NO832204L - Fremgangsmaate og anordning til aa bestemme et analysesignals overensstemmelse med minst ett referansesignal - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte og en anordning til å bestemme et analysesignals overensstemmelse med minst ett referansesignal.

Formålet med denne oppfinnelse er å anvise en fremgangsmåte og å frembringe en anordning for overvåkning, hvor et karakteristisk signal fra det apparat, den prosess eller lignende som skal overvåkes, utnyttes for analyse.

Dette formål blir oppnådd med en fremgangsmåte ifølge krav 1 og en anordning ifølge krav 4.

Oppfinnelsen er sÆrlig egnet til å anvendes for overvåkning av apparater og prosesser som'oppviser spesifikke lydbilder, slik at audiosignaler kan utnyttes for analyse.

Med oppfinnelsen er det således mulig å bestemme om et visst signal overensstemmer med ett eller flere gitte signaler, og i sistnevnte tilfelle i så fall med hvilket av disse.

Analysen skjer på den måte at omhylningskurven (evolventen) av signalene blir dannet og at det blir frembragt pulstog svarende til omhylningskurvene, samt at et forutbestemt antall påfølgende overensstemmelser i pulstogene kreves for at signalene skal anses å overensstemme. Dette er en sikkerhets-foranstaltning for at signalene ikke skal registreres som overensstemmende ved tilfeldig sammenfallende pulser i tilsvarende pulstog.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan utnyttes for sammenligning av et signal med et vilkårlig antall gitte signaler, mens anordningen ifølge oppfinnelsen bygges med et tilsvarende antall parallelle grener for analyse av signalene og sammenligning av analysesignalet med hvert enkelt av de gitte signaler.

En foretrukket oq eksempelvis valgt utførelsesform av anordningen ifølge oppfinnelsen skal i det følgende beskrives i tilknytning til tegningene, hvor fig. 1 viser et blokkskjema over den prinsipielle oppbygging av anordningen ifølge oppfinnelsen- i en utførelse for to referansesignaler, og fig. 2 viser et eksempel på anvendelse av anordningen ifølge oppfinnelsen for automatisk debitering ved utnyttelse av videotjeneste.

For å danne omhylningskurven av det signal som skal undersøkes, blir dette innmatet på en likeretter 2, og det likerettede utgangssignal filtreres i et båndpassfilter 4,

hvis passbånd ligger mellom 0,5 og 10 Hz, se fig. 1. Det har

vist seg fordelaktig for den etterfølgende signalanalyse, å arbeide innenfor dette lavfrekvente område, bl.a. med sikte

på å eliminere støy. I filteret 4 bortskjæres også signalets likespenningsnivå.

Likeretteren 2 består av to operasjonsforsterkere, dioder og motstander, mens filteret 4 er et aktivt filter med operasjonsforsterkere.

Den signalomhylningskurve som fremkommer på filterets utgang, mates inn på den ene inngang på en komparator 6. På komparatorens 6 annen inngang innmates et terskelsignal URg^^for å forhindre uønskede tilstandsendringer i komparatoren på grunn av støy. Fra kompara.toren avgis en utgangspuls når inn-gangssignalet overstiger det innmatede terskelsignal og lengden av pulsen bestemmes av varigheten av denne tilstand.

Komparatoren 6 utgjøres av en operasjonsforsterker.

For hvert enkelt av referansesignalene A og B på fig. 1 er det anordnet en lignende krets 8 henholdsvis 10 bestående av likeretter, båndpassfilter og komparator.

Terskelsignalet uRef2til komparatorene i referansesignalkretsene 8, 10 er litt høyere enn terskelsignalet URe£-| • Derved blir utgangspulsene fra komparatorene i referansesignalkretsene 8 og 10 noe smalere enn utgangspulsene fra komparatoren 6, og referansesignalpulsene vil bli liggende innenfor pulsene fra komparatoren 6.

Utgangspulstoget fra komparatoren 6 innmates på datainngangen på to D-vipper 12, 14. Utgangspulstogene fra referansesignalkretsene 8 og 10 innmates som klokkesignaler på

de respektive vipper 12 og 14. Vippene 12, 14 går til EN-tilstand (avgir en utgangspuls) ved samstemmige inngangssig-.naler. Vippene har således OG-portfunksjon. Vippene omstilles på flankene fra pulsene fra komparatorene og ved at URE^2 er større enn URg^^, ligger utgangspulsene fra referansesignalkretsene i tid innenfor pulsene fra komparatoren 6, dvs. sig-nalet fra komparatoren 6 ligger på vippene 12,14 når disse påtrykkes utgangspulsene fra referansesignalkretsene 8, 10, hvilke pulser således har karakter av portstyringspulser.

Utgangspulsene fra vippene 12 og 14 som altså gir opp-lysning om overensstemmelsen mellom pulstogene som represen-terer det signal som skal undersøkes samt referansesignalene, innmates på datainngangen på hvert sitt skiftregister 16, 18. Registrene 16, 18 avsøkes med jevne mellomrom ved påtrykning av en avsøkningspuls og ved et forutbestemt antall påfølgende positive beskjeder vedrørende de sammenlignende pulstogs overensstemmelse, trigger registrene 16, 18 en etterfølgende teller (ikke vist på fig. 1).

På fig. 2 vises anordningen ifølge fig. 1 anvendt ved automatisk debitering av utnyttet video-tjeneste på et hotell e.l., der man til rommenes fjernsynsmottagere enten kan inn-koble de vanlige fjernsynsprogrammer eller ett eller flere tilgjengelige video-programmer. Herunder skal utnyttelse av video-programmene betales, men ikke de vanlige TV-programmer. Med foreliggende oppfinnelse blir dette muliggjort på enkel måte uten noe ekstra utstyr på fjernsynsmottageren.

Det prinsipp som ligger til grunn for oppfinnelsen, er at tale og musikk består av mer eller mindre distinkte lydpartier eller -pakker, f.eks. betonede stavelser, enkeltord, betonede taktdeler i musikken etc., hvor omhylningskurven av disse lydpartier sammenlignes med referanselydpartienes omhylningskurve.

Samme enheter på fig. 1 og 2 er forsynt med samme hen-visningsbetegnelser.

En fjernsynsmottager 20 er forbundet for det første med en antenne 22 for å motta vanlige fjernsynsprogrammer, og for det annet med to videobåndspillere 24, 26 for å motta programmer fra disse.

Fra fjernsynsmottageren 20 blir det tatt ut et audiosignal som innmates til en reguleringsforsterker 28.

Audiosignalet blir hensiktsmessig tatt ut foran fjern-synsmottagerens volumkontroll, via en bufferforsterker for å

det

skille ut mottagerens høyspenning frayuttatte signal.

Ved hjelp av reguleringsforsterkeren 28 blir signal-nivået tilpasset slik at man får et passende nivå på inngangen på komparatoren 6. Med sikte på dette er det anordnet en tilbakekoblingssløyfe fra komparatorinngangen til forsterkeren 28.

Efter forsterkeren 28 følger den i tilknytning til fig.

1 beskrevne krets bestående av likeretteren 2, båndpassfilteret

4 og komparatoren 6.

Signalenes utseende efter reguleringsforsterkeren 28, efter likerettingen og efter filtreringen, samt utgangspulstoget fra komparatoren 6, er illustrert på fig. 1.

Fra videobåndspillerne 24, 26 blir det likeledes tatt

ut et audiosignal. Dette blir oppnådd ved at mellomfrekvens-signalet transponeres ned til audioområdet.

Audipsignalene fra videobåndspillerne 24, 26 behanles på samme måte som audiosignalet fra fjernsynsmottageren 20 i like-artede kretser 30, 32, 34, 36.

Som nevnt i forbindelse med fig. 1 er det terskelsignal URef2SOmPåtrykkes komparatoren 36, høyere enn det terskelsignal URe£.j som påtrykkes komparatoren 6.

Som videre nevnt i forbindelse med fig. 1, innmates ut-gangssignalet fra komparatoren 6 til vippene 12 og 14, og utgangssignalene fra komparatorene 36 mates inn som klokkesig-nal på hver av vippene 12 og 14.

Videobåndspillerne 24, 26 kan selvsagt innkobles til flere forskjellige fjernsynsapparater og med tanke på dette er det ved 38 og 40 skjematisk antydet utganger for å føre utgangssignalene fra komparatorene 36 til andre vipper, som også forsynes.med de behandlede audiosignaler fra andre fjernsynsmottagere.

Efter vippene 12 og 14 følger register og teller, slik som angitt i tilknytning til fig. 1.

For å sikre at ikke tilfeldig sammenfallende lydpartier eller -pakker avstedkommer feilaktig registrering av overensstemmelse, kreves det ved anordningen ifølge oppfinnelsen et antall påfølgende positive beskjeder for at overensstemmelse mellom analyse- og referansesignal skal anses å foreligge.

Som nevnt ovenfor avsøkes registrene med jevne mellomrom. For et automatisk system for debitering av den ovenfor angitte type, kan avsøkningsintervallet for skiftregistrene være av størrelsesorden ett minutt, og antall påfølgende positive beskjeder for å trigge den efterfølgende teller kan være 6 til 7. Derved vil skiftregistrene komme til å virke som en enhet for dannelse av en tidsforsinkelse på 6 til 7 minutter før telleren trigges.

Skiftregistrene 16, 18 er videre anordnet slik at efter to påfølgende negative beskjeder vedrørende overensstemmelse mellom de pulstog som sammenlignes, nullstilles hele registeret. Telleren kan være et telleverk av den type som anvendes ved vanlig såmtaletelling og den trigges med jevne mellomrom, f.eks. i området 0,1 - 100 sekunder.

I det ovenfor beskrevne eksempel er det vist en utførel-se hvor to forskjellige videobåndspillere (to referansesignaler) med forskjellige programmer kan innkobles til en fjernsynsmottager, som også kan motta de vanlige utsendte fjernsynsprogrammer. Selvsagt kan anordningen utbygges for i prinsip-pet hvilket som helst antall videobåndspillere (referansesignaler) og for et vilkårlig antall fjernsynsmottagere.

Oppfinnelsen kan også anvendes innenfor andre områder

enn de som er angitt ovenfor. Oppfinnelsen kan anvendes ved tillempninger der man ønsker å fastslå overensstemmelser mellom forskjellige signaler, f.eks. for måling av varigheten av et signal eller med sikte på overvåkning. Som antydet innled-ningsvis kan oppfinnelsen utnyttes til overvåkning av prosesser, og maskiner. Man kan f .eks. overvåke et maskinlager ved å ha det karakteristiske lydsignal lagret for sammenligning med det aktuelle lydsignal som måles under drift av maskinen.

I denne anvendelse er overensstemmelse mellom signalene den normale tilstand, mens ulikhet i signalene angir en unormal funksjon. Den i tilknytning til fig. 1 og 2 beskrevne anordning må derfor i denne anvendelse modifiseres slik at f.eks.

en alarm blir utløst ved ulike signaler. Dette er en helt nærliggende forholdsregel for fagmannen.

Claims (10)

1. Fremgangsmåte til å bestemme et analysesignals overensstemmelse med minst ett referansesignal, karakterisert ved at omhylningskurvene dannes av analysesignalet og referansesignalet, hvorefter det frembringes et pulstog for hver enkelt av omhylningskurvene, bestående av pulser som varer under den tid det foreligger en forutbestemt polaritet av omhylningskurvene i forhold til et terskelsignal, hvorefter pulstogene med jevne mellomrom sammenlignes med hverandre, idet samtidig opptreden av pulser i de to tog ved et forutbestemt antall påfølgende sammenligninger, utgjør kriteriet for at analysesignalet og referansesignalet stemmer overens.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at omhylningskurvene dannes ved likeretting og båndpass-filtrering.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at' signalene er audiosignaler.

4. Anordning til å bestemme et analysesignals overensstemmelse med minst ett referansesignal, karakterisert ved at organer (2,4, 32,34) er innrettet til å danne omhylningskurvene av signalene, samt at utgangene fra disse organer er koblet til den ene inngang på en komparator (6, 36) for hvert signal, mens et terskelsignal (URe£ ) innmates på komparatorens annen inngang for frembringelse av et utgangs-pulstog bestående av pulser frembragt ved en forutbestemt polaritet av omhylningskurvene i forhold til terskelsignalene, samt andre organer (12, 14, 16, 18) innrettet til å sammen-ligne pulstogene og registrere samtidig forekomst av pulser i de to pulstog ved et forutbestemt antall påfølgende sammenligninger, som kriterium på overensstemmelse mellom analyse-og referansesignalene.

5. Anordning ifølge krav 4, karakterisert ved at organene for dannelse av omhylningskurver for hvert av signalene omfatter en likeretter (2, 32) efterfulgt av et båndpassfilter (14, 34).

6. Anordning ifølge krav 4 eller 5, karakterisert ved at terskelsignalet (UR f2^ for referanse-signalets komparator er høyere enn terskelsignalet (URef -j ) for analysesignalets komparator (16), hvilke komparatorer angir utgangspulser når omhylningskurvene overstiger terskelsignalene.

7. Anordning ifølge et av kravene 4 til 6, karakterisert ved at de nevnte sammenlignings-og registreringsorganer omfatter en vippe (12, 14) på hvis innganger det innmates pulstog svarende til analysesignalet og referansesignalet, hvilken vippe er innrettet til å avgi et utgangssignal til et register (16, 18) ved samtidig opptreden av pulser i de innmatede pulstog, hvilket register er innrettet til å trigge en teller for registrering av analyse-og referansesignalene som overensstemmende efter at registeret har mottatt det nevnte utgangssignal fra vippen ved et forutbestemt antall påfølgende tidspunkter.

8. Anordning•ifølge et av kravene 5 til 7, hvor signalene er audiosignaler, karakterisert ved at bånd-passf ilterets (4, 34) passbånd ligger mellom 0,5 og 10 Hz.

9. Anordning ifølge et av kravene 4 til 10,hvor analysesignalet er innrettet til å sammenlignes med flere referansesignaler, karakterisert ved at det er anordnet en parallell gren (8, 10) omfattende organer for dannelse av omhylningskurve, komparator og sammenlignings- og registre-ringsorgan, for hvert referansesignal.

10. Anvendelse av anordningen ifølge et av de foregående krav, for registrering av tiden for innkobling av videobåndspillere, hvor analysesignalet er et audiosignal fra en fjernsynsmottager (20) og referansesignalene er audiosignaler fra videobåndspillere (24, 26) som kan kobles til fjernsynsmottageren .