Устройство для динамической классификации участков измерительного сигнала

Устройство для динамической классификации участков измерительного сигнала

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

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.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СО1.1ИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (1I) А1 (51)4 G 11 В 5 00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ . К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4295137/24-10 (22) 11.08.87 (46) 07.11.89. Бюл. 9 41 (72) В.Н.Терентьев и Б.Н.Климашев (53) 681.84.001.2(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1116453, кл. G 11 В 5/00, 18.03.83.

Авторское свидетельство СССР

У 1229805, кл. G 11 В 5/00, 07.05.86 °

2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИНАМИЧЕСКОЙ

КЛАССИФИКАЦИИ УЧАСТКОВ ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО

СИГНАЛА (57) Изобретение относится к приборостроению и вычислительной технике, а именно к устройствам для динамической классификации участков измерительного сигнала. Цель изобретения — по-!

1520579

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

Цель изобретения — повышение точности динамической. классификации

25 участков измерительного сигнала.

На чертеже представлена структурная схема устройства.

Устройство содержит последовательно соединенные первую магнитную головку 1 первый усилитель 2 воспро30 .изведения, первый вычитатель З,первый 4, второй 5 и третий 6 режекторные фильтры, первый детектор 7, второй вычитатель 8, второй детектор 9, выход которого подключен к первым входам 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 3AIIPET

13, выход которого соединен с первым входом регистратора 14, первый интегратор 15, включенный между выхОдОм nepaoro усилителя 2 ВОспрОиз» 45 ведения и вторым входом первого вычитателя 3, выход последнего из которых соединен через последовательно соединенные первый избирательный фильтр 16, третий детектор 17, третий вычитатель 18 и четвертый детек50 тор 19 с входом второго элемента 20 задержки, вторую магййтную головку

21, подключенную через второй усилитель 22 воспроизведения к входам третьего элемента 23 задержки, чет55 вертого вычитателя 24 и второго интегратора 25, выход которого соединен с вторым входом четвертого вычитатепиковые 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, повьппает коэффициент ее использования и значительно сокращает материальные и трудовые затраты по анализу измерительной информации на достоверность. 1 ил. ля 24, переключатель 26, соединенный общим контактом с выходом третьего элемента 23 задержки, первым контактом 27 — через второй 28, третий 29, четвертый 30 и пятый 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 переключа-. теля 26 и первым входом первого элемента И 34, выходом подключенного к . седьмому входу регистратора 14 и к первому входу третьего элемента ИЛИ

35, второй вход которого соединен с восьмым входом регистратора 14 непо( средственно и через второй элемент

И 36 - с выходом первого элемента

ИЛИ 10, а выход - с управляющим включением входом регистратора 14, четвертый — восьмой элементы ИЛИ 3741, вь1ходы 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 4б задержки, ше" стой 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 одиннадцатый 55 детекторы и инвертор 56, Устройство также содержит после" довательно соединенные четвертый 57

15205

4 пятый 58 и шестой 59 режек та рные фильтры, вкпюченные между выходом вы. читателя 24 и входом детектора 53, выход которого подключен к вторым входам второго 8 и третьего 18 вычитателей, 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 вычитателя 52, второй вход которого соединен с выходом третьего детектора 17 и первым входом шестого вычитателя 47, вторым входом подключенного к выходу первого детектора 7, второй избирательный фильтр 63, вход которого соединен с выходом первого 2р режекторного фильтра 14, а выход через детектор 54 — с первым входом вычитателя 44, вторым входом подклю,ченного через детектор 55 и третий избирательный фильтр 64 с выходом 25 режекторного фильтра 57, второй ин;вертор 65, вход которого соединен с !, выходом пикового детектора 60, а выход.через седьмой элемент ЗАПРЕТ 66— с девятым входом регистратора 15, де- 30 сятый вход которого через восьмой элемент ЗАПРЕТ 67 и третий инвертор

68 подключен к выходу пикового детектора 61. При этом инвертор 56 включен между вторым входом элемента

И 34 .и выходом элемента ИЛИ 10, дру35 гие входы которого соединены с выходами инверторов 65 и 68, детекторов

19, 45, 48 и 51 соответствейно, контакт переключателя 27 соединен с вто- 40 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 задерж- 45 ки соответственно, вторые входы элементов 37 — 40 подключены к выходам детекторов 45 — 51 соответственно, первые и вторые входы элемента ИЛИ

41 соединены соответственно с выхо- 50 дами элемента 12 задержки и элемента И 34, второй вход элемента ИЛИ 42 подключен к выходу инвертора 68.

Динамическая классификация участков измерительного сигнала посредством предлагаемого устройства происходит следующим образом.

Работа устройства основана на контроле работы радиотракта передачи

79 6 измерительного сигнала X(t) и эталонного калибровочного синусаидального сигнала Y(t) стационарной амплитуды и частоты с подвижного телеметрируемого объекта.

Измерительный сигнал с магнитной головки 21 воспроизведения поступает на вход усилителя 22 воспроизведения, с выхода которого сигнал поступает непосредственна 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, который поступает на вход инвертора 68.

С выхода вычитателя 24 центрированное значение сигнала поступает на вход режекторнога фильтра 57, который подавляет данные измерительного сигнала и шумов на частоте, соответствующей частоте основной (первой) гармонике эталонного калибровочного сигнала. Сигнал с выхода режекторного фильтра 57 поступает на входы избирательного фильтра 64 и режекторного фильтра 58, соединенного выходом с входом режектарного фильтра 59.

Последовательно соединенные режекторные фильтры 58 и 59 подавляют данные измерительного сигнала и шумов на частотах, соответствующих частотам второй и третьей гармоник калибровочного сигнала. Измерительный сигнал с выхода режектарного фильтра 59 поступает на вход детектора 53, с выхода которого сигнал, пропорциональный текущему значению уровня амплитуды измерительного сигнала, одновременно поступает на входы вычитателей 8 и 18.

Избирательный фильтр 64 выделяет из измерительного сигнала данные сигнала с частотой, соответствующей частоте второй гармонике калибровочного сигнала, которые поступают на вход детектора 55, с выхода которого сигнал, пропорциональный текуще1520579 му 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 15.

На выходе пикового детектора 60 формируется сигнал, пропорциональный текушему значению огибающей калибровочного сигнала, который поступает на вход инвертора 65. Сигнал, пропорциональный среднему значению калибровочного сигнала, с выхода интегратора 15 поступает на

BTopoH Bebop, вычитателя 3, B KGTopoM осуществляется центрироВание калибровочного сигнала относительно среднего значения. Центрированное значение калибровочного сигнала с вьмода вычитателя 3 одновременно поступает на . 25 входы режекторного фильтра 4, избирательного фильтра 16 и детектора 43.

Режекторный фильтр 4 подавляет данные калибровочного сигнала на основной (первой гармоники) частоте, 30 выделяя 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 6. Последовательно соединенные режекторные фильтры 5 и 6 4О подавляют данные калибровочного сигнала на частотах второй и третьей гармоник, выделяя тем самым данные шумов (помех) и гармоник более высокого порядка. Данные шумов (помех) 45 с выхода режекторного фильтра 6 поступают на вход .детектора 7, с выхода которого сигнал, пропорциональный 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).

55 гармонике, из которых для этих целей может использоваться вторая гармоника спектра калибровочного сигнала.

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, пропорциональный текущему значению уровня:выделенного 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 выделенного сигнала,. одновременно поступает на входы вычитателей 18, 47 и 52.

Сигнал, пропорциональный 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 раздель" ной 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 сиг" нал 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

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

55 () ! 15205 с выхода инвертора 68 положительный сигнал поступает на первый вход элемента ИЛИ 42 и на разрешающий вход элемента ЗАПРЕТ 67, открывая его по основному входу. При поступлении на входы элемента HJIH 42 хотя бы одного положительного сигнала на его выходе формируется положительный сигнал, который поступает на первый вход элемента И 36.

В случае отсутствия калибровочного сигнала на выходе пикового детектора 60 текущее значение огибающей калибровочного сигнала равно нулю 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 больше уровня измерительного сигнала, то с выхода вычитателя 8 через детектор 9 положительный сигнал, пропорциональный разности сигнала шумов 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 сигнала, то с выхода вычитателя 44 через детектор 45 положительный сигнал, пропорциональный разности этих сигналов, непосредственно поступает на . соответствующий вход элемента ИЛИ 40 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.

79 10 раз ности указ анных сигналов, непосредственно поступает на соответствующий вход элемента ИЛИ 10 (на второй вход) и через элемент 30 задержки на первый вход элемента HJIH 39.

Если уровни сигнала с выхода делителя 62 больше уровня первой гармоники калибровочного сигнала, то с выхода вычитателя 52 положительный 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 элемеята И 36 и ининвертора 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 положительного сигнала на входы элементов ИЛИ 11, 37 — 41 на их выходах формируются положительные сигналы, которые поступают на разрешающие входы элементов ЗАПРЕТ 13, 28;31, открывая 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,, 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 описанным условиям контроля информации на достоверность поступают через основные входы элементов ЗАПРЕТ 13, 28 - 32, 11 1520579

66 и 67 на соответствующие 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

4I

Фо рмула изобретения

Устройство для динамической классификации участков измерительного сигнала, содержащее последовательно соединенные первую магнитную голов- 20 ку, первый усилитель воспроизведения, первый вычитатель, первый, второй и третий режекторные фильтры, первый детектор, второй вычитатель, второй детектор, выход которого подключен к 25 первым входам первого и второго элементов ИЛИ и через первый элемент за-. держки — к второму входу второго элемента ИЛИ,выходом соединенного с первым входом первого элемента ЗАПРЕТ, выход 30 которого соединен с первым входом регистратора,первый интегратор, включенный между выходом первого усилителя воспроизведения и вторым входом первого вычитателя, выход последнего

35 из которых соединен через последовательно соединенные первый избирательный фильтр, третий детектор, третий вычитатель и четвертый детектор с входом второго элемента задержки, 40 вторую магнитную головку, подключенную через второй усилитель воспроизведения к входам третьего элемента, задержки, четвертого вычитателя и второго интегратора, выход которого соединен с вторым входом четвертого вычитателя, переключатель, соединенный общим контактом с выходом третьего элемента задержки, первым контактом — через второй, третий, 50 четвертый и пятый 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 эле" мент И с выходам 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, пятый 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 одиннадцатый детекторы, инвертор, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения точности динамической классификации измерительного сигнала, в него введены последовательно соединенные четвертый, пятый и шестой режекторные фильтры, включенные между выходом четвертого вычитателя и входом девятого детектора, выход которого подключен к вторым входам второго и третьего вычитателей, первый и вто- рой пиковые детекторы, входы которых соединены с выходами первого и второго усилителей воспроизведения соответственно, делитель, включенный между выходом пятого детектора и первым входом седьмого вычитателя, второй вход которого соединен с выходом третьего детектора и первым входом шестого вычитателя, вторым входом подподключенного к выходу первого детектора, второй избирательный фильтр, вход которого соединен .с выходом первого режекторного фильтра, а выход - через десятый детек" тор с первым входом пятого вычитателя, вторым входом подключенного через одиннадцатый детектор и введенный третий избирательный 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, десятый вход котоСоставитель Н. Вихрова

Редактор О. Головач Техред М, Ходанич Корректор М.Максимишинец

:!

Заказ 6764/53 Тираж 558 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям йри ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãîðîä, ул. Гагарина, 101

l3 15205 рого через введенные восьмой элемент

ЗАПРЕТ и третий инвертор подключен к выходу второго пикового детектора, прн этом первый инвертор включен между вторым входом первого элемента И и выходом первого элемента ИЛИ, другие входы которого соединены с выходами первого и второго инверторов, четвертого, шестого, седьмого и вось- 10 мого детекторов, первый контакт переключателя соединен с вторыми входами первого, седьмого-и восьмого элементов ЗАПРЕТ и через девятый элемент HJlH - с вторым входом второго элемента И, первые входы чет79 14 вертого, пятого, шестого и седьмого элементов ИЛИ соединены с выходами четвертого, пятого, второго н шестого элементов задержки соответственно, вторые входы четвертого, пятого, шестого и седьмого элементов

ИЛИ подключены к выходам шестого, седьмого, четвертого,и восьмого детекторов соответственно, первые и вторые входы восьмого элемента ИЛИ соединены соответственно с выходами первого элемента задержки и первого элемента И, второй вход девятого элемента ИЛИ подключен к выходу второго инвертора.