Способ адаптивной временной дискретизации аналогового сигнала Советский патент 1991 года по МПК G08C19/28 

Фиа I

Изобретение относится к телеметрии и может использоваться например, в системах геофизических исследований скважин, разрезов для определения границ изменения свойств объектов.

Целью изобретения является сокращение избыточности способа,

На фиг.1 представлены временные диаграммы сигналов; на фиг.2 - структурная схема устройства,

Устройство содержит датчик 1, аналого- цифровой преобразователь 2, регистры 3-6 памяти, вычитатели 7-11, анализаторы 12 и 13 изменения знака приращений, блок 14 выделения экстремумов, блок 15 выделения границ, блок 16 оперативной памяти, генератор 17 импульсов, блоки 18-20 ключей, счетчик 21 импульсов и выходной блок 22.

Способ адаптивной временной дискретизации заключается в следующем.

, Исходный непрерывный аналоговый сигнал преобразуют в последовательность отсчетов дискретных сигналов с равномерным шагом дискретизации по времени (фиг. 16). Для выбора информативных отсчетов последовательность дискретных сигналов анализируется на изменение знака приращений первых и вторых разностей (первой и вшрой производных) путем определения приращений Ayi, Ау2,Ауз ,Ау21 и Ауз2 по четырем следующим один за другим отсчетам:

Ayi yi+i -yi; Дуг yi -f 2-yi + 1:

-ч

Ауз уи- з - yi+ 2; Ау21 Aya - Ayi; Ауз2 Ауз- Ау2

Затем определяют дискретные сигналы, соответствующие изменению знака приращения Ayi и Дуг, т.е. экстремумам исходного аналогового сигнала (фиг.1а).

Если Ау2 становится равным нулю, то это означает, что с отсчета ji -и, начинается прямолинейный горизонтальный участок, на котором фиксируются только первая и последняя точки.

Если изменение знака приращений Ayi и Ау2 не происходит и , то проверяется изменение знака вторых приращений Ау21 и Дуз2. Если эти приращения изменяют знак, то это означает, что отсчет Дум соответствует точке перегиба и является информативным.

Если Дуз2 становится равным нулю, то это означает появление прямолинейного наклонного участка, из всех отсчетов которого выбирается лишь средний отсчет.

Таким образом, по дискретным сигналам (фиг. 16) формируют сигналы первых приращений (фиг.1 в) и сигналы вторых приращений (фиг.1 г). В результате анализа этих

сигналов (фиг.1 б, в и г) выделяют дискретные сигналы, соответствующие точкам экстремума, точкам перегиба, начальным и конечным точкам прямолинейных горизонтальных участков и средним точкам прямолинейных наклонных участков (фиг.1д, е и ж).

Устройство работает следующим образом.

Сигнал с выхода датчика 1 поступает на вход аналого-цифрового преобразователя 2, в котором преобразуется в цифровую форму с равномерным шагом дискретизации. С выхода преобразователя 2 сигнал

поступает на регистр 6. Наличие регистров 3-6 позволяет в каждый момент времени проводить анализ четырех последующих отсчетов сигнала.

Вычитатели 7-9 позволяют получить

первые разности, а вычитатели 10 и 11 вторые разности. Анализатор 12 формирует сигнал на своем выходе либо при изменении знака приращений Дуч и Ау2 либо при Ду2 0, позволяющий проводить дальнейший анализ входного сигнала либо по верхней ветке устройства, либо по нижней.

Нижняя ветка устройства позволяет выделять из входного сигнала точки экстремума, начала и конца прямолинейных

горизонтальных участков. При обнаружении этих точек блок 14 выдает управляющий сигнал на блок 18, который пропускает в выходной блок 22 отсчеты, соответствующие характерным точкам.

Верхняя ветка устройства выделяет из входного сигнала отсчеты, соответствующие границам изменения свойств объекта, т.е. точкам перегиба входного сигнала и середины прямолинейных наклонных участков. Анализатор 13 изменения знака приращений Ду21 и Ауз2 фиксирует моменты равенства Дуз2 нулю и выдает управляю- щий сигнал на блок 16 памяти,

запоминающий отсчет, соответствующий середине прямолинейного наклонного участка. Этот отсчет с выхода блока 16 памяти попадает через блок 20 ключей на выходной блок 22 только тогда, когда заканчивается

прямолинейный наклонный участок.

Блок 15 выделения границ определяет наличие точек перегиба во входном сигнале и в случае их появления выдает управляющий сигнал на блок 19 ключей, пропуская на

вход выходного блока 22 отсчеты, соответствующие этим точкам.

Генератор 17 импульсов служит для тактирования работы устройства, а также для формирования абсцисс характерных точек. Абсцисса формируется счетчиком 21 путем подсчета числа импульсов, заполняющих временной интервал между характерными точками. Содержимое счетчика 21 после каждой характерной точки обнуляется сигнала с выходов блоков 18-20 ключей.

Блок 22 формирует из четырех входных сигналов выходной сигнал для передачи его по линии связи.

а

0

Формула изобретения Способ адаптивной временной дискретизации аналогового сигнала, заключающийся в регистрации мгновенных значений аналогового сигнала при равенстве нулю производных аналогового сигнала порядка п (п 1,2), о т л и- чающийся тем, что, с целью сокращения избыточности способа, регистрацию мгновенных значений аналогового сигнала осуществляют в начальных и конечных точках участков, соответствующих нулевому значению производной порядка п 1, к в средних точках участков, соответствующих нулевому значению производной порядка п 2.

7

Изобретение относится к телеметрии и может использоваться, например, в системах геофизических исследований скважин, разрезов для определения границ изменения свойств объектов. Способ предусматривает регистрацию мгновенных значений а налого- вого сигнала в начальных и конечныхточках пря- молинейных горизонтальных участков и в средних точках прямолинейных наклонных участков аналогового сигнала. Устройство содержит датчик 1, аналого-цифровой преобразователь 2, регистры 3-6 памяти, вычи- татели 7-11, анализаторы 12, 13 изменения знака приращений, блок 14 выделения экстремумов, блок 15 выделения границ, блок 16 оперативной памяти, генератор 17 импульсов, блоки 18, 19, 20 ключей, счетчик 21 импульсов и выходной блок 22. 2 ил. ЛИСТОВ iVswra

8

г

ikyv

тпптпп 1тгттт11т