Устройство для воспроизведения сигналов о быстроменяющихся случайных процессах с носителя магнитной записи Советский патент 1982 года по МПК G11B5/00 

Изобретение относится к приосростроению и может быть использовано для оперативной обработки быстроменяющихся случайных процессов.

Известно устройство для определения стационарных и нестационарных участков случайного процесса, содержащее блок памяти, первый выход которого соединен с входами блока сравнения, второй выход блока памяти подключен к входу блока контроля, а третий выход - к информационному входу первого переключателя, а также первый и второй дифференцирующие блоки, пороговый блок. Формирователь прямоугольного сигнала, регистрирующий блок, первый и второй интеграторы, блок умножения, второй пороговый блок, второй переключатель и первый и второй элементы И 1.

Недостаток этого устройства неэкономный расход регистрирующего материала из-за отсутствия анализа записываемой информации.

Наиболее близки к предлагаемому по технической сущности является устройство для воспроизведения сигналов о быстроменяющихся случайных процессах с гГосителя магнитной запиСИ) содержащее основную магнитную головкувоспроизведения, подключенную через основной усилитель к регистратору, и дополнительную магнитную головку воспроизведения , соединенную с дополнительным усилителем, первый выход которого подключен к последовательно соединенным выпоямителю, первому блоку вычитания и первому детектору, а второй выход через последовательно соединен10ные три режекторных фильтра и второй детектор - к второму входу первого блока вычитания 2.

Недостатком данного устройства является то, что оно не позволяет

15 осуществлять определение нестационарных участков информации из общего потока информации, информация которых наиболее ценная для анализа и обработки, вследствие чего расходуется

20 много регистрирую1чего носителя.

Практика анализа и обработки информации быстроменяющихся случайных процессов показала, что больминство тeлeмeтpиpye тыx на борту летательных

25 аппаратов реализаций относятся к нестационарным процессам адаптивно yльтипликaтивнoй природы, описыва.емых моделью вида

30

(1)

x(t) 2{t.)y(t) + h(t) где 2(t) и h(t) мультипликативнаяи аддитивная составляющие ; xCt) исследуемый случа ный процесс; y(t) стационарная составляющая процес са . На стационарных участках информа ции исследователь без обработки может оценитьхарактер поведения многих статистических характеристик, случайного процесса. С точки зрения анализа и обработ ки наибольшую ценность при испытании летательных аппаратов представляют нестационарные участки информа ции (переходные участки, удары). Цель изобретения - уменьшение расхода регистрирующего носителя. Поставленная цель достигается тем что в устройство для воспроизведения сигналов о быстроменяющихся случайны процессах с носителя магнитной запи си, содержащее основную магнитную головку воспроизведения, подключенную через основной усилитель к регистратору, и дополнительную магнит ную головку воспроизведения, соединенную с дополнительным усилителе 1, первый выход которого подключен к последовательно соединенным выпрямителю, первому блоку вычитания и пер вому детектору, а второй выход чере последовательно соединенные три режекторных фильтра и второй детектор к второму входу первого блока вычитания, введены два интегратора, второй и третий блоки вычитания, два cyNiMaTopa, два блока задержки, третий и четвертый детекторы, квадратор переключатель и элементы И и ИЛИ, причем первый выход дополнительного усилителя через последовательно соед ненные первый интегратор, второй блок вычитания, первый сумматор, тре тий детектор, элемент ИЛИ и элемент И подключен к одному контакту переключателя, другой контакт которого связан с выходом первого детектора и вторым входом элемента И, при этом цепь из последовательно соединенных третьего блока вычитания, квадратора второго интегратора,- четвертого блока вычитания, второго сумматора и четвертого детектора включена между первым выходом дополнительного усили теля воспроизведения и вторым входом элемента ИЛИ, первый блок задержки включен между, вторым входом второго блока вычитания и объединенны1«1и выходом первого интегратора и вторым входом третьего блока вычитания, второй блок задержки включен между выходом второго интегратора и вторым входом четвертого блока вычитания, а. управляющий вход регистратора соединен с общим контактом переключателя. На чертеже представлена структутзная схема предлагаемого устройства, Схема содержит основную 1 и дополнительную 2 головки воспроизведения, усилители 3 и 4 воспроизведения, режекторные фильтры 5-7, детекторы 8-11, блоки 12-15 вычитания, интеграторы 16 и 17, двухполупериодный выпрямитель 18, квадратор 19, блоки 20 и 21 задержки, сумматоры 22 и 23, элемент ИЛИ 24, элемент И 25, переключатель 26 с контактами 27 и 28 и регистрирующий блок 2 9. Работа предлагаемого устройства основана на принципе задержки сигнала в основной информационной цепи между воспроизводящим блоком и блоком регистрации относительно цепи определения содержательности информации, текущих значений математического ожидания (среднего), дисперсии и анализа их изменения на время, равное времени включения регистрирующего блока. Время задержки (tj) определяется сдвигом дополнительной головки 2 воспроизведения навстречу движения магнитного носителя, которое определяется расстоянием сдвига и скоростью движения магнитного носителя (V) согласно выражению ., 1 Дисперсия DX (t) вычисляется согласно выражению nx(t) т ) - m,(t) dt (3) где Т - интервал усреднения; ) - математическое ожидание (среднее), значение которого вычисляется согласно выражению I (Tt) I j x(t)dt Предлагаемое устройство работает в двух режимах. В первом обеспечивается выделение из общего информационного потока содержательной информации, если переключатель 26 замкнут с контактом 27. Во втором режиме обеспечивается выделение нестационарных участков информации из потока содержательной информации, если переключатель 26 замкнут с контактом 28 и значения приращения математического ожидания mx(t) и/или nx(t) дисперсии превышают некоторые пороговые уровни, величина которых выбирается из целей и задач точности определения нестационарных участков информации. Математически работу дополнитель ного устройства можно описать выпол нением следующих условий.: /imxCtO С, AD,(tO С. где дтх(1,-) - значения приращений и dDx(t,-) (ti ) и Dx(ti) на м мент времени t i С. и Со значения пороговых уровней. Информация с дополнительной голо ки 2 восппоизведения поступает на вход усилителя 4 воспроизведения, с информационного выхода которого сигнал подается на первый вход блока 13 вычитания, на вход интегратора 16 и через двухполупериодный выпрямитель 18 на первый вход блока 12 вычитания и одновременно с контрольного выхода усилителя 4 воспрои ведения эталонной калибровочный синусоидальный сигнал через последова тельно соединенные режекторные филь тры 5-7 и детектор 9 поступает на второй вход блока 12 вычитания. Содержательность информации опре деляется согласно выражению X (t) 7 -г (t) , где x(t) - уровень реализации исследуемого сигнала; t(t) - уровень помехи и хчума в тракте передачи. Режекторный фильтр 5 подавляет калибровочный сигнал, выделяя из него все шумы, помехи, гармоники, появившиеся в эталонном сигнале при прохождении через тракт передачи информации . Последовательно соединенные фильтры б и 7, подавляя вторую и третью гармонии калибровочного сигнала, выделяют из общего сигнала помехи и шу мы тракта передачи. При превышении ими определенного уровня, заданного принятым критерием, сигнал с выхода детектора 9 поступает на второй вход блока 12 вычитания. Согласно выражению (7) при превышении уровня результатов измерения случайного сигнала над уровнем nofieхи и шума в трактах передачи с выхода блока 12 через детектор 8 подает ся полохсительный сигнал на первый вход элемента И 25 и на контакт 27 переключателя 26. В интеграторе 16 вычисляется среднее значение исследуемого сигнала X(t) согласно выражению fД). С выхода интегратора 16 сигнал, равный значению mx.(t) , одновременно поступает на второй вход блока 13 вычитания, на первый вход и через блок 20 задержки на второй вход бло ка 14 вьпитания. В блоке 13 осуще вляется центрирование сигнала x(t относительно -mxtt) . Сигнал, равный x(t) - mx(t), с выхода блока 13 вычитания поступает на вход квадратора 19. Значение сигнала ,x(t) - m(t) с выхода квадпатора 19 поступает на вход интегратора 17. в интеграторе 17 вычисляется значение дисперсии сигнала согласно выражению (3). Сигнал, равный значению 0(1), с выхода интегратора 17 поступает нв посредственно на первый вход и через блок 21 задержки на второй вход блока 15 вычитания, в котором вычисляется значение приращения дисперсии fixCti) на один такт задержки согласно выражению rbx(ti) D(t,) - n(t)- г), (8) где t - время задержки на один такт. С выхода блока 15 вычитания сигнал, равный /5x(ti), поступает на вход сумматора 23, где вычисляется значение текугчего прираЕ ения iDx(t;} согласно выражению aDx(t;) Г1 fixCt -}, j где i - количество возможных прира1чений )bx(tO н-а момент врег.1ени, t , Сигнал, равный dD;c(t,-)/ с выхода сумматора 23 поступает на вход детектора 10, который отмечает превышение Dx(ti) допустимого уровня С2 согласно условию (б) . При превшюнин опрелеленного уровня, заданного принятым критерием, сигнал с выхода детектооа 10 поступает на второй вход элемента ИЛИ 24. В блоке 14 осуществляется вычисление значения прираыения среднего ot-xC i) один такт задержки согласно выражению otx(fi) ri.,(ti) - rnjti -t ), (10) где Т - время задержки на один такт. . С выхода блока 14 сигнал, равный oi у (t ;) , поступает на вход сумматора 22, где вычисляется значение текущего приращения amyCtj) согласно выражению (tj) . дтуСг.,) i - количество возможных приращений среднего к моменту времени t . Сигнал, равный amx(ti)/ с выхода сумматора 22 поступает на вход детектора 11, котор л1й отмечает превышение Am(Tij допустимого уровня С согласно условию (5). При превьи-1ении лт)((Г;) определенного уровня, заданного принятым критеряем, сигнал с внУода Детектора 11 поступает на первый вход элемента ИЛИ 24. С выхода элемента ИЛИ 24 сиг нал поступает на второй вход элемента И 25, с выхода которого сигнал поступает на контакт 28 переключателя 26. Если переключатель 26 образует цепь с контактом 27, to с выхода детектора 8 подается положительный сиг нал на включение регистрирующего бло ка 29. К моменту включения регистрирующего блока 29 информация с OQHOBной головки 1 воспроизведения через усилитель 3 воспроизведения постулаfT на вход блока 29 и из общего инормационного потока обрабатывается и регистрируется содержательная информация, превышающая уровень помех и шума в тракте передачи. Если переключатель 26 образует цепь с контактом 28 при одновременном поступлении сигналов на входы элемента И 25 с выходов детектора 8 и элемента ИЛИ 24, на выходе которого сигнал образуется при выполнении .условия 5) и/или условия (6), то с выхода элемента И 25 подается сигнал на включение регистрирующего блока 29. К моменту включения регистрирующе го блока 29 информация с основной го ловки 1 воспроизведения через усилитель 3 воспроизведения поступает на вход блока 29 и из общего потока содержательной информации выделяется ценная информация. Изобретение позволяет существенно повысить эффективность работ, связан ных с обработкой и анализом нестационарной информации. Формула изобретения Устройство для воспроизведения сигналов о быстроменяющихся случайных процессах с носителя магнитной записи, содержащее основную магнитную головку воспроизведения, подключенную через основной усилитель к регистратору, и дополнительную магнитную головку воспроизведения, соединенную с дополнительным усилителем, первый выход которого подключен к последовательно соединенным выпрямителю, первому блоку вычитания и первому детектору, а второй выход через последовательно соединенные три режекторных фильтра и второй детектор - к второму входу первого блока вычитания, отличающеес я тем, что, с целью уменьшения расхода регистрирующего носителя, в него введены два интегратора, второй и третий блоки вычитания, два сумматора, два блока задержки, третий и четвертый детекторы, квадратор, переключатель и элементы И и ИЛИ, причем первый выход дополнительного усилителя через последовательно соеди 1енные первый интегратор, второй блок вычитания, первый сумматор, третий детектор, элемент ИЛИ и элемент И подключен к одному контакту переключателя, другой контакт которого связан с выходом перврго детектора и вторым входом элемента И, при этом цепь из последовательно соединенных третьего блока вычитания, квадратора, второго интегратора, четвертого блока вычитания, второго сумматора и четвертого детектора включена между первым выходом дополнительного усилителя воспроизведения и вторым входом элемента ИЛИ, первый блок задержки включен между вторш входом второго блока вычитания и объединенными выходом первого интегратора и вторым входом третьего блока вычитания, второй блок задержки включен между выходом второго интегратора и вторым входом четвертого блока вычитания, а управляющий вход регистратора соединен с общим контактом переключателя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 736117, кл. G 06 F 15/36, 1979. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2890581/18-10, КЛ. G 11 в 5/00, 1979 (прототип).

/Q