УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СРЕДНЕЙ ЧАСТОТЫ СЛУЧАЙНО РАСПРЕДЕЛЕННЫХ ИМПУЛЬСОВ Советский патент 1971 года по МПК G06G7/52 

Изобретение относится к области вычислительной техники и может найти применение в системах распознавания сложных графических образов, подверженных помехам, в радиоизмсрениях - для определения частоты высокочастотной составляющей колебаний радиоимпульсов, в системах, предназначенных для исследований статистических харанчтеристик случа ных продессов и т. д.

Известны устройства для определения средней частоты случайно распределен-ных импульсов, содержащие счетчики, триггеры, вентили, схемы «ИЛИ. Цель изобретения - повышение помехоустойчивости и достоверности результатов вычИСленИЙ при измерении средней частоты случайно распределенных импульсов, на которые действуют помехи, приводящие к исчезновению импульсов на интервалах времени больше некоторой величины (верхнее пороговое значение), а также помехи в виде ложных импульсов, приводящих к появлению между соседними и.мпульсаМИ интервалов Meiibujc некоторой величины (нижнее пороговое значение).

Эта цель достигается применением в устройстве реверсИВных счетчиков взамен су.ммируюЩПх, введением дополнительно третьего счетчика, схемы селекции интервалов, состоящей из триггера, вентиля, схемы «ИЛИ идещифратора, а также схемы исключения неопределенности BL -iii4iiiibi интервала, состоящей из триггера, вентиля 1 двух линий задержки.

Ка флг. 1 представлена функциональная устройства для определения средней частоты слу.айно распределен-ных нлшульсов. Она содержит реверсивные счетчики 1 и 2, триггсрпый счетчик 3, триггеры 4-7, вентили 8- II. входные клем.мы 12-15, схемы «ИЛИ 16 I /7, линии задержки 18-20, дещифратор 21, суммирующие входы 22, 23 счетчи1ков / и 2 и вычитающие входы 24, 25 этих счетчиков.

На фиг. 2 в качестве примера приведен рису юк дактилоскопического отпечатка 26, нодвер/кенного помехе 27 (типа непропечатки краски), которая привела к исчезновению импульсов на интервале 28 иоследовательностн 29 слхчайно распределенных импульсов, представ;1ЯЮЩ:1Х рез льтат сч1гг1 1вания по строке указанного отпечатка.

Реверсивный счетчик / (см. фиг. 1) предназ1 ачен для подсчета (в виде количества импульсов) числа интервалов между соседними импульсами измеряемой носледовательности.

Реверсивный счетчик 2 предназначен для накоиления IB виде ..количества импульсов генератора .;асштаб;1ых импульсо 5 заполяения, 1 остуиа1ощ}1х па вход 12) интервалов между соседними импульсами измеряемой последовательности. В счетчиках J i 2 фиксируются только те им:1ульс151, которые соответствуют интервалам Т измеряемой последовательности, не искаженным номехамн, т. е. лежащими между верхним и нижним пороговыми зяачениями интервалов.

Счетчик 3 предназначен для измерения ийтар валов между каждым предыдущим и последующИМ импульсами измеряемой ПОСледовательности ио мерепоступления их в устройство, для сравнения этих интервалов с заданными величинами, и в случае, если интервалы превышают величину верхнего порогового значения,- для выработки сигнала признакапомехи, а в случае, если Они меньще нижнего порогового значения, - для исключения этих импульсов измеряемой последовательности из рассмотрения как ложных.

Триггер 7, дешифратор 21, схема «ИЛИ 16 и вентиль 11 вместе составляют схелп- селекции импульсов, интервалы Г между которы.ми меньще нижнего заданного «редела.

Триггер 6, вентиль 10 и линии задержки 18 и 19 составляют схему исключения неопределенности величины интервала в случаях, когда величина интервала наблюдения совпадает с величиной верхнего предела.

Триггер 5 ic вентилем 9 предназначен для включения и отключения предлагаемого устройства в моментыНачала и концавремени измерения, которые задаются и.гпульсами, поступающими соответственно На входные клеммы 15 и 14.

Триггер 4 и Вентиль 8 предназначены для управления генератором Масшта биых импульсов, поступающпх на входную клемму 12.

Входная клемма 13 предназначена для подачи измеряемой .последовательности в предлагаемое устройство.

Входная кле.ММа 75 соединена со входом вентиля 9, второй вход которого подключен к единичному выходу триггера 5, а выход соедииен с нулевым в.ходом триггера 6, а также со входом линии задержки 18. Выход этой лииии соединен с единичньгм входом триггера 4, с входо.м схемы «ИЛИ 17, с входом линии задержки 19 и с ВХОДОМ вентиля //. Второй вход вентиля 1.1 соединен с единичным выходом триггера 7, а выход - с суммирующим .входом 22 реверсивного счетчика 1. Выход линии задержки 19 подключен к нулевому входу триггера 7 и К единичному входу триггера 6, единичный выход которого соединен со входом вентиля 10. Второй вход вентиля 10 соединен с выходом счетчика 3. Выход ;вентнля 10 подключен к вычитающему входу 24 реверсивного счетчика /, через линию задержки 20 - к вычитающему входу 25 реверсивного счетчика 2, а та1кже через схему «ИЛИ 77-к входу установки в нуль счетчика 5 и к нулевому входу триггера 4. Единичный выход триггера 4 иодключеи к входу вентнля 8, второй вход которого соединен с входной клеммой 12, а выход - с суммирующими входами счетчиков 2 и 5. Выход счетчика 3 через дещифратор 21 соединен с входом схемы «ИЛИ 16, второйВХОД которой цо.дключен к входной клемме 15, а выход - к единичноМу входу триггера 7. Входная клемма 15, кроме того, подключена к единичному входу триггера 5 и ко входам установки в нуль счетЧиков 1 2. Входная 1клемма 14 соединена с нулевым входом триггера 5.

Рассмотрим работу устройства на примере определения средней частоты случайно распределенных импульсов последовательности 29, Иоследняя представляет результат считывания по строчке .дактилоскопического отпечатка 26, подверженного помехе 27 (типа непропечатки краски), которая приводит к исчезновению импульсов на интервале 28, а также подверженного номехе, приводящей к появлению ложного импульса на рассматриваемом интервале от считывания папиллярной лииии.

При поступлении на входную клем.му 15 и.мпульса начала из.мерения происходит начальная установка в нулевое состояние реверсивных счетчиков 1 и 2, а также установ ка в единичное состояние триггеров 5 и 7. Последние открывают вентили 9 и //. Иоступивщий на входную Кле.Мму 13 первый после им-пульса начала измерения и.мпульс измеряемой иоследовательности через вентиль 9 устанавливает триггер 6 в нулевое состояние и после задержки в линиИ задержки 18 проходит через вентиль 11 на суммирующий вход 22 реверсивного счетчика /, фиксируя в нем единицу. Этот же им1пульс измеряемой последовательности с выхода линии задержки 18 поступает на едииичный вход триггера 4, тем самым открывая вентиль 8, II через схему «ИЛИ .17 устанавливает счетчик 3 в нулевое состояние. Через вентиль 8 последовательность масштабных импульсов заполнения с входной клеммы 12 поступает иа входы суммирования счетчиков 2 и 3. Задержанный в линии задержки 19 имПульс измеряемой последовательности устанавливает триггер 6 в единичное состояние, а триггер 7- в нулевое. Ирн этом вентиль 10 открывается, а вентиль 11 закрывается. Дальнейшая работа устройства происходит по-.разно-му, в зависимости от величины интервала Т между соседними импульсами измеряемой последовательиости.

Рассмотрим работу устройства в следующих случаях.

1. Временной интервал Т между первым и вторым имиульса.ми измеряемой последовательности настолько мал (), что в нем укладывается .менее К масщтабных импульсов заполнения (число К. соответствует Временному интервалу TO-нижнее нороговое значение). Этот случай и.меет место при образовании импульса измеряемой последовательности от поры или неровного края папиллярной линии. В этом случае второй импульс измеряемой последовательности после линии задержки 18 устанавливает в нулевое состояние счетчик 3, который вновь заполняется масштабными импульса.ми от нуля, т. е. начнется анализ дл 1тельности очере.дного интервала. Триггер 7 остается в нулевом состоянии, вентиль -11 закрыт, и второй имлульс пзмеряемой последовательности на суммирующий вход 22 резерсизного счстчика / не проходит. Работа реверсивного счетчиКа 2 в этом случае не прерывается.

Таким образом, при малом интервале между первым и вторым импульсами измеряемой иоследовательности (число масштабны.х импульсов между ними .меньше К) устройство не учитывает второй импульс, устраняя тем самым влияние помех от пор и неровных краев папиллярных линий на результат вычисления среднего значения.

2. Временной интервал Т между нервы.м и вторым импульсами -измеряемой последовательности таков, что в нем укладывается от К до М масштабных импульсов, т. е.

где Гмаьс - верхнее пороговое значение.

В этом случае при заполнении счетчика 3 NracmTa6Hbno и.мпульсами до числа К, на выходе дешифратора 21 вырабатывается импульс, который устанавливает триггер 7 в единичное состояние, открывая вентиль /) для прохождения второго импульса измеряемой последовательности на суммируюш,ий вход 22 реверсивного счетчика У. Второй импульс измеряемой последовательности после линии задержки 18 регистрируется В реверсивном счетчике / и устанавливает Б нулевое состояние счетчик 3, который начинает анализировать интервал между вторым и третьим импульсами измеряемой последовательности.

Таки.м образом, в реверсивном счетчике 1 будет регистрироваться каждый и.мпульс измеряемой последовательности, а в реверсивном счетчике 2 будет накапливаться число масштабны.х импульсов, соответству1ош.ее сумме длительностей всех интервалов между регистрируемыми и.мпульсами.

3. Временной интервал Т между первым и вторым импульсами измеряемой последовательности таков, что в нем укладывается более М масштабных импульсов, т. е. Г т„акс

Это соответствует моменту считывания области дактилоскопического отпечатка, на котором имеется помеха в виде непропечатки (см. фиг. 2) или залипания краски, что приводит к исчезновению импульсов на этом участке измеряемой последовательности. Количество масштабных импульсов, соответствующее длительности поме.х-и, следует исключить из рассмотрения. И.мпульс признака помехи вырабатывается /3-разрядным двоичным счетчиком 3 в том случае, когда старший разряд этого счетчика переходит в единичное состояние. Значит, число масштабных и-мпульсов, после регистрации которых счетчик 3 вырабатывает импульс признака помехи, равно:

М 2РВ рассматриваемом случае первый импульс из.меряемой последовательности поступает на сум.мирующий вход .22 реверсивного счетчика / и фиксируется в нем. Одновременно начинается параллельное заполнение масштабными илтпульсами счетчиков 2 и . В тот момент, когда в них накопится по М масштабных ИМПУЛЬСОВ,

па выходе счетчика 3 вырабатывается импульс признака помехи, который чслез открытый вентиль 10 проходит на нулевой вход триггера 4 и устанавливает его в нулевое состояние. Вентиль 8 за;крывается, и поступление масштабных импульсов с входной клеммы 12 на суммир чош,ие входы счетчиков 2 и 3 прекраш:ается. Кро.ме того, и.мпульс признака устанавливает в нулевое состояние 3 и поступает иа вычитающий вход 24 реверсивного счетчика 1, вычитая из записанного в нем числа единицу. Этот же импульс признака помехи после задерл ки в линии задержки 20 на время переходных процессов в триггерах счетчика 2

поступает на вычитающий вход 25 реверсивного счетч п а 2 и уменьшает находящееся в не.м число на величину Л1 До прихода следующего импульса измеряемой последовательности счетчики /, 2 и 3 будут находиться в отключенном

СОСТОЯН1П1. поскольку вентили 8 и // за-крыты. Таким образом, если интервал времени Т между импульсами измеряемой последовательности больше т макс то в реверсивном счетчике / число не увеличивается (вначале единица

прибавляется, а затем импульсом признака помех: вычитается). В реверсивном счетчике 2 масштабные импульсы за этот период также не накапливаются, поскольку М масштабных импульсов, подсчитанных в нем до момента появления импульса признака помехи, затем вычитаются. Следовательно, возникшая помеха из рассмотрения исключается.

4. Вре.менной интервал Т между первым и вторым импульсами измеряемой последовательности точно соответствует М масштабным импульса.м, т. е. 7 Тмакс.

При это.м возможно возникновение неопределенности, когда нормальный интервал между соседними и.мпульсами измеряемой последовательности нельзя отличить от интервала, возникшего в результате помехи. В этом случае и.мпульс признака помехи со счетчика 3 через вентиль 10 мог бы поступить на нулевой вход триггера 4 одновре.менно с поступлением

на единичный вход этого же триггера импульса измеряемой последовательности с выхода линии задержки 18. Но этого не происходит, поскольку вентиль 10 за.крывается триггером 6, на нулевой вход которого поступает незадержанный импульс измеряемой последовательности. Поэтому он в мо.мент возникновения на выходе счетчика 3 импульса признака помехи не пройдет через вентиль 10 на нулевой вход триггера 4. После прохождения линии задержки 19 импульс измеряемой последовательности вновь установит триггер 6 в единичное состояние.

Таким образом, интервал Г тм.1кс . соседними импульсами измеряемой последовательиости к помехе не отне-сется.

Рассмотренные случаи полностью характеризуют работу устройства во всех его режимах. В момент окончания измерений на входную 14 поступает импульс конпа измеревое состояние. В результате канал ймнульсов измеряемой последовательности закрывается. В реверсивном счетчике 1 будет за|фн1ксировано числю импульсов измеряемой последовательности без учета помех, а в реверсивном счетчнке 2 - число масштабных ИМпульсов, пропорциональное сумме интервалов между зафиксированными в счетчике / импульсами измеряе.мой последовательности. Если известен (или задан) временной интервал Гмакс -порог, послс которого интервалы считаются за помеху, то частота генератора .масп1табиых импульсов выбирается из соотно2шения /-гсн- т - - где/7 - число разрядов счетчика 3. Таким образом, предлагаемое устройство позволяет вычислять среднюю частоту случайно распределенных и мпульсов при наличии помех, приводящих к появлению импульсов на интервалах времени меньше некоторого заданного TO, и помех, приводящих к исчезновению импульсов на интервалах времени больще заданного T.M;IK-C. Предмет изобретения Устройство для определения средней частоты случайно распределенных имлульсов, содержащее два триггерных счетчика, входы которых подключены к вентилям, управляющие входы которых соединены с триггерами, и логические схемы «ИЛИ, отличающееся тем, что, с целью уменьшения влияния помех, приводящих К исчезновению импульсов иа временном интервале больше задан Н10то, он содержлт третий счетчик, дополнительный триггер, соедияедный с управляющим входом дополнительного вентиля, основиой вход которого соединен с выходом третьего счетчика, причем два основных счетчика выполнены реверсивными; выход дополнительного вентиля связащ с вычитающим входом neipBoro счетчика, через линию задержки с вычитающим входом второго реверсивного счетчика, через первую логическую схему «ИЛИ с шиной установки нуля третьего счетчика, а также с нулевым входом первого триггера, связанного с первым вентилем, выход которого подключенКО входу третьего счетчика и к сум.мирующему входу второго счетчика; один из входов устройства соединен с вторым входным триггером непосредственно, а с третьим входным триггером через вторую схему «ИЛИ с щйной установки нуля третьего вентиль и через вторую линию задержки соединен с основным входом третьего вентиля, второй вход которото связан с третьим триггером, а выход подключен к суммирующему входу первого счетчика; выход второй линии задержки связан с единичным входом первого триггера, с одним из входов первой схемы «ИЛИ и через третью линию задержки с нулевым вхоДОЛ1 третьего триггера и с единичным входом дополнительного триггера. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью подавления помех, приводящих к появлению импульсов на временном интервале, меньшем заданного нижнего порогового значения, оно содержит дещифратор, связанный входом с третьим счетчиком, а выходом подключенный через вторую собирательную схему к единичному входу третьего триггера.

72 Ф73

5 Н«

)7

15 .025

2«