитателя и входом к выходу первого вычитателя, третий вычитатель, подключенный первым входом к выходу первого интегратора и выходом к входу второго двухполупериодного выпрямителя, четвертый вычитатель, пятые вычитатели, первые третьоктавные фильтры, соединенные выходами с первыми входами пятых вычитателей, шестые вычитатели, элемент ИЛИ, подключенный выходами к одной из выходных шин, и управляющие шины, подключенные к вторым входам второго, третьего вычитателей и пятых вычитателей и к первым входам четвертого вычитателя и щестых вычитателей, отличающееся тем, что, с целью повышения точности идентификации участков информации, в него введены последовательно соединенные первый, второй и третий режекторные фильтры, седьмой, восьмой, девятый и десятый вычитатели, одиннадцатый и двенадцатый вычитатели, второй, третий, четвертый и пятый интеграторы, первый, второй, третий, четвертый и пятый детекторы, шестой и седьмой детекторы, третий двухполупериодный выпрямитель, первые и вторые двухполупериодные выпрямители, первые и вторые квадраторы, переключатель, вторые третьоктавные фильтры, первый и второй блоки деления напряжения и первый и второй блоки умножения. причем элемент ИЛИ подключен входами через первый детектор к выходу восьмого вычитателя, через третий детектор к выходу девятого вычитателя, через пятый детектор к выходу десятого вычитателя и через шестой и седьмой детекторы к выходам соответственно одиннадцатого и двенадцатого вычитателей. первые из которых подсоединены первым вхЬдом через первые двухполупериодные выпрямители к выходу пятых вычитателей, вторым входом подключены к соединенном между собой соответствующей из выходных шин, выходу соответствующего из вторых третьоктавных фильтров и входу соответствующего из вторых квадраторов, соединенного выходом с одной из выходных шин и с первым входом соответствующего двеi надцатого вычитателя, подключенного вторым входом через один из вторых двухполу(Л периодных выпрямителей к выходу соответствующего шестого вычитателя, подсоединенного к соответствующей выходной шине вторым входом непосредственно, а к другой из выходных щин и к выходу соответствующего из первых третьоктавных фильтров через один из первых квадраторов, при этом первый вычитатель подключен выходом к переключаемым контактам переключателя со непосредственно и через первый блок деления напряжений, одним из входов подсоединенного к выходу второго блока деления напряСО 4 жения, соединенного одним входом с первым входом четвертого вычитателя и другим входом с соединенными между собой соответствующей выходной шиной, вторым входом четвертого вычитателя и выходом первого блока умножения, подключенного через третий интегратор к соответствующей выходной шине и к первому входу второго вычитателя, подсоединенного выходом через второй детектор к первому входу седьмого вычитателя, подключенного вторым входом к выходу третьего двухполупериодного выпрямителя и к соответствующей выходной шине непосредственно и через последовательно соединенные пятый интегратор и вто

1

Изобретение относится к приборостроению, а именно к устройствам для анализа информации.

Цель изобретения - повышение точности идентификации участков информации.

На чертеже приведен один из возможных вариантов устройства для анализа информации.

Устройство для анализа информации содержит первый вычитатель 1, первым входом подключенный к одной из входных шин 2 непосредственно, а вторым входом - через первый интегратор 3, первый двухполупериодный выпрямитель 4, подсоединенный выходом к первому входу второго вычитателя 5 и входом к выходу первого вычитателя 1, третий вычитатель 6, подключенный первым входом к выходу первого интегратора 3 и выходом к входу второго двухполупериодного выпрямителя 7, четвертый вычитатель 8, первые третьоктавные фильтры 9, соединенные выходами с первыми входами пятых вычитателей 10, шестые вычитатели 11, элемент ИЛИ 12, подключенный выходом к одной из выходных шин 13, и управляющие шины 14, подключенные к вторым входам второго, третьего вычитателей 5 и 6, пятых вычитателей 10 и к первым входам четвертого вычитателя 8 и шестых вычитателей 11.

Кроме того, устройство для анализа информации содержит последовательно соединенные первый, второй и третий режекторные фильтры 15, 16 и 17, седьмой, восьмой, девятый и десятый вычитатели 18-21, одиннадцатый и двенадцатый вычитатели 22 и 23, второй, третий, четвертый и пятый интеграторь 24-27, первый, второй, третий, четвертый и пятый детекторы 28-32, шестой и седьмой детекторы 33 и 34, третий двухполупериодный выпрямитель 35, первые и вторые двухполупериодные выпрямители 36 и 37, первые и вторые квадраторы 38 и 39, переключатель 40, вторые третьоктавные фильтры 41, первый и второй блоки 42 и 43 деления напряжения, первый и второй блоки 44 и 45 умножения, причем элемент ИЛИ 12 подключен входами через первый детектор 28 к выходу восьмого вычитателя 19, через третий детектор 30 - к выходу девятого вычитателя 20, через пятый детектор 32 к выходу десятого вычитателя 21 и через шестой и седьмой детекторы 33 и 34 - к выходам соответственно одиннадцатого и двенадцатого вычитателей 22 и 23, первые из которых подсоединены первым входом через первые двухполупериодные выпрямители 36 к выходу пятых вычитателей 10, а

вторым входом подключены к соединенным между собой соответствующей из выходных шин 13, выходу соответствующего из вторых третьоктавных фильтров 41 и входу соответствующего из вторых квадраторов 39, соединенного выходом с одной из выходных

шин 13 и с первым входом соответствующего двенадцатого вычитателя 23, подключенного вторым входом через один из вторых двухполупериодных выпрямителей 37 к выходу соответствующего шестого вычитателя 11,

подсоединенного к соответствующей выходной шине 13 вторым входом непосредственно, а к другой из выходных шин 13 и к выходу соответствующего из первых третьоктавных фильтров 9 через один из первых квадраторов 38, при этом первый вычитатель 1 подключен выходом к переключаемым контактам переключателя 40 непосредственно и через первый блок 42 деления напряжений, одним из входов подсоединенного к выходу второго блока 43 деления напряжения, соединенного одним входом с первым входом четвертого

вычитателя 8 и другим входом - с соединенными между собой соответствующей выходной шиной 13, вторым входом четвертого вычитателя 8 и выходом первого блока 42 умножения, подключенного через третий интегратор 25 к соответствующей выходной

шине 13 и к первому входу второго вычитателя 5, подсоединенного выходом через второй детектор 29 к первому входу девятого вычитателя 20, подключенного вторым входом к выходу третьего двухполупериодного

выпрямителя 35 и к соответствующей выходной шине 13 непосредственно и через последовательно соединенные пятый интегратор 27 и второй блок 45 умножения к соединенным между собой соответствующей выходной шине 13 и к первому входу десятого вычитателя 21, второй вход которого через четвертый детектор 31 нодсоединен к выходу четвертого вычитателя 8, а также седьмой вычитатель 18 подключен первым входом к другой из входных шин 13 непосредственно, вторым входом через второй интегратор 24 и выходом - к входу первого режекторного фильтра 15, третий режекторный фильтр 17 соединен выходом с входами вторых третьоктавных фильтров 41, третьего двухполупериодного выпрямителя и четвертого интегратора 26, выход которого подключен к соответствующей выходной шине 13 и к первому входу восьмого вычитателя 19, второй вход которого подсоединен к выходу второго двухполупериодного выпрямителя 7, а переключающий контакт переключателя 40 соединен с входами первых третьоктавных фильтров 9.

Работа устройства основана на определении сигнала шумов и помех, на вычислении текущих статистических оценок характеристик этого сигнала в полосах пропускания вторых третьоктавных фильтров 41, полосы пропускания которых соответствуют полосам пропускания первых третьоктавных фильтров 9.

Сигнал шумов определяется благодаря тому, что по радиотракту борта летательного аппарата наряду с передачей измерительной информации осушествляется передача по специальному каналу эталонного калибровочного синусоидального сигнала стационарной амплитуды и частоты. Сигнал помех аддитивно-мультипликативно накладывается на информационный и калибровочный сигналы при прохождении по радиотракту. Выделение сигнала помех осуществляется тремя режекторными фильтрами 15-17, на вход первого из которых подается центрированное значение калибровочного сигнала после прохождения по радиотракту, поступающего на одну из входных шин 2, на другую из которых поступают данные измерительного сигнала, а на управляющие щины 14 подаются кодовые сигналы, соответствующие априорному значению расчетных статистических оценок вероятностных ха рактеристик анализируемого сигнала. С выходной щины 2 сигнал анализируемой информации одновременно поступает на одну из входных шин 13, на первый вход вычитателя 1 и на вход интегратора 3. На выходе интегратора 3 формируется сигнал, пропорциональный текущему значению среднего, который одновременно поступает на одну из выходных шин 13 и на первый вход вычитателя 6. На выходе вычитателя 1 формируется сигнал, пропорциональный центрированному значению сигнала, поступающий на входы двухполупериодного выпрямителя 4, на первый вход блока 42 деления напряжения и на переключатель 40.

Одновременно с входных шин 2 калибровочный сигнал поступает на вход вычитателя 18 на вход интегратора 24, на выходе которого формируется сигнал, пропорциональный среднему значению этого сигнала. С выхода интегратора 24 сигнал поступает на второй вход вычитателя 18, где формируется сигнал, пропорциональный центрированному значению калибровочного сигнала, поступающего на вход первого режекторного фильтра 15.

Режекторный фильтр 15 подавляет калибровочный сигнал, выделяя из него все щумы, помехи и гармоники, появившиеся в этом

5 сигнале при прохождении через радиотракт передачи информации. С входа режекторного фильтра 15 сигнал поступает на вход режекторного фильтра 16, последовательно соединенного с режекторным фильтром 17.

Q Последовательно соединенные режекторные фильтры 16 и 17, подавляя вторую и третью гармоники калибровочного сигнала, выделяют сигнал радиотракта передачи информации С выхода режекторного фильтра 17 сигнал поступает на входы интегратора 26, двух5 полупериодного выпрямителя 35 и вторых третьоктавных фильтров 41.

На выходе интегратора 26 формируется сигнал, пропорциональный среднему сигналу, который поступает на вход вычитателя 19 и на одну из выходных шин 13.

0 На выходе двухполупериодного выпрямителя 4 формируется сигнал, пропорциональный текущему значению амплитуды сигнала, который одновременно поступает на вход вычитателя 19, на вход интегратора 25 и на одну из выходных тин 13.

5

В вычитателе 6 из сигнала вычитается априорное значение сигнала, поступающего с первой из управляющих шин 14 на вычитатель 6. Сигнал с выхода вычитателя 6 через двухполупериодный выпрямитель 7 поступает на вход вычитателя 19, в котором из сигнала, пропорционального модулю разности, вычитается сигнал, пропорциональный среднему значению сигнала.

Если модуль разности больше, то с выхода вычитателя 19 через детектор 28 положительный сигнал поступает на вход элемента ИЛИ 12.

В вычитателе. 5 из сигнала, пропорционального текущему значению амплитуды,

0 вычитается априорное значение амплитуды сигнала, поступающего с одной из управЛЯЮШ.ИХ шин 14 на вход вычитателя 5. Сигнал, пропорциональный разности амплитуд, с выхода вычитателя 5 через детектор 29 поступает на вход вычитателя 20.

5 На выходе двухполупериодного выпрямителя 35 формируется сигнал, пропорциональный текущему значению амплитуды сигнала шума, поступающего на вход вычитателя 20, на вход интегратора 27 и на соответствующую выходную шину 13.

В вычитателе 20 из сигнала, пропорционального разности амплитуд, вычитается сигнал, пропорциональный амплитуде сигнала шума. Если модуль разности больше, то с выхода вычитателя 20 положительный сигнал через детектор 30 поступает на вход элемента ИЛИ 12. С выхода интегратора 25 сигнал поступает на вход первого блока 44 умножения, на выходе которого формируется сигнал, пропорциональный среднеквадратическому отклонению сигнала.

С выхода интегратора 27 сигнал поступает на вход второго блока 45 умножения, на выходе которого формируется сигнал, пропорциональный среднеквадратическому отклонению сигнала шума.

Сигнал, пропорциональный текущему значению среднеквадратического отклонения сигнала, с выхода блока 44 умножения поступает на выходную шину 13, на одни входы блока 43 деления напряжения и вычитателя 8, на другие входы которых с соответствующей управляющей шины 14 поступает априорное значение среднеквадратического значения анализируемого сигнала.

С выхода вычитателя 8 сигнал через детектор 31 поступает на вход вычитателя 21. Сигнал с выхода блока 45 умножения поступает на одну из выходных шин 13 и на вход вычитателя 21, в котором из сигнала, пропорционального центрированной разности средних значений сигнала, вычитается сигнал, пропорциональный среднему значению сигнала шумов.

Если модуль центрированной разности больше, то с выхода вычитателя 21 положительный сигнал через детектор 32 поступает на вход элемента ИЛИ 12.

При обработке стационарных данных измерительного сигнала переключатель 40 , устанавливается в соответствующее положение и на входы первых третьоктавных фильтров 9 с выхода вычитателя 1 поступают данные сигнала.

Во втором блоке 43 деления напряжения вычисляется текущее значение отношения среднего значения сигнала к априорному значению, с выхода которого сигнал поступает на вход блока 42 деления напряжения.

При обработке нестационарных данных измерительного сигнала переключатель 40 устанавливается в другое положение и на входы первых третьоктавных фильтров 9 поступают преобразованные данные сигнала с выхода блока 42 деления напряжения.

С выхода первых третьоктавных фильтров 9 сигналы, пропорциональные текущему значению амплитудно-частотного спектра, поступают на соответствуюшие выходные шины 13, на входы первых квадраторов 38 и на входы первых вычитателей 10, на другие входы которых с соответствующих управляющих шин 14 поступают априорные значения анализируемого сигнала в полосах пропускания третьоктавных фильтров 9. На выходе первых квадраторов 38 формируется сигнал, пропорциональный спектральной плотности мощности, который поступает на соответствующие шины 13 и на входы вторых вычитателей 11, на другие входы которых с соответствуюших управляющих щин 14 поступают априорные значения анализируемого сигнала в полосах пропускания 0 третьоктавных фил ьтров 9.

С выходов первых вычитателей 10 через первые двухполупериодные выпрямители 36 сигналы поступают на входы третьих вычитателей 22.

5 С выходов вторых вычитателей 11 через вторые двухполупериодные выпрямители 37 сигналы поступают на входы четвертых вычитателей 23. Сигналы, пропорциональные текущему значению амплитудно-частотного спектQ ра сигнала шумов с выхода вторых третьоктавных фильтров 41, полосы пропускания которых равны полосам пропускания первых третьоктавных фильтров 9, поступают на соответствуюшие шины 13, на другие входы третьих вычитателей 22 и на входы вторых

5 квадраторов 39.

Сигналы, пропорциональные текущему значению спектральной плотности мощности, с выходов квадраторов 39 поступают на соответствующие шины 13 и на другие входы

0 четвертых вычитателей 23.

С выходов вычитателей 22 сигналы через первые детекторы 33 поступают на соответствующие входы элемента ИЛИ 12.

С выходов вычитателей 23 сигналы разности через вторые детекторы 34 поступают

на соответствующие входы элемента ИЛИ 12. Текущие модули разности при сравнении их в вычитателях 22 и 23 соответственно с текущими значениями в полосах пропускания третьоктавных фильтров 9 и 41 позволяют учесть мультипликативную природу сигнала шума, частотные и спектральные составляющие которого могут увеличивать или уменьщать частотные и спектральные составляющие измерительного сигнала. Если на входе управляющих щин 14 будут отсутствовать сигналы, пропорциональные расчетным значениям вероятностных характеристик, то сохраняется традиционный способ обработки и анализа, т. е. регистрация измерительной информации и результатов обработки осуществляется по всему мерному

0 интервалу параметра, причем отношение текущих вероятностных значений к их расчетным значениям позволят оперативно определять коэффициент запаса прочности, надежности управления и функционирования испытываемых устройств.

5 При поступлении хотя бы одного положительного сигнала на входы элемента ИЛИ 12 на его выходе формируется положительный сигнал, который поступает- на одну из