DE2548799B2 - Verfahren und vorrichtung zum messen der periodendauer bzw. frequenz eines signals - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zum messen der periodendauer bzw. frequenz eines signalsInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1
und 5.
Derartige Signale treten in vielen Bereichen der Technik und der Natur auf. Insbesondere von
biologischen Systemen stammende periodische Signale, z. B. vom Herzschlag eines Menschen abgeleitete
Signale sind meistens nur annähernd periodisch und weisen eine von Periode zu Periode wechselnde
iKurvenform auf.
Ein besonderes Problem der medizinischen Meßtechnik ist die Überwachung der Herztätigkeit des
ungeborenen Kindes vor und während der Geburt Für die Meßwerterfassung stehen dabei im wesentlichen
vier Methoden zur Verfügung, nämlich die direkte Elektrokardiographie, die abdominale Elektrokardiographie,
die Erfassung der akustischen Herzsignale und die Ultraschallmessung nach dem Dopplerprinzip. Die
besten Resultate bei gleichzeitig geringem Signalverarbeitungsaufwand liefert dabei die direkte Elektrokardiographie,
bei der eine Elektrode am Kopf des Kindes angesetzt wird. Das Anbringen dieser Elektrode ist
jedoch ein komplizierter Vorgang, der nicht von klinischem Hilfspersonal durchgeführt werden kann.
Die Ultraschallmessung ist dagegen auch für ungeschulies
Persona! relativ einfach durchzuführen und
liefert wertvolle Informationen über die Herztätigkeit Nachteiliug ist bei dieser Methode jedoch, daß das
erhaltene Signal aus mehreren Komponenten verschiedener Frequenzbereiche aufgebaut ist, die die Erkennung
der exakten Grundperiodendauer erschweren. Die genaue Messung der Grundperiodendauer ist aber
erforderlich, da uis ihr die momentane Herzschlagfrequenz
abgeleitet werden kann. Das Ultraschallsignal hat
im wesentlichen drei Anteile, nämlich das Blutflußsignal (Frequernzbereich bis 500 Hz), das Klappensignal
(Frequenzbereich 400—1000 Hz) und das Muskelsignal (Frequenzbereich 150—400 Hz). Die angegebenen
Frequenzbereiche sind die Dopplerverschiebungen bei
So einer Ultraschallfrequenz von 2,1 MHz. Das Blutflußsignal
und das Muskelsignal haben stark zerklüftete Hüllkurven und sind daher für die Gewinnung von
Triggerzeitpunkten nicht geeignet Das Klappensignal ist dagegen aufgrund seiner Form besser für die
Gewinnung von Triggerzeitpunkten geeignet Dazu muß das Ultraschallsignal entsprechend gefiltert und
anschließend zur Gewinnung der Hüllkurve gleichgerichtet werden.
Schwierigkeiten ergeben sich aber auch hier, und zwar dadurch, daß das Herz mehrere Klappen hat und jede dieser Klappen während einer Herzschlagperiode sowohl schließt als auch öffnet. Außerdem ergeben sich durch die Bewegung des Fötus Strukturänderungen des Signals und starke Amplitudenschwankungen.
Schwierigkeiten ergeben sich aber auch hier, und zwar dadurch, daß das Herz mehrere Klappen hat und jede dieser Klappen während einer Herzschlagperiode sowohl schließt als auch öffnet. Außerdem ergeben sich durch die Bewegung des Fötus Strukturänderungen des Signals und starke Amplitudenschwankungen.
(·.$ Es ist bekannt, die Periodendauer kompliziert
geformter bzw. von Fremdanteilen stark überlagerter Signale mittels des Verfahrens der Kreuzkorrelation zu
bestimmen.
Dabei wird das zu messende Signal mit einem bekannten Signal korreliert von dem man annehmen
kbiin, daß es eine ähnliche Kurvenform wir das zu
messende Signal hat. Aus den Spitzenwertabständen der
sich ergebenden Kreuzkorrelationskurve kann man auf die Persodendauer bzw. Frequenz des zu messsenden
Signals schließen. Bei den bekannten Kreuzkorrelationsverfahren ist jedoch eine relativ genaue Kenntnis
des periodischen Anteils des zu messenden Signals zur Bildung des Vergleichssignals erforderlich. Dies ist
relativ leicht möglich, wenn das zu messende Signal in seiner ursprünglichen Form bekannt ist, z. B. als
ausgesandtes Signal einäs Radargerätes. Dies trifft für biologische Signale nicht zu. Außerdem ändert sich bei
solchen Signalen die Frequenz und die Kurvenform im Laufe der Zeit.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung der
eingangs genannten Art zu schaffen, die onne genaue Kenntnis der Ursprungsform des zu messenden Signals
auskommt. Die Lösung dieser Aufgabe ist in den Ansprüchen 1 und 5 gekennzeichnet
Dabei kann die Vergleichskurvenform mit einem bestimmten Bruchteil ihrer Amplitude zu einem
bestimmten Bruchteil der Amplitude der zwischengespeicherten Signalkurvenform addiert werden.
Da bei Beginn jeder Messung noch keine Vergleichskurvenform zur Verfugung steht, ist gemäß einer
Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, daß dann eine willkürliche Vergleichskurvenform erzeugt wird, die die
Signalkurvenform in groben Umrissen wiedergibt. Wenn diese willkürliche Kurvenform auch nicht genau
passend ist, so wird sie doch durch den Anpassungsvorgang sehr schnell in eine geeignete Kurvenform
umgeformt.
Da es sich bei dem Kreuzkorrelationsverfahren um einen Kurvenformvergleich handelt, braucht man nicht
über die gesamte Periode der zu messenden Signalkurve korreliert zu werden, sondern nur über einen ausgeprägten
Abschnitt dieser Periode, was durch entsprechendes Ausblenden eines geeigneten Abschnittes aus
der Signalkurve geschieht. Entsprechend braucht auch die Vergleichskurve nur einen Teilabschnitt der Periode
zu umfassen.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung
erläutert. In der Zeichnung zeigt:
F i g. 1 ein Gesamtblockschaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
F i g. 2 ein Schaltbild des in F i g. 1 enthaltenen Spitzenwertdetektors und
F i g. 3 verschiedene Kurvenformen zur Erläuterung der willkürlichen Vergleichskurvenform.
In Fig. 1 ist mit 11 ein Analog/Digital-Wandler bezeichnet, der ein an einem Eingang 10 ankommendes
analoges Meßsignal mit 400 Hz abtastet und aus den Abtastwerten digitale Ausdrücke herstellt, die im
vorliegenden Ausführungsbeispiel Zweier-Komplemente mit Festkomma und insgesamt vier Bits sind, von
denen eines ein Vorzeichenbit ist Die Übertragung dieser Ausdrücke erfolgt in der gesamten Vorrichtung
parallel.
Das Ausgangssignal des A/D-Wandlers 11 wird über
eine Umlaufsteuerung 13 in ein Schieberegister 15 eingegeben, das eine Speicherkapazität von 256
Wörtern zu je vier Bits hat. Zusammen mit einem Zusatzregister 17 für ein Wort wird eine erste
I Imlaufschleife 18 für 257 Wörter gebildet. Die
Taktfrequenz für den Umlauf beträgt 102,4 kHz, so daß
ein Umlauf 2,5 ms benötigt was der Abtastfrequenz von 400 Hz entspricht. Bei jeder Abtastung wird das jeweils
älteste in der Umlaufschleife 18 befindliche Wort gelöscht und ein neues Wort entsprechend dem
jeweiligen Abtastwert eingegeben. Es wird also immer ein Abschnitt der Signalkurve gespeichert, der 640 ms in
die Vergangenhgeit reicht Zwischen zwei Abtastpunkten läuft jeweils an einem bestimmten Speicherplatz der
ι ο gesamte Registerinhalt vorbei.
Die umlaufenden Datenwörter werden gleichzeitig einem Multiplizierer 19 und einem ebenfalls umlaufenden
Zwischenspeicher 24 zugeführt, der ein Schieberegister 23 und eine Umlaufsteuerung 21 aufweist. Die
Umlaufzeit beträgt ebenfalls 2,5 ms. Die Funktion des Zusatzspeichers 24 wird weiter unten näher erläutert
Der Multiplizierer 19 ist ein asynchroner Parallelmultiplizierer. Der andere Eingang dieses Multiplizierers ist
mit einem dritten umlaufenden Speicher 30 verbunden, der eine Umlaufsteuerung 25, einen ersten Addierer 27
und ein Schieberegister 29 aufweist Im Speicher 30 ist die Referenzkurve gespeichert Weitere Einzelheiten
werden weiter unten erläutert
Die Eingangssignale des Multiplizierers 19 sind also einerseits der jeweils neueste Abschnitt des Eingangssignals und andererseits die Vergleichskurve. Da der
Speicher 30 mit der gleichen Geschwindigkeit umläuft wie der Speicher 18, gibt der Multiplizierer 19 an seinem
Ausgang zwischen zwei Abtastzeitpunkten die Produkte sämtlicher Speicherplätze ab, und zwar mit der
Taktfrequent von 102,4 kHz. Es gilt:
P(JIc) = D[K) ■ S(k)
Dabei ist k die logische Adresse der beiden Schieberegister 15 bzw. 29 (0—255), P das Produkt, D
die Referenzdaten und S die Abtastdaten. Die Ausgangsdaten des Multiplizierers 19 werden von
einem zweiten Addierer 33 und einem Pufferregister 35
4c aufsummiert, so daß während jedes Speicherumlaufs
(2,5 ms) eine Summe aus 256 Produkten gebildet wird.
Es gilt:
Es gilt:
255 255
k = 0 k = 0
Der am Ende der Abtastperiode im Pufferregister 35 gespeicherte Wert C(t) ist, wenn auch ohne Normierung,
ein Kreuz-Korrelationswert der Inhalte der beiden so Schieberegister 15 und 29. Ein solcher Kreuz-Korrelationswert
wird als 2,5 ms in einen Ausgangspuffer 37 gegeben, der an seinem Ausgang in digitaler Form eine
Kurve abgibt, die der Kreuzkorrelation zwischen Eingangsignalkurve und Referenzkurve entspricht. Die
Kreuz-Korrelationskurve hat dort Maxima, wo sich Signalkurve und Referenzkurve im wesentlichen dekken.
Der Abstand dieser Maxima gibt in Echtheit die Periodendauer des Eingangssignals wieder.
Die in digitaler Form erzeugte Kreuz-Korrelations- <
>o hirve wird in einem Digital/Analogwandler 39 in eine
analoge Kurve umgeformt und einem Spitzenwertdetektor 40 zugeführt.
Der Spitzendetektor 40 ist in Fig.2 detailliert
dargestellt. Das vom Digital/Analogwandler 39 kommende
Kreuzkorrelationssignal wird einem Eingang 401 zugeführt und in einem Tiefpaß 403 gegiäiiei. Die
Grenzfrequenz des Tiefpasses 403 liegt bei 100 Hz, so daß die stufenförmige Ausgangskurve des Digital/Ana-
logwandlers interpoliert und in eine stetige Kurve verwandelt wird.
Die Operatiornsvertärker 405 und 407, die Dioden D\
und D2 und ein Kondensator 409 bilden zusammen eine
Spitzenwert-Detektor- und -Halteschaltung, wobei das Ausgangssignal des Tiefpasses 403 einem Eingang des
Operationsverstärkers 405 zugeführt wird. Der Kondensator 409 wird entsprechend dem Anstieg des
Eingangssignals am Operationsverstärker 405 aufgeladen, folgt diesem Eingangssignal jedoch nicht, wenn
dieses abfällt, da durch die Dioden ein Entladen des Kondensators 409 verhindert wird. Der Operationsverstärker
407 sorgt für eine exakte Rückkopplung, so daß der Kondensator 409 tatsächlich auf die Spitzenspannung
des Eingangssignals aufgeladen wird.
Solange in den Kondensator 409 ein Ladestrom fließt, wird ■ dieser mittels des Operationsverstärkers 411
erfaßt, und ein Transistor 413 bleibt während dieses Stromflusses offen. Dadurch kann sich ein Kondensator
C\ auf 0 entladen.
Wenn die Ladung dös Kondensators 409 beendet ist, schaltet der Transistor 413 ab und ein Zeitgeber 420 mit
einem Operationsverstärker 419 startet ein Zeitintervall. Dies geschieht dadurch; daß der Kondensator Q
auf eine bestimmte Schwellenspannung aufgeladen wird/ bei der der Verstärker 419 sein Ausgangssignal
umpolt. Dadurch wird ein Feldeffekttransistor 421
durchgeschaltet, wodurch der Kondensator 409 bis auf
eine Spannung entladen wird, die durch eine Zenerdiode
Z£> bestimmt ist Die Schaltung wartet dann auf den
nächsten Spitzenwert. Das Ende der Aufladezeit des
Kondensators Ci und damit der Umschaltzeitpunkt des Verstärkers 419 entsprechen mit einer Zeitverzögerung
von beispielsweise 250 ins dem Zeitpunkt, an dem die Kreuz-Korrelationskurve einen Spitzenwert hat Die
Verzögerung von 250 ms ist kürzer als die kürzest mögliche Herzschlagperiode, die bei etwa 285 ms liegt
Wird während der Verzögerungszeit ein weiterer Spitzenwert angetroffen, der größer als der vorherige
ist; söWirdder kondensator 419 weiter aufgeladen, der
Kondensator Q wird entladen, und nach Erreichen der
Spitzenspannung am Kondensator 409 startet die
Zeitgeberschaltung ein neues Zeitintervall. Damit ist sichergestellt, daß der Spitzenwertdetektor während
jeder Periode des zu messenden Eingangssignals nur auf den jeweils größten Spitzenwert anspricht
Das Umschalten des Verstärkers 419 wird über einen
Kondensator G2 und einen Transistor 423 auf eine
Kippschaltung 420 übertragen, die an ihrem Ausgang
431 ein Triggersignal abgibt dessen Impulse einen zeitlichen Abstand haben, der in Echtzeit exakt der
Periodendauer des zu messenden Eingangssignals entspricht Der Ausgang 431 kann mit einem geeigneten
Meßgerät verbunden werden, das die Frequenz bzw. Periodendauer des zu messenden Eingangssignals direkt
anzeigt oder aufzeichnet
Der Ausgang des Operationsverstärkers 411 ist über
einen Transistor 417 mit einer weiteren Kippschaltung 425 verbunden. Diese gibt am Ausgang 429 ein
Kopiersignal ab, welches während der Aufladezeit des Kondensators 409 einen bestimmten logischen Zustand
und während der übrigen Zsit einen anderen logischen Zustand hat
Das Signal am Ausgang 429 wird dem in F i g. 1 mit 24 bezeichneten Zwischenspeicher zugeführt und zwar
seiner Umlaufsteuerung, wie durch die oberste gestrichelte Linie in F i g. 1 dargestellt ist Wenn das
Kopiersignal den einen logischen Zustand hat wird der Zwischenspeicher 24 so mit der Umlaufschleife Ii
verbunden, daß deren Inhalt in den Zwischenspeicher 2 kopiert wird.
Das Kopieren dauert so lange an, bis das Kopiersigna seinen Zustand ändert, was bedeutet, daß ein Spitzen
wert erreicht wurde. Die Umlaufsteuerung 21 verbinde dann Anfang und Ende des Schieberegisters Z
miteinander, wobei gleichzeitig der gesamte Zwischen
speicher 24 vom Signaleingang abgetrennt wird. Dei ο Inhalt des Zwischenspeichers 24 läuft dann ohne weiter«
Änderung mit der gleichen Geschwindigkeit um wie dei Inhalt der beiden anderen Umlaufregister 18 und 30
Trifft der Spitzenwertdetektor 40 während seinei Verzögerungszeit auf einen weiteren, höheren Spitzenwert,
so wird der Speicher 24 wieder an die Umlaufschleife 18 angekoppelt und deren Inhalt wird
wieder in den Speicher 24 kopiert so lange, bis dei betreffende höhere Spitzenwert erreicht ist. Auf diese
Weise erhält der Zwischenspeicher immer einen aktuellen Teil der eingehenden Signalkurve, der einen
maßgeblichen Spitzenwert in der Kreuzkorrelationskurve erzeugt, d. h. der Referenzkurve in der Umlaufschleife
30 am ähnlichsten ist
Die Anpassung des Inhalts der Umlaufschieife 30 erfolgt folgendermaßen:
Die Anpassung des Inhalts der Umlaufschieife 30 erfolgt folgendermaßen:
Beim normalen Umlauf empfängt der Addierer 27 das
Ausgangssignal des Schieberegisters 29 einmal direkt (Eingang 273) und einmal über die Umlaufsteuerung 25
(Eingang 271). Der Addierer 27 ist so aufgebaut daß er
die Summe der beiden Eingänge 271 und 273 bildet und
diese Summe dann halbiert Das Halbieren geschieht im vorliegenden Ausführungsbeispiel, bei dem mit Binärzahlen
gearbeitet wird, einfach dadurch, daß die niedrigste Binärstelle weggelassen wird und alle übrigen
Stellen um einen Stellenwert herabgesetzt werden. Im normalen Umlaufbetrieb werden also die einzelnen
Datenwörter zunächst verdoppelt und dann wieder
halbiert, so daß sie im Ergebnis unverändert bleiben.
Die bei Zustandsänderung des Verstärkers 419 am Ausgang 431 (Fig.2) synchron mit den echten Spitzen
der Meßspannung auftretenden Impulse werden nicht nur nach außen abgegeben, sondern über ein UND-Glied
45 (Fig. 1) auch der Umlaufsteuerung 25 zugeführt Bei Empfang eines solchen Impulses sperrt
die Umlaufsteuerung 25 die Zufuhr der im Schieberegister
29 enthaltenen Datenwörter ztum Addierereingang 271 und läßt dafür den Inhalt des Zwischenspeichers 24
zum Addiereingang 271 durch. Die Länge des der Umlaufsteuerung 25 vom UND-Glied 45 zugeführten
Steuerimpulses beträgt im vorliegenden Beispiel 2,5 ms,
so daß der Durchlaß der Datenwörter vom Zwischenspeicher 24 zum Addiereingang 271 genau einem
Speicherumlauf entspricht Für die einzelnen Datenwörter wird dabei folgende Operation durchgeführt:
D(n
Dabei ist S(n+1, k) der neue, angepaßte Vergleichswert S(n, k) der alte Vergleichswert und D(n, k) das
jeweilige entsprechende Datenwort des im Zwischenspeicher 24 enthaltenen Signalkurvenabschnittes, η ist
die Nummer des Speicherumlaufs, und Ar ist die einzelne Speicheradresse.
Das UND-Glied 45 dient dazu, die Anpassungsoperation zu sperren, falls dies aus irgendwelchen Gründen
erforderlich sein sollte.
Bei Beginn jeder Messung wäre das Umlaufregister 30 zunächst leer. Damit wären alle vom Multiplizierer 19
gebildeten Produkte 0, es könnte keine Korrelationskurve gebildet werden, und mangels Steuersignalen vom
Spitzenwertdetektor 40 wird auch kein Signalkurvenabschnitt in die Umlaufschleife 30 übertragen. Im Ergebnis
wäre also keine Messung möglich. Um diese Schwierigkeit zu vermeiden, ist eine Anlaufhilfe vorgesehen. In
einem Zusatzspeicher 31 ist in digitaler Form eine willkürliche Anfangsvergleichskurve gespeichert, die
von der Umlaufsteuerung 25 beim Einschalten der Meßeinrichtung in die Umlaufschleife 30 eingegeben
wird. Der entsprechende Steuerimpuls kommt über die gestrichelte Leitung durch ein ODER-Glied 43.
Theoretisch könnte die Anfangsvergleichskurvenform
jede beliebige Kurve sein außer 0 oder einer Konstanten. Zweckmäßig ist jedoch, wenn die Anf angsvergleichskurvenform
so gewählt wird, daß sie bereits eine gewisse Ähnlichkeit mit der gemessenen Signalkurvenform
hat, da dann nämlich die Anpassung der Vergleichskurvenform in der Umlaufschleife 30 rascher
vonstauen geht.
In F i g. 3 ist erläutert, welche Kurvenformen sich am besten für die Anfangsvergleichskurvenformen eignen.
Nimmt man an, daß das zu messende Eingangssignal die Form der Kurve a hat, so stellt sich heraus, daß die
Kurve b als Anfangsvergleichskurvenform nicht gut geeignet ist Wesentlich günstiger ist die Kurve c, in
welcher sich die herausragenden Teile etwa in die Mitte des Kurirenabschnittes befinden. Die Kurve ckann ohne
Beeeinträchtigung des Anlaufs der Meßeinrichtung wesentlich vereinfacht werden. Beispiele für mögliche
Anfangsvergleichskurven sind die Kurven d und e. Weniger geeignet wäre die Kurve /. Auch die Kurven g
und h sind ungeeignet, da ihre Signalenergie zu gering ist.
Auch während des Betriebes der Meßeinrichtung können Umstände eintreten, unter denen es erforderlich
ist, das Anfangsvergleichssignal neu einzuführen, z. B. wenn die Vergleichskurvenform sich stark abgeschwächt
hat oder durch Rauschen unbrauchbar geworden ist. Die Neueinführung der Anfangsvergleichskurvenform
erfolgt durch eine Impulsabgabe an das ODER-Glied 43.
Die Vergleichskurvenform in der Umlaufschleife 30 (Fig. 1) kann einer gewissen Phasendrift unterliegen.
Um diese auszugleichen kann ebenfalls die Anfangsvergleichskurvenform benutzt werden, indem man deren
Phasenlage mit der Phasenlage der in der Umlaufschleife 30 befindlichen Vergleichskurvenform vergleicht und
erforderlichenfalls eine Korrektur vornimmt Dies kann auch automatisch erfolgen.
Es ist nicht erforderlich, das Schieberegister 15 so lang zu machen, daß es eine volle Periode der
eingehenden Signalkurve aufnehmen kann. Insbesondere, wenn eine Phasenregelung der vorstehend beschriebenen
Art vorhanden ist, reicht es, mittels eines passenden Zeitfensters nur jeweils den charakteristischen
Teil der Eingangskurvenform zu speichern. Die im vorliegenden Beispiel vorhandene Datenlänge des
Schieberegisters 15 (640 ms) reicht daher aus, um der systolischen und diastolischen Anteil einer fötaler
Herzschlagkurve aufzunehmen, welcher eine Dauer vor 500 ms nicht übersteigt
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
709 53
Claims (7)
1. Verfahren zum Messen der Periodendauer bzw. Frequenz eines annähernd periodischen Signals mit
statistisch verteilten Anteilen durch KreuzkorreJation von gleichförmig gegeneinander versetzten
Abschnitten vorgegebener Dauer der Signalkurvenform mit einem vorgegebenen gespeicherten Abschnitt
einer Vergleichskurvenform und Messung ι ο des Spitzenwertabstandes der Kreuzkorrelationskurve,
dadurch gekennzeichnet, daß die Abschnitte der Signalkurvenform zwischengespeichert
und wiederholt abgerufen werden und aus ihnen jeweils ein Korrektursignal hergeleitet wird,
mittels welchem der Abschnitt der Vergleichskurvenform
in seinem Verlauf an den jeweiligen Abschnitt der Signalkurvenform angepaßt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpassung der Vergleichskurvenform
dadurch erfolgt, daß sie mit einem bestimmten Bruchteil ihrer Amplitude zu einem bestimmten
Bruchteil der Amplitude der zwischengespeicherten Signalkurvenform addiert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichskurvenform bei Beginn
der Messung einem Festwertspeicher als willkürlicher Kurvenabschnitt entnommen wird, der die
Signalkurvenform in groben Umrissen wiedergibt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Amplitude des zu messenden Signals über
einen Teil einer Periode sehr klein gegen die Amplitude eines anderen Teils der Periode ist,
dadurch gekennzeichnet, daß nur der andere Teil der Periode als Signalabschnitt für die Kreuzkorrelation
verwendet wird.
5. Vorrichtung zum Messen der Penodendauer bzw. Frequenz eines annähernd periodischen Signals
mit statistisch verteilten Anteilen durch Kreuzkorrelation von gleichförmig gegeneinander versetzten
Abschnitten vorgegebener Dauer der Signalkurvenform mit einem vorgegebenen in einem Speicher
enthaltenen Abschnitt einer Vergleichskurvenform, wobei ein Spitzenwertdetektor zum Messen des
Spitzenwertabstandes der Kreuzkorrelationskurve vorgesehen ist, gekennzeichnet durch einen Zwischenspeicher
(24), in dem die Abschnitte der Signalkurvenform einspeicherbar sind, und durch eine Steuereinrichtung (25,40) die die Abschnitte aus
dem Zwischenspeicher wiederholt abruft und in eine Recheneinrichtung (27) gibt, welche unter Verwendung
der Abschnitte der Signalkurvenform eine Anpassung des Abschnitts der Vergleichskurvenform
in seinem Verlauf an den jeweiligen Abschnitt der Signalkurvenform vornimmt
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Recheneinrichtung (27) eine
Addier- und Multipliziereinrichtung ist, die einen bestimmten Bruchteil der Amplitude der Vergleichskurvenform
zu einem bestimmten Bruchteil des Abschnittes der Signalkurvenform aus dem Zwischenspeicher
(24) addiert.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zusatzspeicher (31) für eine
willkürliche Vergleichskurvenform vorgesehen ist und daß die Steuereinrichtung (25, 40) bei Beginn
jeder Messung diese Vergleichskurvenform in den Speicher für die Vergleichskurvenform eingibt.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13381074A JPS5615901B2 (de) | 1974-11-20 | 1974-11-20 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2548799A1 DE2548799A1 (de) | 1976-05-26 |
DE2548799B2 true DE2548799B2 (de) | 1977-09-15 |
DE2548799C3 DE2548799C3 (de) | 1978-06-22 |
Family
ID=15113556
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2548799A Expired DE2548799C3 (de) | 1974-11-20 | 1975-10-31 | Verfahren und Vorrichtung zum Messen der Periodendauer bzw. Frequenz eines Signals |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5615901B2 (de) |
DE (1) | DE2548799C3 (de) |
FR (1) | FR2292237A1 (de) |
GB (1) | GB1496837A (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0065683A1 (de) * | 1981-05-22 | 1982-12-01 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren und Schaltung zum Messen der Frequenz einer elektrischen Wechselgrösse |
Families Citing this family (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4064488A (en) * | 1976-06-10 | 1977-12-20 | Motorola, Inc. | Sampled signal detector |
DE2818768C2 (de) * | 1978-04-28 | 1986-07-24 | Hewlett-Packard GmbH, 7030 Böblingen | Verfahren und Vorrichtung zum Messen der Frequenz bzw. der Periodendauer der Grundschwingung eines annähernd periodischen Eingangssignales |
US4938228A (en) * | 1989-02-15 | 1990-07-03 | Righter William H | Wrist worn heart rate monitor |
JP3980969B2 (ja) | 2002-08-30 | 2007-09-26 | パイオニア株式会社 | 心拍数計測システム、心拍数計測方法、心拍数計測プログラムおよびそのプログラムを記録した記録媒体 |
DE102006032962A1 (de) * | 2006-07-07 | 2008-01-10 | Rhode & Schwarz Gmbh & Co. Kg | Vorrichtung und Verfahren für hochauflösende Zeitmessungen |
JP4747341B2 (ja) * | 2006-09-26 | 2011-08-17 | 真美子 磯上 | 固体及び/又は植物検体の前処理の為のホモジナイザー |
CN111007475B (zh) * | 2019-12-11 | 2023-06-06 | 西安电子科技大学 | 一种lte外辐射源雷达频域模糊副峰抑制方法 |
CN111141926B (zh) * | 2019-12-27 | 2022-06-03 | 宁波三星智能电气有限公司 | 一种充电桩内的风机转速检测方法 |
CN112842312B (zh) * | 2021-02-01 | 2022-03-08 | 上海交通大学 | 心率传感器及其自适应心跳锁环系统和方法 |
CN113490313A (zh) * | 2021-02-09 | 2021-10-08 | 赛尔富电子有限公司 | 一种自动照明系统以及控制方法 |
CN115356906B (zh) * | 2022-07-13 | 2024-04-30 | 北京大学 | 一种线性光学采样的双阈值拟合方法及时间偏差估计方法 |
-
1974
- 1974-11-20 JP JP13381074A patent/JPS5615901B2/ja not_active Expired
-
1975
- 1975-10-31 DE DE2548799A patent/DE2548799C3/de not_active Expired
- 1975-11-18 FR FR7535154A patent/FR2292237A1/fr active Granted
- 1975-11-19 GB GB47695/75A patent/GB1496837A/en not_active Expired
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0065683A1 (de) * | 1981-05-22 | 1982-12-01 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren und Schaltung zum Messen der Frequenz einer elektrischen Wechselgrösse |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2548799C3 (de) | 1978-06-22 |
JPS5159491A (de) | 1976-05-24 |
JPS5615901B2 (de) | 1981-04-13 |
DE2548799A1 (de) | 1976-05-26 |
FR2292237A1 (fr) | 1976-06-18 |
GB1496837A (en) | 1978-01-05 |
FR2292237B3 (de) | 1977-12-16 |
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