SU1538177A1 - Устройство дл выделени признаков при распознавании образов - Google Patents

Abstract

Цель изобретени  - повышение надежности устройства. Сущность: устройство содержит генератор импульсов, амплитудный детектор, второй элемент И, элемент задержки, аналого-цифровой преобразователь, последовательно соединенные генератор сигналов возбуждени , индуктивный датчик, блок анализа сигналов, пороговый элемент, аналоговый коммутатор и усилитель. Блок анализа сигналов содержит интегратор, семь пиковых детекторов, квадратор, узел вычитани , триггер Шмитта, элемент НЕ, три сумматора и два элемента задержки.

Description

которого  вл етс  третьим входом блока и соединен с входами сброса пиковых детекторов, выход второго генератора пикообразного напр жени  подключен к информационному вуоду

седьмого пикового детектора, и выходы четвертого,, п того, шестого и седьмого пиковых детекторов, делител  напр жени  и третьего сумматора  вл ютс  выходами блока0

Изобретение относитс  к автомата- е к вычислительной технике и может быть использовано дл  выделени  признаков при распознавании образов

Цель изобретени  - повышение надежности устройства.

На фиг.1 приведена функциональна  схема предлагаемого устройства} на фиг.2 - функциональна  схема блока анализа сигналов; на фиг.З - временна  диаграмма огибающей интегрированного сигнала.

Устройство содержит генератор 1 сигналов возбуждени , индуктивный датчик 2, усилитель 3, амплитудный детектор А, пороговый элемент 5, блок 6 анализа сигналов, первый и второй триггеры 7 и 8, генератор 9 импульсов , первый и второй счетчики 10 и 11, первый и второй элементы 52 и 13, аналоговый коммутатор 14, лчало го-цифровой преобразователь (/ДГО 15, элемент 16 задержки, эламенч ИЛИ 17о На фиг. 1 показан также об ьект 18 контрол . Блок 6 анализа сигналов содержит интегратор 59, пиховю детекторы 20 - 26, триггеры 27   28, квадратор 29, узел 30 вычитани ,триггер Шмитта 31р элемент НЕ 32, первый и второй формирователи 33 к 34 импульсов , третий„ четвертый и п тый элементы И 35 - 37, элементы 38 и 39 задержки, сумматоры 40 - 42, делитель 43 напр жени , первый и второй генераторы 44 и 45 пилообразного напр жени  (ГПН).

Устройство работает следующим образом .

С поступлением сигнала Пуск первый триггер 7 устанавливаетс  в единичное состо ние и подает разрешающий сигнал со своего единичного выхода на управл ющие входы генератора 9 импульсов и генератора 1 сигналов возбуждени , сигнал с выхода которого поступает на вход перемагничива- ющей обмотки индуктивного датчика 2„ Датчик 2 взаимодействует своим полем

5

0

5

0

5

0

5

0

5

с объектом 18 контрол . Генератор 1 сигналов возбуждени  представл ет генератор намагничивающего тока заданной формы (например, пилообразной формы с одинаковым временем нарастани  и спада). Импульсы электродвижущей силы от скачков Баркгаузе-- на, наведенные в измерительной обмотке датчика 2, усиливаютс  усилителем 3. Сигнал с выхода усилител  3 детектируетс  амплитудным детектором 4, работающим в линейном режиме, выполненным по двухлолуперкодной схеме . Выпр мленный сигнал с выхода детектора 4 поступает на вход порогового элемента 5 и первый вход блока 6 анализа сигналов (вход интегратора 19). Если величина сигнала, поступающего на вход порогового элемента 5, больше величины заранее заданного i;.-j,«р жени  о , то на первьй вход элемента И 37 блока 6 поступает разре- ш .гощии сигнал, пропуска  импульсы генератора 9 с второго входа элемента И 37 на входы элементов 38 и 39 задержки

С выхода элемента 39 задержки импульсы генератора 9 поступают на управл ющий вход триггера 27„ Последний с приходом импульсов генератора 9 мен ет свое состо ние на противоположное Врем  задержки элемента 39 задержки превышает интервал времени от момента включени  генератора i до прохождени  сигнала на вход пикового детектора 21„ Одновременно по положительному фронту сигнала на выходе порогового элемента 5 формирователь 34 импульсов формирует импульс, поступающий на второй вход триггера 28 и устанавливающий на его выходе высокий уровень, который с выхода триггера 28 запускает первый ГОН 44„ Первоначально на втором выходе триггера 27 имеетс  высокий уровень, а сигнал на выходах пиковых детекторов 20 - 26 равен нулю Величина входного напр жени  запоминаетс  в пиковых

детекторах 21 - 24 по положительному перепаду напр жени  на их управл ющих входах.

С выхода интегратора 19 сигнал (фиг.8) поступает на информационные входы пиковых детекторов 20 и 21. В пиковом детекторе 20 запоминаетс  максимальное значение амплитуды сигнала на выходе интегратора 19, равное Um- 6 , а в пиковом детекторе 21 амплитуда сигнала интегратора 19 запоминаетс  через фиксированные отрезки времени ut. Выходной сигнал пикового детектора 21 поступает на вход квадратора 29 и запоминаетс  в пиковом детекторе 22 через интервал времени, равный 1/2 относительно положительного фронта сигнала на управл ющем входе пикового детектора 21. Квадратор 29 представл ет перемножитель сигналов. При этом входной сигнал умножаетс  на себ . На выходе узла 30 вычитани  значение сигнала равно разности значений сигналов пиковых детекторов 21 и 22.

С выхода узла 30 вычитани  сигнал , равный разности входных сигналов , поступает на вход триггера Шмит та 31. На выходе последнего высокий уровень напр жени  формируетс  при положительном значении входного сигнала , т.е„ когда текущее значение си кала интегратора 19 больше предыдущего значени  сигнала, которое хранитс  соответственно в пиковых детекторах 21 и 22о С выхода триггера Шмитта 31 в интервал времени Tm-Ts разрешающий сигнал поступает на входы элемента НЕ 32, формировател  33 импульсов и первый вход элемента И 35, на второй вход которого пос,тупа- ют импульсы генератора 9 через элемент И 27 и элемент 28 задержки. Таким образом, импульсы генератора 9 проход т на управл ющий вход пикового детектора 23, на информационный вход которого поступает сигнал с выхода сумматора 40. На выходе сумматора 40 значение сигнала равно сумме значений сигналов с выхода квадратора 29 пикового детектора 23. При поступлении первого импульса на управл ющий вход пикового детектора 23 значение сигнала с выхода квадратора 29 запоминаетс  в нем, так как первоначально содержимое пикового детектора равно нулю. В дальнейшем с каждым импульсом на управл ющем входе содер

жимое пикового детектора 23 увеличиваетс  на величину сигнала на выходе квадратора 29. Таким образом, на выходе пикового детектора 23 за врем  разрешающего сигнала на первом входе третьего 35 элемента чение признака S, равно

И ТтLs

знаЪт-

0

о

D

j 5

U ,

где ft R , Л m 15

5

номера отсчетов, соответствующих временам Т5,

U(j) - амплитуда j-ro отсчета сигнала интегратора 19

На выходе элемента НЕ 32 находитс  низкий уровень напр жени , кото- 20 рый запрещает прохождение импульсов генератора 9 через элемент И 37,элемент 38 задержки и элемент И 36 на управл ющий вход пикового детектора . 24„ Врем  задержки элемента 38 за- 25 держки равно Д t/2- плюс врем  задержки элемента 39 задержки и врем  прохождени  сигнала через пиковый детектор 21, квадратор 29 и один из сумматоров 40 или 41. На выходе фор- 30 мировател  38 импульсов импульс формируетс  по отрицательному фронту сигнала на выходе триггера Шмитта 31 в момент Т . С выхода формировател  33 импульсов импульс поступает на первый вход триггера 28, устанавлива  на его выходе низкий уровень напр жени , который останавливает первый ГПН 44. Длительность импульса, формируемого на выходе ГПН 44, рав5

0

на

Т - im

Т5, а величина напр жени ,

которое запоминаетс  в пиковом детекторе 25, пропорциональна интервалу времени Tm- Ts. При отрицательном напр жении на выходе узла 30 выг читани  на выходе триггера Шмитта 31 находитс  низкий уровень напр жени , который поступает на первый вход элемента И 35 и запрещает прохождение импульсов генератора 9 на управл юQ щий вход пикового детектора 23. На выходе элемента НЕ 32 находитс  высокий уровень напр жени , который разрешает прохождение импульсов генератора 9 через элемент И 37, элемент 38 задержки и элемент И 36 на управл ющий вход пикового детектора 24 о При поступлении первого импульса на управл ющий вход пикового детектора 24 значение сигнала с выхода

5

71538177

квадратора 29 запоминаетс  в пиковом Детекторе, так как первоначально содержимое пикового детектора 24 равно нулю. С каждым последующим импульсом на управл ющем входе пикового детектора 24 его содержимое увели- иваетс  на величину сигнала на выоде квадратора 29. Таким образом. На выходе пикового детектора 24 за прем  разрешающего сигнала на перлом входе элемента И 36 ТР - Тт значение признака S& равно

г

Лр-1

4- Ј - ,

Ij ftm

где ftF - номер отсчета, соответстIвующий времени TF.

1 С выходов пиковых детекторов 23 и 24 значени  признаков S 1 и Su поступают на входы сумматора 42 и делитель 43 напр жени , на выходах которых значени  признаков соответст- енно равны S + Se и S4/S2 В момент Тр на выходе порогового элемен- ta 5 и соответственно управл ющем ходе второго ГПН 45 низкий уровень, который останавливает ГПН 45. На выводе ГОН 45 формируетс  импульс длиельностью

Тр- Ts

а величина напр та пересчета на выходе счетчика 10 формируетс  высокий уровень, который поступает на первый вход триггера 8, устанавлива  на его выходе высокий уровень, который поступает на второй вход элемента И 12 и разрешает прохождение импульсов генератора 9 на управл ющий вход счетчика 11. По отрицательному фронту управл ющего сиг нала содержимое счетчика 11 измен етс  на единицу. При каждом увеличении содержимого счетчика 11 состо ние управл ющих входов аналогового коммутатора 14 измен етс  и на информационный вход АЦП 15 коммутирует с  следующий признак. Импульсы с выхода элемента И 12 служат в качестве синхронизирующих дл  работы АЦП 15, по положительному -руоьту которых ана логовый сигнал преобразуетс  в лыковый код и поступает г выходы устрой ства. После комму } дик исследующего признака на вход АЦП 15 на выходе элемента И 13 находитс  высокий уровень , который через элемент 16 задержки элемент ИЛИ 17 поступает на входы сбросов триггеров 7 и 8, счетчиков 10, 11 и входы сбросов пикени  на выходе пикового детектооа 2Ь 30 ксвых детекторов 20 - 26 и триггера

Пропорциональна интервалу времени - Ts. Таким образом9 на выходах 1 иковых детекторов 20 -- 26, дегите- ;  43 и сумматора 42 формируютс 

признаки Um

fg S ( /0,3 5

-о, S,, S,, 1m T55 Гг которые поступают на информационные входы аналогового коммутатора 14.

Одновременно импульсы генератора

9поступают на первый вход эпемен- Та И 12 и управл ющий вход счетчика )0„ Коэффициент пересчета счетчика

10выбираетс  больше значени  7 (-. При достижении заданного коэффициен

0

5

0

5

8

та пересчета на выходе счетчика 10 формируетс  высокий уровень, который поступает на первый вход триггера 8, устанавлива  на его выходе высокий уровень, который поступает на второй вход элемента И 12 и разрешает прохождение импульсов генератора 9 на управл ющий вход счетчика 11. По отрицательному фронту управл ющего сигнала содержимое счетчика 11 измен етс  на единицу. При каждом увеличении содержимого счетчика 11 состо ние управл ющих входов аналогового коммутатора 14 измен етс  и на информационный вход АЦП 15 коммутируетс  следующий признак. Импульсы с выхода элемента И 12 служат в качестве синхронизирующих дл  работы АЦП 15, по положительному -руоьту которых аналоговый сигнал преобразуетс  в лыковый код и поступает г выходы устройства . После комму } дик исследующего признака на вход АЦП 15 на выходе элемента И 13 находитс  высокий уровень , который через элемент 16 задержки элемент ИЛИ 17 поступает на входы сбросов триггеров 7 и 8, счетчиков 10, 11 и входы сбросов пи27 . Дп  оперативной остановки устрой- ва предусмотрен сигнал Сброс, поступающий через элемент ИЛИ 17 на входы сбросов триггеров 7, 8 и 27 пкковых детекторов 20 - 26.

Предложенное устройство позвол ет повысить помехозащищенность и надежность выделени  признаков за счет определени  интервала анализа сигнала в пороговом элементе, интегрировани  и формировани  признаков, хаг рактеризующих сигнал, в заданном интервале и селекции импульсов помех по длительности и амплитуде.

Физ.1

О Г

Фие.З

Claims (1)

1. Одновременно импульсы генератора

   9 поступают на первый вход элемента И 1 2 и управляющий вход счетчика J0. Коэффициент пересчета счетчика

   10 выбирается больше значения Q\ _F . При достижении заданного коэффициента пересчета на выходе счетчика I0 формируется высокий уровень, который поступает на первый вход триггера 8,

   5 устанавливая на его выходе высокий уровень, который поступает на второй вход элемента И 12 и разрешает прохождение импульсов генератора 9 на управляющий вход счетчика 11. По· отЮ рицательному фронту управляющего сигнала содержимое счетчика 11 изменяется на единицу. При каждом увеличении содержимого счетчика 11 состояние управляющих входов аналогового ’ 15 коммутатора 14 изменяется и на информационный вход АЦП 15 коммутируется следующий признак. Импульсы с выхода элемента И 12 служат в качестве синхронизирующих для работы АЦП 15, 20 по положительному фронту которых аналоговый сигнал преобразуется в пиковый код и поступает на выходы устройства. После коммутации последующего признака на вход АЦП 15 на выходе 25 элемента И 13 находится высокий уровень, который через элемент 16 задержки, и элемент ИЛИ 17 поступает на входы сбросов триггеров 7 и 8, счетчиков 10, 11 и входы сбросов пи30 ковых детекторов 20 - 26 и триггера

   27. Дпя оперативной остановки устройства предусмотрен сигнал Сброс, поступающий через элемент ИЛИ 17 на входы сбросов триггеров 7, 8 и 27 пк35 ковых детекторов 20 - 26.

   Предложенное устройство позволяет повысить помехозащищенность и надежность выделения признаков за счет определения интервала анализа сигна40 ла в пороговом элементе, интегрирования и формирования признаков, хате рактеризующих сигнал, в заданном интервале и селекции импульсов помех по длительности и амплитуде.