Устройство для распознования и контроля непрерывных сигналов Советский патент 1983 года по МПК H04B3/46 

и блока определения знаков, три блока допалнительных элементов И, выполненных в виде последовательно соединенных фотодиода и резистора, выходы которых подключены соответственно к третьему, четвертому и пятому входам- сумматора, четыре элемента ЗАПРЕТ, включенные между выходом источника, напряжения питания и объединенными входами элементов И соответствующих блоков элементов И, два блока сравнения знаков, первые входы которых соединены с дополнительными выходами блока управления, а вторые входы соединены с дополните льными выходами блока записи и многократного считывания, причем выходы блоков сравнения знаков подключены к другим входам, соответствующих элементов ЗАПРЕТ, а фотодиоды дополнительных элементов И оптически связаны с оптическими выходами соответствующих элементов индикаторных матриц.

На чертеже представлена структурная электрическая схема устройства для распознавания и контроля непрерывных сигналов. .

Устройство содержит последовательно соединенные источник 1 непреЕилвного сигнала и блок 2 дифференцирования, выхода которых подключены к входам блока 3 определения знаков и выпрямителя 4. Первый и второй выходы блока 3 определения знаков непосредственно, а первый и второй выход выпрямителя 4 через аналого-цифровой преобразователь 5 подключены соответотвенно к первому второму f. третьему и четвертому входам блока б записи и многократного считывания, к пятому входу которого подключен первый выход блока 7 управления. Соответствующие выходы блока 6 записи и многократного считывания подключены к входам соответствующих дешифраторов 8 и 9 и к первым входам соответствую Ийх блоков 10 и 11 сравнения знаков, к вторым входш которых подключены дторой и третий выходы блока 7 управленияу 1-й выход дешифратора 8 (i 1,п) подключен к одному концу индикаторных элементов 12 1-ой строки индикаторной матрицы 13, а j-й выход даяифратора 9 (j i,in) к одному концу индикаторных элементов 14 j-ой строки индикаторной матрицы 15. К вторым концам индикаторных элементов м-го и -го столбцов (/и. 1, п, л) 1,т) индикаторных матриц 13 и 15 подключен четвертый выход блока 7 управления. Индикаторный элемент 12 оптически связан с фотодиодами , и 17; элементов 19 соответственно пераого и второго.блбков элементов И oi l,n-l; ,2n;oi ,-T() .

Индикаторный элемент оптически связан, например световодом, с фотодиодшди 20|,, и 21 элементов 23 ЦJ соответственно третьего и четвертого блоков элементов И ,m-l; W 2,2m; |i w (j+i) ). (Например, на чертеже показаны оптические связи индикаторных элементов 12 , и 14, с фотодиодами соответственно 16 ,- и 21 ). Элементы VilQ я 22 отсутствуют. Аноды фотодиодов 16, 17, 20, и 21 подключены соответственно к выходам элементов ЗАПРЕТ 24-27, к входам :соторых подключен выход источника 28 напряжения :питания..-Первый и второй выходы блока 10 сравнения знаков подключены к управляющему входу соответственно э.лементов ЗАПР 24 и 25. Первый и второй выходы бло 11 сравнения знаков подключены к управляющему входу элементов ЗАПРЕТ 26 и 27. Код-фотодиода 16 через весовой резистор 29 элемента ТЛ18, вес которого равен d, подключен к первому входу сумматора 30. Катод фотодиода 20р чере весовой резистор 31л элемента И22аг вес которо го равен /i, подключен к второму входу сумматора 30. Катод фотодиода 17, через весовой резистор 32 «.элемента И19., вес которого равен .|р, подключен к третьему входу сумматора 30 . Катод фотодщода 21 } через весовой резистор 33у элемента И23и}, вес которого равен ш подключен к четвертому входу сумматора 30,выход которого соединен, с первым входом селектора 34 минимальной агвгпитуды сигнала, к второму, входу которого и к пятому входу сумматора 30 подключены соответственно пятый и шестой выходы блока 7 управления.

Устройство работает следующим образом.

Вначале на элементы устройства подается питание. В исходном состоянии суьФ1атор 30 устанавливается в нулевое состояние. Снимается выходн характеристика €р исследуемого источника 1 непрерывного сигнала, которая затем дифференцируется в блоке 2 дифференцирования. Выходные сигналы исследуемого источника 1 Ер и блока 2 дифференцирования Ер подаются на соответствующие входы блока 3 определения знаков и выпрями теля 4. Выпрямленные значения бр16р I и ГСр - с выхода выпрямителя 4 подаются на соответствую яие входы аналого-цифрового преобразователя 5 с выхода которого в такты времени

,2,...,N), соответствующие

1L ай

autOTe йвантования t по времени, снимаются выраженные в определенном числовом коде импульсы уровня аналоговых сигналов, соответствующие дискретному отсчету сигналов и в данном такте - fEpUt ) и leplUit) . Выходныесигналы аналого-цифрового преобразователя 5, представляю щие последовательностьЦИФРОВЫХ кодов, отображающих величину сигналов p(t)) и |ep(t)) в моменты времени , записываются в б;юке. б записи и многократного считывания,Одновреме но в моменты времени t . с выходов блока 3 определения знаков в блоке записи и многократного считывания записываются знаки величин CpC.t) и tp(t) , т.е., если, например, ep(fe) в момент времени t| меньше. нуля, то в блоке 6 записи и многократного считывания записывается знак минус, а в противном случае. знак плюс. Затем с первого и второго выходов блока 6 записи и многократного считывания в моменты времени t последовательно считываются равноотстоящие ординаты распознаваемой кривой lep(t)r и ее производной |gp(tj)r , а с третьего и четвертого выходов блока 6 - сигналы, соот ветствующие знакам величин EpCtj) и Ep(tit). Следовательно, в момент времени с блока 6 записи и мн гократного считывания считываются сигналы, р.авные соответственно код чисел 1 и j (i 1,п, j l,m), которые подаются на. входы соответствующих дешифраторов 8 и 9, где пит- максимальное число уровней квантования сигналов соответственн if:p t) и ep(t)i . kpcwe того, в момент времени с блока 6 записи и многократного считывания считываются сигналы соответствующее знакам величин gpCti) и gp(t), которые подаются на первые входы соответствующих бло ков 10 и 11 сравнения знаков. При ,| на i-oM и J-OM выходах дешиф.раторов 8 и 9 появляются сигнгшы, которые подаются соответственно на один конец индикаторных элементов 12 i-ой строки индикаторной мат рицы 13 и на один конец индикаторных элементов 14 j-ой строки индикаторной матрицы 15. Блок 7 упра ления начинает работать по первой программе, подавая в моменты време ни t на вторые концы индикаторных элементов 12 и 14 соответственно и г-го и q-ro (г 1,п, q 1,га) сто цов индикаторных матриц 13 и 15 си нёшы, соответствующие значениям ( (t) , где ) и (t) - первая эталонная характеристика исследуемого объекта (ис точника 1 непрерывного сигнгла) и ее производная. Рассмотрим два случая. 1.Пусть сигналы p{tj) и (t|c.) имеют один и тот же знак. Аналогично сигналы Ep{t44) и lattfe.) также имеют один и тот же знак (плюс или минус). В моменты времени блок 7 управления с второго и третьего .выходов подает на вторые входы блоков 10 и 11 сравнения знаков сигнала, соответствующие знакам величин () и ё-1э{ 1с). Так как знаки величин ep(tfc) и ) в момент времени t t (аналогично совпадают и знаки величин fep(ti) и E-taCtiO i то на первых выходах блоков 10 и 11 сравнения знаков сигнал не равен нулю, а на .вторых выходах этих блоков сигнал равен нулю. Сигналы с первых выходов блоков 10 и 11 сравнения знаков.подаются на управляющие входы соответственно элементов ЗАЙРЕТ 24 и 26, на входы которых подается напряжение питания с выхода источника 28. Элементы ЗАПРЕТ 24 и 26 открыты, 25 и 27 закрыты. При подаче сигналов с четвертого выхода блока 7 управления на концы индикаторных элементов 12 и 14 г-Ео и q-ro столбцов индикаторных матриц 13 и 15 и при подаче сигналов с i-ro и j-ro выходов дешифраторов 8 и 9 на первые концы индикаторных элементов 12 и 14 i-ой и j-ой строк индикаторных матриц 13 и 15 загораются индикаторные элJeменты 12 .j и , которые оптй чески соединены соответственно с фотодиодами 16, 17, 20АИ 21uj, где dL i-r t; у (i+r) ; р I j-q I, w-( j+q) . Данные фотодиоды освещаются. Так как напряжение с выхода источника 28 напряжения через открытые элементы ЗАП&ЕТ 24 и 26 пода-« ются на аноды только фотодиодов 16 , и 20-, то сигнал с выхода 2Э источника прохода1т через элемент ЗАПРЕТ 24, открытый фотодиод ,, весовой резистор 29et, вес которого равен ct единицам, и подается на вход сумматора 30. Аналогично сигнал с выхода источника 28 проходит через элемент ЗАПРЕТ 26, открытый фотрдиод 20л весовой резистор 31р, вес которого равен /3 единицам, и подается на вход сукматора 30. Сумматор 30 запоминает сигнал, величина которого равна 1.j(|i-rr+l j-qf 2.Пусть сигналы Ep(t) и e-o(t) . имеют разные знаки в момент времени t tj(A 1, N,- )., Аналогично и сигналы €p(t) и ) имеют разные знаки. В момент времени t t блок 7 управления с второго и третьего выходов подает на вторые входы блоков 10 и 11 сравнения знаков сигналы, соответствующие знакам величин 1з(tд) и 1э(tд) . Так как знаки величин p(t). и (t) при t Ьд различны (аналогично различны зна величин gp(t) и -Jэ(tд) , то на п вых выходах блоков 10 и 11 сравнен знаков сигнал равен нулю, а на вто рых выходах блоков 10 и 11 сравнен знаков сигнйл не равен нулю.-Данны сигналы подаются на управляющие входы соответственно элементов ЗАП 25 и 27,- на- входаа которых подается напряжение с выхода источника 28, Элементы ЗАПРЕТ 24 и 26 закрыты, а 25 и 27 открыты. При -Ъодаче сигналов с четвертог выхода блока 7 управления на вторы концы индикаторных элементов. 12 и г-го и q-ro столбцов индикаторных матриц 13 и 15 и при подаче сигналов с i-го и j-ro выходов дешифрат ров 8 и 9 на первые конхда инд1 каторных элемент:ов 12 и- 14 i-ой и j-ой строк индикаторных матриц 13 и 15 загораются индикаторные элементы и 14jo, которые оптически соединены соответственно с фотодиодами 16, 17 j и 20 р, и 21у. Данные фотодиоды освещаются. Так как напряжение с выхода источника 28 через элементы ЗАПРЕТ 25 и 27 подается на аноды только фотодиодов 17.J и то сигнал с выхода ,источн.ика 28 проходит через открыт фотодаюд 17J-, через весовой резистор 32 /, вйс которого равен -у едяннцаму и подается на вход сумма ра 30« Аналогично сигнал с выхода источника 28 проходит через открытый фотодиод ,, весовой резистор з:, вес которого равен ницам, и подается на вход сумматора 30 Сумматор 30 запоминает сигнал, величина которого равна 1д--0-г(}П|2Подобным образом устройство работает в другие моменты времени t,(k - 1,2,,../N) . После N циклов работы в суммато ре 30 запоминается в АЛНЧина N . При t -t на вторые входы сумма ра 30 и на пятый вход блока б записи и многократного считывания с первого и пятого В1лходов блока 7 управле ния подаются сигналы. Блок записи и многократного считывания возвращается в исходное состояние. При t t с. сумматора 30 считывает ся число Ц.,Которое подается на вход селектора 34 минимальной амплитудзы сигнала,- где он запоминается. Запоминается и номер распознаваемого класса сигнала, т.е. ном программы (1) , Блок 7 управления начинает работать по второй программе, выдавая в моменты времени сигналы, прспорциональные 23(t) и ) Затем процесс определения степени сходимости сигналов ep(t) , ep(t), |:2э() повторяется. Выходной сигнал сумматора 30 2 подается на вход селектора 34. Если то в селекторе 34 минимальной амплитуды сигнала стирается значение V и запоминается значение V2 и номер класса распознаваемого сигнала (№2). Если -1 ° сигнал запоминается, а если селекторе 34 минимальной амплитуды сигнала остается записанной в.еличина ф, но запоминается и номе| программы (tf2) . Процесс сравнения в селекторе 34 повторяется М раз. После окончания процесса распознавания с блока 7 управления на второй.вход селектора 34 подается сигнал. На его выходе появляется сигнал, равный trir}r а также класс или классы дефектов, п,п соответствует которым. Таким образом, в предлагаемом устройстве вдвое повышается точность распознавания реальных непрерывных сигналов и их производных, имеющих как положительные, так и отрицательные значения. Формула изобретения Устройство для распознавания и контроля непрерывных сигнашов по авт.св. 930704, отличающееся тем, что, с целью повышения точности распознавания путем уменьшения.диапазона изменения распознаваемого сигнала при заданном числе уровней квантования, в него введены выпрямитель, включенный меж-, ду выходом блока дифференцирования и входами аналого-цифрового преобразователя, блок определения знаков, включенный между дополнительнымк входами блока записи и многократного считывания.и выходом блока дифференцирования, вход которого соединен с другими входами выпрямителя и блока определения знаков, три блока дополнительных элементов И, выполненных в виде последовательно соединенных фотодиода и резистора, выходы которых подключены соответственно к третьему, четвертому и пятому входам сумматора, четыре элемента ЗАПРЕТ, включенные между выходом источника напряжения питания и объединенными входами элементов И соотвегствуюших блоков элементов И, два блока сравнения знаков, первые вяолы которых соединены с дополнительными выходами блока управления, а вторые входы соединены с дополни- тельными выходами блока записи и многократного считывания, причем выходы блоков сравнения знаков подключены к другим входам соответствующих элементов ЗАПРЕТ, а фотодиоды дополнительных элементов И оптически связаны с. оптическими выходами COOTветстаую1мих элементов индикаторных матриц..,

Источники информации, принятые во внимание при -экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 930704, кл. Н 04 В 3/46, 1980 (прототип).