Устройство для динамической классификации участков измерительного сигнала Советский патент 1989 года по МПК G11B5/00 

вьшение точности динамической классификации участков измерительного сигнала. Устройство содержит две магнитные головки 1 и 2, усилители 2 и 22 воспроизведения, вычитатели 3,8,24, 44,47,52, режекторные фильтры 4,5,6, 57,58,59, детекторы 7,9,17,19,43,45, 48,51,53-55, элементы ИЛИ 10,11,35, 37-42, элементы ЗАПРЕТ 13,28-32,66, 67, регистратор 14, интеграторы 15, 25, избирательные фильтры 16, 63, 64, переключатель 26, элемент И 34, 36, инверторы 56,.65, 68, делитель 62,

пиковые детекторы 60, 61. Введение новых элементов и связей между элементами устройства позволяет в реальном масштабе времени или в режиме воспроизведения информации осуществлять раздельную динамическую классификацию участков недостоверной информации в соответствии с- причинами ев искажения, повьшает коэффициент ее использования и значительно сокращает материальные и трудовые затраты по анализу измерительной информации на достоверность, 1 ил.

Изобретение относится к приборостроению и вычислительной технике, а именно к устройствам для динамической классификации участков измерительного сигнала. Цель изобретения - повышение точности динамической классификации участков измерительного сигнала. Устройство содержит две магнитные головки 1 и 21, усилители 2 и 22 воспроизведения, вычитатели 3,8,24,44,47,52, режекторные фильтры 4,5,6,57,58,59, детекторы 7,9,17,19,43,45,48,51,53-55, элементы ИЛИ 10,11,35,37-42, элементы ЗАПРЕТ 13,28-32,66,67, регистратор 14, интеграторы 15,25, избирательные фильтры 16,63,64, переключатель 26, элемент И 34,36, инверторы 56,65,68, делитель 62, пиковые детекторы 60,61. Введение новых элементов и связей между элементами устройства позволяет в реальном масштабе времени или в режиме воспроизведения информации осуществлять раздельную динамическую классификацию участков недостоверной информации в соответствии с причинами ее искажения, повышает коэффициент ее использования и значительно сокращает материальные и трудовые затраты по анализу измерительной информации на достоверность. 1 ил.

Изобретение относится к приборостроению и вычислительной технике, а именно к устройствам для динамической классификации участков измерительного сигнала.

Цель изобретения - повышение точности динамической классификации участков измерительного сигнала.

На чертеже представлена структурная схема устройства.

Устройство содержит последовательно соединенные первую магнитнзпо головку 1) первый усилитель 2 воспроизведения, первый вычитатель 3,первый 4, второй 5 и третий 6 режекторные фильтры, первый детектор 7, второй вычитатель 8, второй детектор 9, выход которого подключен к первым вх дам первого 10 и второго 11 элементов ИЛИ и через первый элемент 12 задержки к второму входу второго элемента ИЛИ 11, выходом соединенного с первым входом первого элемента ЗАПРЕ 13, выход которого соединен с пер- BbiM входом регистратора 14, первьй интегратор 15, включенный между выходом первого усилителя 2 воспроизведения и вторым входом первого вы- читателя 3, выход последнего из которых соединен через последовательно соединенные первьй избирательный фильтр 16, третий детектор 17, третий вычитатель 18 и четвертый детектор 19 с входом второго элемента 20 задержки, вторую магййтную головку 21, подключенную через второй усилитель 22 воспроизведения к входам третьего элемента 23 задержки, четвертого вычитателя 24 и второго интератора 25, выход которого соединен с BTOpbiM входом четвертого вычитате

20

25

30

35

чО

45

50

55

ля 24, переключатель 26, соединенный общим контактом с выходом третьего элемента 23 задержки, первым контактом 27 - через второй 28, третий 29, четвертый 30 и пятьй 31 элементы ЗАПРЕТ соответственно с вторым, третьим, четвертым и пятым входами регистратора 14, шестой вход которого соединен через шестой элемент ЗАПРЕТ 32 с вторым контактом 33 переключателя 26 и первым входом первого элемента И 34, выходом подключенного к седьмому входу регистратора 4 и к первому входу третьего элемента ИЛИ 35, второй вход которого соединен с восьмым входом регистратора 14 непосредственно и через второй элемент И 36 - с выходом первого элемента ИЛИ 10, а выход - с управляющим включением входом регистратора 14, четвертый - восьмой элементы ШШ 37 - 41, выходы которых подключены к другим входам второго 28, третьего 29, четвертого 30, пятого 31 и шестого 32 элементов ЗАПРЕТ соответственно девятый элемент ИЛИ 42, пятый детектор 43, вход которого подключен к выходу первого вычитателя 3, пятый вычитатель 44, соединенный выходом через шестой детектор 45 с входом четвертого элемента 46 задержки, шестой вычитатель 47, выход которого через седьмой детектор 48 подключен к входу пятого элемента 49 задержки, шестой элемент 50 задержки, входом подключенный через восьмой детектор 51 к выходу седьмого вычитателя 52, девятый 53, десятый 54 и однннадца- тый 55 детекторы и инвертор 56,

Устройство также содержит последовательно соединенные четвертый 57,

5

пятый 58 и шестой 59 режекторные фильтры, включенные между выходом вы читателя 24 и входом детектора 53, выход которого подключен к вторым входам второго 8 и третьего 18 вы- читателей, первый 60 и второй 61 пиковые детекторы, входы которых соединены с выходами первого 2 и второго 22 усилителей воспроизведения соответственно, делитель 62, включенный между выходом пятого детектора 43 и первым входом седьмого вы- читателя 52, второй вход которого соединен с выходом третьего детектора 17 и первым входом шестого вьгчи-. тателя 47, вторым входом подключенного к выходу первого детектора 7, второй избирательный фильтр 63, вход которого соединен с выходом первого режекторного фильтра 14, а выход через детектор 54 - с первым входом вычитателя 44, вторым входом подклю- Iченного через детектор 55 и третий I избирательный фильтр 64 с выходом Iрежекторного фильтра 57, второй ин- ,вертор 65, вход которого соединен с (ВЫХОДОМ пикового детектора 60, а выход- через седьмой элемент ЗАПРЕТ 66 1

с девятым входом регистратора 15, де-зо вход режекторного фильтра 57, котосятый вход которого через восьмой элемент ЗАПРЕТ 67 и третий инвертор 68 подключен к выходу пикового детектора 61 о При этом инвертор 56 включен между вторым входом элемента И 34.и выходом элемента ИЛИ 10, дру- гие входы которого соединены с выходами инверторов 65 и 68, детекторов 19, 45, 48 и 51 соответственно, контакт переключателя 27 соединен с вто- рыми входами элементов ЗАПРЕТ 13, 66 и 67 и через элемент ИЛИ 42 - с вторым входом элемента И 36, первые входы элементов ИЛИ 37 - 40 соединены с выходами элементов 46 - 50 задержки соответственно, вторые входы эле ментов 37 - 40 подключены к выходам детекторов 45-51 соответственно, первые и вторые входы элемента ИЛИ 41 соединены соответственно с выходами элемента 12 задержки и элемента И 34, второй вход элемента ИЛИ 42 подключен к выходу инвертора 68,

Динамическая классификация участков измерительного сигнала посредством предлагаемого устройс-тва происходит следующим образом.

Работа устройства основана на контроле работы радиотракта передачи

- 10

5205796

измерительного сигнала X(t) и эталонного калибровочного синусоидального сигнала Y(t) стационарной амплитуды и частоты с подвижного телемет- рируемого объекта а

Измерительный сигнал с магнитной головки 21 воспроизведения поступает На вход усилителя 22 воспроизведения, с выхода которого сигнал поступает непосредственно на первый вход вычитателя 24, на вход интегратора 25, на вход пикового детектора 61 и через элемент 23 задержки на общий контакт переключателя 26.

Сигнал, пропорциональный среднему значению измерительного сигнала, с выхода интегратора 25 поступает на второй вход вычитателя 24, в котором осуществляется центрирование сигнала измерительного сигнала относительно среднего значения.

На выходе пикового детектора 6 формируется сигнал, пропорциональный текущему значению огибающей измерительного сигнала, которзш поступает на вход инвертора 68.

С выхода вычитателя 24 центрированное значение сигнала поступает на

15

20

25

5

0

5

0

5

рый подавляет данные измерительного сигнала и шумов на частоте, соответ- ствующей частоте основной (первой) гармонике эталонного калибровочного сигнала о Сигнал с выхода режекторного фильтра 57 поступает на входы избирательного фильтра 64 и режекторного фильтра 58, соединенного выходом с входом режекторного фильтра 59. Последовательно соединенные режектор- ные фильтры 58 и 59 подавляют данные измерительного сигнала и шумов на частотах, соответствующих частотам второй и третьей гармоник калибровочного сигнала. Измерительный сигнал с выхода режекторного фильтра 59 поступает на вход детектора 53, с выхода которого сигнал, пропорциональный текущему значению уровня амплитуды измерительного сигнала, одновременно поступает на входы вычи- тателей 8 и 18.

Избирательный фильтр 64 выделяет из измерительного сигнала данные сигнала с частотой, соответствующей частоте второй гармонике калибровочного сигнала, которые прступают на вход детектора 55, с выхода которого сигнал, пропорциональный текущему значению уровня амплитуды выделенного сигнала, поступает на второй вход вычитателя 44,

Калибровочный сигнал воспроизводится магнитной головкой 1 воспроизведения и через усилитель 2 воспроизведения непосредственно поступает на первый вход вычитателя 3, на вход пикового детектора 60 и на вход интегратора 15о

На выходе пикового детектора 60 формируется сигнал, пропорциональный текущему значению огибающей калибровочного сигнала, который поступает на вход инвертора 65„

Сигнал, пропорциональный среднему значению калибровочного сигнала, с выхода интегратора 15 поступает на второй вход вычитателя 3, в котором осуществляется центрирование калибровочного сигнала относительно среднего значения Центрированное значение калибровочного сигнала с выхода вычитателя 3 одновременно поступает на входы режекторного фильтра 4, избирательного фильтра 16 и детектора 43

Режёкторный фильтр 4 подавляет данные калибровочного сигнала на основной (первой гармоники) частоте, вьщеляя из него все шумы и гармоники высшего порядка, появившиеся в эталонном сигнале С выхода режекторного фильтра 4 данные калибровочного сигнала поступают на вход избирательного фильтра 63 и на вход режекторного фильтра 5, последовательно соединенного с входом режекторного фильтра 6о Последовательно соединенные режекторные фильтры 5 и 6 подавляют данные калибровочного сигнала на частотах второй и третьей гармоник, выделяя тем самым данные шумов (помех) и гармоник более высокого порядка о Данные шумов (помех) с выхода режекторного фильтра 6 поступают на вход .детектора 7, с выхода которого сигнал , пропорциональньш текущему значению уровня данных шумов (помех), одновременно поступает на входы вычитателей 8 и 47

Идентификация нелинейных искажений синусоидальной формы калибровочного сигнала осуществляется через определение наличия гармоник высшего порядка, кратных основной (первой гармонике, из которых для этих целей может использоваться вторая гармоника спектра калибровочного сигнала.

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

Избирательный фильтр 63 выделяет из калибровочного сигнала данные сигнала с частотой, соответствующей частоте второй гармоники калибровочного сигнала, которые поступают на вход детектора 54, с выхода которого сигнал, пропорциональньй текущему значению уровня вьщеленного сигнала, поступает на вход вычитателя 44.

Избирательный фильтр 16 выделяет из данных калибровочного сигнала данные сигнала с частотой основной (первой) гармоники эталонного сигнала, которые поступают на вход детектора 17, с выхода которого сигнал, пропорциональный уровню вьщеленного сигнала, одновременно поступает на вхо- ды вычитателей 18, 47 и 52

Сигнал, процорциональный текущему значению уровня калибровочного сигнала, с выхода детектора 43 через делитель 62 поступает на другой вход вычитателя 52„ В вычитателе 52 сравниваются текущий уровень калибровочного сигнала, уменьшенный в делителе 62, и текущий уровень выделенного сигнала, значение которого зависит от амплитудно-частотного спектра калибровочного сигнала. Разность между текущими значениями уровней позволяет дать косвенную оценку величины изменения частоты калибровочного сигнала,

Устройство работает в двух режимах, В первом режиме, когда общий контакт переключателя 26 замкнут с контактом 27, осуществляется идентификация, классификация с раздельной регистрацией данных участков недостоверной информации,

В этом режиме измерительный сиг-, нал одновременно поступает на основные входы элементов ЗАПРЕТ 13, 28-31, 66, 67.

Во втором режиме, когда общий контакт переключателя 26 замкнут с контактом 33, осуществляется динамическая идентификация и регистрация только участков достоверной информации,

В этом режиме измерительный сигнал одновременно поступает на основной вход элемента ЗАПРЕТ 32 и на первый вход элемента И 34

В случае отсутствия измерительного сигнала на выходе пикового детек- тора 6 текущее значение огибающей измерительного сигнала равно нулю и

с выхода инвертора 68 положительный сигнал поступает на первый вход элемента ИЛИ 2 и на разрешающий вход элемента ЗАПРЕТ 67, открьгоая его по основному входу При поступлении на входы элемента ИЛИ 42 хотя бы одного положительного сигнала на его выходе формируется положительный сигнал, который поступает на первый вход д элемента И Зб,

В случае отсутствия калибровочного сигнала на выходе пикового детектора 60 текущее значение огибающей калибровочного сигнала равно ну- 15 лю и с выхода инвертора 65 положительный сигнал поступает на один из входов элемента ИЛИ 10 и на разрешающий вход элемента ЗАПРЕТ 66, открывая его по основному входу, 20

- Если уровень сигнала шумов боль- ше уровня измерительного сигнала, то с выхода вычитателя 8 через детектор 9 положительный сигнал, пропорциональный разности сигнала щумов и 25 измерительного сигнала, непосредственно поступает на соответствующий вход элемента ИЛИ 10, на второй вход элемента ИЛИ 11 и через элемент 12 задержки на первый вход элементов 30 ИЛИ 11 и 41.

Если текущее значение уровня второй гармоники калибровочного сигнала больше текущего значения уровня второй гармоники измерительного сигна- ,с ла, то с выхода вычитателя 44 через детектор 45 положительный сигнал, пропорциональный разности этих сигналов, непосредственно поступает на . соответствующий вход элемента ИЛИ дО 10 (на второй вход) и через элемент 46 задержки на первый вход -элемента ИЛИ 37„

Если текущий уровень сигнала шумов больше текущего уровня калибро- 45 вочного сигнала, то с выхода вычитателя 47 через детектор 48 положительный сигнал, пропорциональный разности этих сигналов, непосредственно поступает на соответствующий вход 50 элемента ИЛИ 10 (на второй вход) и Через элемент 49 задержки на первый вход элемента ИЛИ 38,,

Если текущий уровень измерительного сигнала больше текущего уровня калибровочного сигнала, то с выхода вычитателя 18 через детектор 19 положительный сигнал, пропорциональный

д

5 0

5 0

с О

5 0

5

разности указанных сигналов, непосредственно поступает на соответствующий вход элемента ИЛИ 10 (на второй вход) и через элемент 30 задержки на первый вход элемента ИЛИ 39,

Если уровни сигнала с выхода делителя 62 больше уровня первой гармоники калибровочного сигнала, то с выхода вычитателя 52 положителы-гьй сигнал, пропорциональный разности этих сигналов, через детектор 51 непосредственно поступает на соответствующий вход элемента ИЛИ 10 (на второй вход) и через элемент 50 задержки на первый вход элемента ИЛИ 40,

При поступлении хотя бы одного положительного сигнала на входы элемента ИЛИ 10 на его выходе формируется положительный сигнал (сигнал недостоверности) , который непосредственно поступает нА входы элемента И 36 и ин- инвертора 56„

Если информация является достоверной, то на элементе ИЛИ 10 сигнал отсутствует и с выхода инвертора 56 положительный сигнал (сигнал достоверности) поступает на второй вход элемента И 34„

При поступлении хотя бы одного по- ложительно.го сигнала на входы элементов ИЛИ 11, 37 - 41 на их выходах формируются положительные сигналы, которые поступают на разрешающие входы элементов ЗАПРЕТ 13, 28-31, открьтая их по основному входу.

При поступлении хотя бы одного положительного сигнала на входы элемента ИЛИ 35 на его выходе формируется положительный сигнал, который поступает на управляющий включением вход регистратора 14

В том и другом режиме работы устройства элемент 23 задержки, обеспечивает задержку данных измерительного сигнала на время -С, , равное времени от момента поступления сигнала на управляющий включением вход регистратора 14 с выхода элемента ИЛИ 35 до момента начала движения информационного носителя. К моменту начала движения информационного носителя данные участков достоверной и недостоверной информации измерительного сигнала согласно описанные условиям контроля информации на достоверность поступают через основные входы элементов ЗАПРЕТ 13, 28 -. 32,

I 1152

ЬЬ и 67 на соответствзтощие входы регистратора 14 для их регистрации или по следующей обработки и анализа. Элементы 12, 20, 46, 49, 50 задержки обеспечивают задержку сигналов с выходов детекторов 9, 10, 45, 48, 51, поступающих на первые входы элементов ИЛИ 11, 37 - 41 относительно сигналов, поступающих с выходов тех же детекторов 9, 19, 45, 48, 51 на вторые входы элементов ИЛИ 11, 37 - 41 „

Формула изобретения

Устройство для динамической классификации участков измерительного сигнала, содержащее последовательно соединенные первую магнитную голов- ку, первый усилитель воспроизведения первый вычитатель, первый, второй и третий режекторные фильтры, первый детектор, второй вычитатель, второй детектор, выход которого подключен к первым входам первого и второго элементов ИЛИ и через первый элемент задержки - к второму входу второго элемента ИЛИ,выходом соединенного с первым входом первого элемента ЗАПРЕТ,выход которого соединен с первым входом регистра тора. Первый интегратор,включенный между выходом первого усилителя воспроизведения и вторым входом первого вычитателя, выход последнего из которых соединен через последовательно соединенные первый избиратель ньй фильтр, третий детектор, третий вычитатель и четвертый детектор с входом второго элемента задержки, вторую магнитную головку, подключенную через второй усилитель воспроизведения к входам третьего элемента задержки, четвертого вычитателя и второго интегратора, выход которо- го соединен с вторым входом четвертого вычитателя, переключатель, соединенный общим контактом с выходом третьего элемента задержки, первым контактом - через второй, третий, четвертый и пятьй элементы ЗАПРЕТ соответственно с вторым, третьим, четвертым и пятым входами регистратора, шестой вход которого соединен через шестой элемент ЗАПРЕТ с вторым контактом переключателя и первым входом первого элемента И, выходом подключенного к седьмому входу регистратора и первому входу третьего эле12

мента ИЛИ, второй вход которого соединен с восьмым.входом регистратора непосредственно и через второй элемент И с выходом первого элемента ИЛИ, а выход - с управляющим включением входом регистратора, четвертый, пятый, шестой, седьмой и восьмой элементы ИЛИ, выходы- которых подключены к другим входам второго, третьего, четвертого, пятого и шестого элементов ЗАПРЕТ соответственно, девятый элемент ИЛИ, пятый детектор, вход которого подключен к выходу первого вычитателя, пятьй вычитатель, соединенный выходом через шестой детектор с входом четвертого элемента задержки, шестой вычитатель, выход которого через седьмой детектор подключен к входу пятого элемента задержки, шестой элемент задержки,входом подключенный через восьмой детектор к выходу седьмого вычитателя, девятый, десятый и одиннадцатьй детекторы, инвертор, о т л и ч а ю щ е- е с я тем, что, с целью повышения точности динамической классификации измерительного сигнала, в него введены последовательно соединенные чет- вертьй, пятый и шестой рбжекторные фильтры, включенные между выходом четвертого вычитателя и входом девятого детектора, выход которого подключен к вторым входам второго и третьего вычитателей, первый и второй пиковые детекторы, входы которых соединены с выходами первого и второго усилителей воспроизведения соответственно, делитель, включенньй между выходом пятого детектора и первым входом седьмого вычитателя, второй вход которого соединен с выходом третьего детектора и первым входом шестого вычитателя, вторым входой под подключенного к выходу первого детек- .тора, второй избирательный фильтр, вход которого соединен с выхо- дом первого режекторного филь- тра, а выход - через десятьй детектор с первьм входом пятого вычитателя, вторым входом подключенного через одиннадцатьй детектор и введен- ньй третий избирательньй фильтр с выходом четвертого режекторного фильтра, второй инвертор, вход которого соединен с выходом первого пикового детектора, а выход - через введенный седьмой элемент ЗАПРЕТ с девятым входом регистратора, десятьй вход кото13 1520579.14

рого через введенные восьмой элементвертого, пятого, шестого и седьмоЗАПРЕТ и третий инвертор подключенго элементов ИЛИ соединены с выходак выходу второго пикового детектора,ми четвертого, пятого, второго и

при этом первый инвертор включен меж-шестого элементов задержки соответду вторым входом первого элемента Иственно, вторые входы четвертого,

и выходом первого элемента ИЛИ, дру-пятого, шестого и седьмого элементов

гие входы которого соединены с вы-ИЛИ подключены к выходам шестого,

ходами первого и второго инверторов,седьмого, четвертого и восьмого дечетвертого, шестого, седьмого и вось- Qтекторов соответственно, первые и

мого детекторов, первый контакт пе-вторые входы восьмого элемента ИЛИ

реключателя соединен с вторыми вхо-соединены соответственно с выходами

дами первого, седьмого и восьмогопервого элемента задержки и первого

элементов ЗАПРЕТ и через девятыйэлемента И, второй вход девятого элеэлемент ИЛИ - с вторым входом вто- 15мента ИЛИ подключен к выходу второрого элемента И, первые входы чет-го инвертора.