Цифровой указатель экстремума Советский патент 1986 года по МПК G01R19/04 

264 изобретение относится к области цифровой измерительной и вычислительной техники и может быть использовано при анализе и классификапии сигналов при помощи ЭЕП, Цель изобретения - повьпиение точности определения экстремумов затум-ленного сигнала. На фиг. 1 изображена функциональная схема цифрового указателя экстре мума; на фиг, 2 - временн1 1е диагрампоясняющие его работу. Цифровой указатель экстремума содержит датчик 1 сигнала, первьш нуль орган 2, второй нуль-орган 3, реверсивньм счетчик 4 , фQp -lиpoвaтeль 5 Уравновешивающего напряжения, триггер 6, сумматоры 7 и 8 и датчик 9 эквивалента помехи, причем выход датчика 1 сигнала через нуль-органы 2 и 3 подключен к соответствующим Входам триггера 6 и реверсивного Счетчика 4, выходы которого соединены со входом формирователя 5, выход которого подключен к входам сумматоров 7 и 8, второй (суммирующий) вход сумматора 7 и второй (вычитающий) Вход сумматора 8 подключены к выходу датчика 9, выходы сумматоров 7 и 8 подключены ко вторым входам нульорганов 2 и 3 соответственно. Цифровой указатель экстремума работает следующим образом. При отсутствии сигнала U, на вых де датчика 1 сигнала (момент времени tit,) реверсивный счетчик 4 находится в исходном состоянии, гфи котором на выходе формирователя 5 отсутствует уравновешивающее напряжение Us. При отсутствии сигнала- Up на выходе датчика 9 эквивалента помехи на выходах первого 7 и второго 8 сумматоров напряжение будет отсутствовать. При наличии сигна-па U,, на выходе датчика 9 и на выходе первого сумматора 7 будет сигнал +Un, а на выходе второго сумматора 8 - Un, тем самым задаются пороги срабатывания первого 2 и второго 3 нуль-органов. При появлении сигнала, например Ut Un, нуль-орган 2 переходит в единичное состояние, в результате чего фиксируется появление одной еди ницы па реверсивном счетчике 4, триг гер 6 переходит в состояние готовнос ти регистрации максимума (max), а с выхода формирователя 5 подается на вход обоих сумматоров 7 и 8 дискрета 5 872 уравновешилающего напряжения Л. Таким образом, с выхода первого сумматора 7 на BTopoii вход нуль-органа 2 подается ДUs+ U, которое возвращает нуль-орган 2 в нулевое состояние. Время, необходимое для квантования на одну дискрету сигнала Uc, определяется временем прохождения импульса с выхода нуль-органа 2 по цепи отрицательной обратной связи (реверсивньш счетчик, формирователь 5 уравновешивающего напряжения, перBbtfi сумматор) на его уравновеишвающий вход. При изменении сигнала Uj на величину AlJ5+ Un происходит второе срабатывание нуль-органа 2 и его уравновешивание, и так далее в течение всего времени, пока происходит нарастание сигнала Uc вплоть до момента времени t., , когда сигнал Uq достигнет максимального значения. Начиная с этого момента, при уменьшении сигнала Uc на величину ли5+ Un срабатывает нуль-орган 3, в результате чего он переходит в единичное состояние, что приводит к изменению состояния триггера 6. Появление единицы на втором входе реверсивного счетчика 4 приводит к уменьшен ю выходного напряжения формирователя 5 на величину AUj дискреты, которое подается на первые входы сумматоров 7 и 8, в результате чего на выходе второго сумматора 8 напряжение уменьщается на величину ди5+ и , что приводит к возвращению нуль-органа 3 в нулевое состояние через промежуток времени, равный задержке фронта единичного импульса при прохождении счетчика 4, формирователя 5 и сумматора 8. Процесс уравновешивания по каналу нульоргана 3 продолжается до момента времени tj. Затем процесс повторяетг-я. При изменении Сигнала U с выхода датчика 9 соответственно изменяются пороги срабатывания нуль-органов 2 и 3, тем самым происходит адаптация цифрового указателя экстремумов к уровню помех. При изменегЕии входного сигнала в пределах ±U , т.е. п пределах порогов срабатывания первого и второго нульорганов, прохода экстремумов не происходит, тем caMiiiM увеличив-ается надежн.ость работы устройства н прнсутствии помех. 31 Таким образом, при проходе экстре мумов зашумпенного сигнала изменяет ся состояние триггера 6 под воздейст вием импульсов с выхода нуль-органов в моменты времени t, и t2, которые и отмечают момент прохожденияэкстремумов. В зависимости от того, из какого состояния триггер переходит в новое, фиксируется либо прохождение максимума, либо прохождение минимума что может быть определено, например, дифракционированием выходных импульсов триггера 6, как показано на диаграмме U(t) (фиг. 2), при этом индекс символа напряжения означает номер блока, к которому он относится Предлагаемый цифровой указатель экстремума(по сравнению с прототипом повышает надежность работы в реальных условиях, увеличивает количество обрабатываемой информации о сигнале в присутствии помех, что особенно повышает надежность работы в присутствии нестационарных помех, имеющих тот же спектральньй состав, что и основной сигнал (например, выделение экстремумов речевого сигнала на фоне внешних акустических помех). 874 Формула нзобретент1я Цифровой указатель экстремума, содержащий первый нуль-орган и формирователь уравновешивающего напряжения, вход которого подключен к выходу реверсивного счетчика, триггер, второй нуль-орган, сигнальный вход которого соединен с соответствующим входом первого нуль-органа, а выходы обоих нуль-органов подключены к соответствующим входам триггера и реверсивного счетчика, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения точности определения экстремума зашумпенного сигнала, в него дополнительно введены два сумматора и датчик эквивалента помехи, при этом первые входы сумматоров соединены с выходом формирователя уравновешивающего напряжения, второй (суммирующий) вход первого сумматора и второй (вычитающий) вход второго сумматора подключены к выходу датчика эквивалента помехи, выход первого сумматора подключен к входу первого нуль-органа, выход второго cyNwaTopa подключен к входу второго нуль-органа.

X .

И I i 11 f I

МММ

AfCfffC.

--

AK3KC

ии.

фиг.2