SU1583863A1 - Apparatus for classifying random signals - Google Patents

Apparatus for classifying random signals Download PDF

Info

Publication number
SU1583863A1
SU1583863A1 SU884487851A SU4487851A SU1583863A1 SU 1583863 A1 SU1583863 A1 SU 1583863A1 SU 884487851 A SU884487851 A SU 884487851A SU 4487851 A SU4487851 A SU 4487851A SU 1583863 A1 SU1583863 A1 SU 1583863A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
output
block
input
counters
unit
Prior art date
Application number
SU884487851A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Андреевич Чалый
Василий Николаевич Вдовушкин
Николай Николаевич Андреев
Original Assignee
Предприятие П/Я А-3327
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Предприятие П/Я А-3327 filed Critical Предприятие П/Я А-3327
Priority to SU884487851A priority Critical patent/SU1583863A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1583863A1 publication Critical patent/SU1583863A1/en

Links

Landscapes

  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к области радиоизмерений и может быть использовано в радиотехнике, медицине и сейсмологии. Целью изобретени   вл етс  повышение достоверности классификации путем повышени  помехоустойчивости устройства. Введение в устройство интегратора, управл емого клиппированным напр жением, и компаратора с регулируемым порогом сравнени  позвол ет исключить вли ние на работу устройства шумов и помех, амплитуда которых меньше порога сравнени . Использование ПЗУ, у которого в  чейках пам ти записаны типы классифицирующих сигналов, исключает затраты времени на сравнение с эталонами и повышает быстродействие устройства. 2 з.п.ф-лы, 4 ил.The invention relates to the field of radio measurements and can be used in radio engineering, medicine and seismology. The aim of the invention is to increase the reliability of the classification by increasing the noise immunity of the device. An introduction to the device of an integrator controlled by a clipped voltage and a comparator with an adjustable comparison threshold eliminates the influence on the operation of the device of noise and interference, the amplitude of which is less than the comparison threshold. The use of a ROM, in which the types of classifying signals are recorded in the memory cells, eliminates the time spent on comparison with the standards and increases the speed of the device. 2 hp ff, 4 ill.

Description

Изобретение относитс  к радиоизме- и может быть использовано з1 радиотехнике, медицине и сейсмологии .The invention relates to radio, and can be used z1 radio engineering, medicine and seismology.

Цель изобретени  - повьппение достоверности классификации путем ПОВЫШЕНИЯ помехоустойчивости устройства.The purpose of the invention is to increase the reliability of classification by increasing the noise immunity of the device.

На фиг с 1 изображена структурна  оема предлагаемого устройства; на .2 - структурна  схема блока счет- 4i(iков, решающего блока, блока управлени  к индикатора; на фиг. 3 - вре- мЈнные графики, по сн ющие работу устройства; на фиг,4 - временные графики , по сн ющие работу блока счетчиков , решающего блока и блока управлени  .Fig with 1 shows the structural aspect of the proposed device; on .2 - block diagram of the 4i counting block (ikov, decisive block, control unit to the indicator; Fig. 3 - time charts explaining the operation of the device; Fig. 4 - time charts explaining the operation of the block counters, decision block and control block.

Устройство дл  классификации случайных сигналов содержит блок 1 цент- рИровани , усллитель 2, блок 3 диф- фе|ренц ровани , интегратор 4, блок 5 кл|иппировани , компаратор 6, задатчикA device for classifying random signals contains a center unit 1, a subscriber 2, a diffraction block 3, an integrator 4, a cell block 5, a comparator 6, a setpoint generator

7 порога, блок 8 счетчиков, решающий блок 9, блок 10 управлени , канал II обработки, индикатор 12, счетчик 13, посто нное запоминающее устройство (ПЗУ) 14, элемент 15 пам ти; дешифратор 16, таймер 17, схему 18 выделени  спада импульса, элемент 19 задержки , одновибратор 20 и триггер 21,7 thresholds, block 8 counters, decision block 9, control block 10, processing channel II, indicator 12, counter 13, read-only memory (ROM) 14, memory element 15; a decoder 16, a timer 17, a pulse decay scheme 18, a delay element 19, a one-shot 20 and a trigger 21,

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Случайный сигнал, поступающий на вход устройства, центрируетс  в блоке 1 центрировани  и усиливаетс  усилителем 2. С выхода усилител  2 напр жение поступает на входы блока 3.1 дифференцировани , интегратора 4.1 и блока 5,1 клиппировани . На фиг.За изображен случайный сигнал на выходе усилител  2, ограниченный по времени интервалом анализа 0-1, блок 5.1 клиппировани  превращает этот сигнал в пр моугольные двухпол рные импульслThe random signal arriving at the device input is centered in the centering unit 1 and amplified by amplifier 2. From the output of amplifier 2, the voltage goes to the inputs of differentiation unit 3.1, integrator 4.1 and clipping unit 5.1. Fig. 3a shows a random signal at the output of amplifier 2, limited in time to an analysis interval of 0-1; a clipping block 5.1 turns this signal into a rectangular two-pole pulse

0000

соwith

0000

0000

сы, которые изображены на Лиг.36„Они подаютс  на управл ющий вход интегратора 4,1, который при положительных импульсах накапливает входной сигнал, а при отрицательных обнул етс . Напр жение на выходе интегратора изображено на фиг.Зв. Там же изображен пороговый уровень, который подаетс  на второй вход компаратора 6.1 и устанавливаетс  посредством задатчика 7.1 порога. Напр жение с выхода интегратора и напр жение порога сравниваютс  компаратором 6.1.При превышении выходным напр жением ил- тегратора порогового напр жени  компаратор вырабатывает импульс, изображенный на фиг.Зг. В случа х, когда выходное напр жение интегратора меньше напр жени  порога, на выходе ком- паратора присутствует низкий уровень. Таким образом исключаютс  малоинЛор- .мативные выборы случайного сигнала и уменьшаетс  вли ние помех.These are shown in Lig.36. They are fed to the control input of the integrator 4.1, which at positive pulses accumulates the input signal, and at negative pulses it is zeroed. The voltage at the integrator output is depicted in FIG. It also shows the threshold level, which is fed to the second input of the comparator 6.1 and set by the threshold adjuster 7.1. The voltage from the output of the integrator and the voltage of the threshold are compared with a comparator 6.1. When the output voltage exceeds the threshold voltage of the integrator, the comparator generates a pulse shown in Fig. 3. In cases where the integrator output voltage is less than the threshold voltage, a low level is present at the output of the comparator. In this way, minimally in-active choices of the random signal are eliminated and the influence of interference is reduced.

С выхода компаратора импульсы по- даютс  на вход счетчика 13.1. блока 8. Усиленный усилителем 2 сигнал поступает также на вход диЛАеренцирую- щего блока 3.1, где экстремумы случайного сигнала превращаютс  в нули производной этого сигнала. После этого при помощи операций, аналогичных описанным дл  первого канала, импульсы с выхода каждого компаратора подаютс  на вход соответствующего счетчика блока слетчиков 8. По окончании фиксированного времени анализа накопленна  в блоке счетчиков инЛор- маци  о числе импульсов с выходов компараторов всех каналов считываетс  в решающий блок 9, в котором принимаетс  решение о принадлежности сигнала к одному из классов. Выбор необходимого числа каналов обработки зависит от требуемой достоверности кпассиЛи- кации и вида случайного сигнала.Дл  большинства практических применений достаточно двух-трех каналов обработки .From the comparator output, pulses are fed to the input of the counter 13.1. block 8. The signal amplified by amplifier 2 is also fed to the input of the DILAENATION block 3.1, where the extremes of the random signal turn into zeros of the derivative of this signal. After that, using operations similar to those described for the first channel, the pulses from the output of each comparator are fed to the input of the corresponding counter of the block of detectors 8. At the end of the fixed analysis time, the accumulated accumulators in the block of counters inform on the number of pulses from the outputs of the comparators of all channels into the decision block 9, in which a decision is made on whether the signal belongs to one of the classes. The choice of the required number of processing channels depends on the required accuracy of the passLICIATION and the type of random signal. For most practical applications, two or three processing channels are sufficient.

Выбор порога, с которым сравнива- етс  выходное напр жение интегратора проводитс  так, чтобы обеспечить минимальную веро тность ошибки классификации . Порог должен быть выбран выше среднего уровн  амплитуды направле- ни  на выходе интеграторов, создаваемого помехами. Дл  достижени  этого перед началом работы должна произво- дитьв  установка уровн  порога. Дл The selection of the threshold with which the output voltage of the integrator is compared is conducted so as to ensure the minimum probability of classification error. The threshold must be selected above the average amplitude level of the direction at the integrator output, created by interference. To achieve this, before starting work, the threshold level must be set. For

этого на вход устройства подаетс  сигнал, состо щий только из помех. Устанавливаетс  уровень поропа с некоторым (5-10 %) превышением уровн  срабатывани . Например, в сейсмологии порог нужно выставить в нормальной тектонической ситуации, при медицинских измерени х по сигналам нормально функционирующих тел или других органов человека, в радиотехнике при отключенной антенне (учитываетс  воздействие внутренних шумов приемника ) .This signal is input to the device, consisting only of interference. A porosity level is set with some (5-10%) exceeding the trigger level. For example, in seismology, the threshold must be set in a normal tectonic situation, with medical measurements on signals from normally functioning bodies or other human organs, in radio engineering with the antenna turned off (the effect of internal noise of the receiver is taken into account).

В блоке 8 счетчиков, решающем блоке 9 и блоке 10 управлени  в течение одного цикла работы происход т следующие процессы. Перед-началом очередного цикла работы (в интервале времени t, - t на Лиг.4) элементы и блоки устройства наход тс  в следующем состо нии: элемент 19 задержки отрабатывает задержки импульса, поступившего на его вход во врем  предыдущего цикла работы (момент to на фиг.4), и на его выходе - низкий уровень напр жени  (фиг,4а). Триггер 21 находитс  в нулевом состо нии, на его пр мом выходе низкий уровень напр жени  (Лиг.46), а на его инверсном выходе - высокий уровень (фиг.4в На выходе таймера 17 низкий уровень напр жени  (фиг.4г); счетчики 13.1 - 13.N - в нулевом состо нии (заштрихованна  область на фиг,4д), так как на входы Сброс указанных счетчиков поступает высокий уровень напр жени  с инверсного выхода триггера 21, на выходе схеме 17 выделени  спада импульса низкий уровень напр жени  (фиг.4ж), в элементе 15 пам ти хранитс  результат предыдущего цикла работы (фиг.4з), который отображаетс  индикатором 12.In block 8 of counters, decision block 9 and block 10 of control, the following processes occur during one cycle of operation. Before the beginning of the next cycle of operation (in the time interval t, - t in Lig.4), the elements and blocks of the device are in the following state: the delay element 19 processes the delays of the pulse that arrived at its input during the previous cycle of operation (moment to Fig. 4), and at its output a low voltage level (Fig. 4a). The trigger 21 is in the zero state, at its direct output there is a low voltage level (Lig.46), and at its inverse output it is a high level (Fig. 4c. At the output of the timer 17, the voltage level is low (Fig.4g); counters 13.1 - 13.N - in the zero state (shaded area in fig, 4e), since the inputs of the Reset of the indicated counters receive a high voltage level from the inverse output of the trigger 21, the output level of the pulse dropping circuit 17 is low (Fig. .4g), in memory element 15, the result of the previous work cycle (Fig. 4g) is stored, which is obrazhaets indicator 12.

По окончании времени задержки (интервал t0 - t, Лиг,4) на выходе элемента 18 задержки по вл етс  высокий уровень напр жени  (момент t, фиг,4а), который устанавливает триггер 21 в единичное состо ние. На пр мом выходе триггера 21 устанавливаетс  высокий уровень напр жени  (фиг,46), который запускает таймер 17, на инверсном выходе триггера 21 устанавливаетс  низкий уровень напр жени  (фиг. 4в), т.е. снимаетс  сигнал Сброс со счетчиков 13,1 - 13.N и они провод т счет импульсов с выходов каналов 11,1 - 13.N (моментAt the end of the delay time (interval t0 - t, Lig, 4), a high voltage level appears at the output of delay element 18 (moment t, fig 4a), which sets trigger 21 to one state. At the direct output of the trigger 21, a high voltage level is set (FIG. 46), which starts the timer 17, at the inverse output of the trigger 21 a low voltage level is established (FIG. 4c), i.e. Signal Reset from counters 13.1 - 13.N is removed and they conduct pulses from the outputs of channels 11.1 - 13.N (

t., Лиг.Ад). Таймер 17 генерирует импульсы высокого уровн  напр жени  (интервал времени , 4г), длиt., Lig.ad). Timer 17 generates high voltage pulses (time interval, 4g), length

тельность которого меньше времени анализа на величину переходных процессов включени  и выключени  счетчиков 13.1.- 13.N (т.е. t3 - tg - врем  анализа минус t-t длитель4which is shorter than the analysis time by the amount of transients of switching on and off of the counters 13.1.- 13.N

ность импульса на выходе таймера 16)impulse output at timer output 16)

После спада импульса с выхода таймера 17 (момент ts, Лиг.4г) схема 18 выделени  спада импульса генерирует импульс высокого уровн  напр жени  (, фиг.4ж), по Лронту кото- рого проводитс  запись выходного кода ПЗУ 14 (т.е. кода, записанного в его  чейке с адресом, равным выходному коду счетчиков 13.1 - 13.N в этот момент, в элемент 15 пам ти (момент tt на Лиг.4.з); триггер устанавливаетс - в нулевое состо ние (момент t,, фиг.46, в); этот импульс также поступает в элемент 19 задержки. Высоким уровнем напр жени  с инверсного выхода триггера 21 (Лиг.46) устанавливаютс  в нулевое состо ние счетчики 13.1 - 13.N (момент t, фиг-.4д). По окончании импульса высокого уровн  напр жение на выходе схемы выделени  спада импульса 18 (момент tj, Аиг.4ж) цикл работы заканчиваетс , и устройство переходит в исходное состо ние. Минимальна  длительность этого импульса определ етс  временем переходных процессов в устройстве.After the pulse decays from the output of timer 17 (instant ts, Lig.4d), the pulse decoupling circuit 18 generates a high voltage pulse (Fig. 4g), using which Lronth records the output code of the ROM 14 (i.e. stored in its cell with the address equal to the output code of the counters 13.1-13N at this moment, to the memory element 15 (the moment tt on Lig.4.z); the trigger is set to the zero state (the moment t, fig .46, c); this pulse also enters delay element 19. A high voltage level from the inverse output of trigger 21 (Lig.46) is set to left state counters 13.1 - 13.N (moment t, fig-4d). At the end of a high level pulse, the voltage at the output of the pulse decay circuit 18 (moment tj, Aig.4g) ends and the device goes to the initial state The minimum duration of this pulse is determined by the transient time in the device.

При включении питани  устройства первый цикл работы начинаетс  с Лро та выходного импульса высокого уровн  напр жени  с выхода одновибратора 20, входом соединенного с шиной источника питани , который устанавливает триггер 21 в единичное состо ние , ПЗУ 14 совместно со счетчиками 13.1 - 13.N работает следующим образом. Априорно определ ют максимальные числа импульсов на выходе каналов обработки дл  классиЛицируемых сигналов и по ним определ ют необходимую разр дность счетчиков.Обозначают требуемое число разр дов счетчиков 13.1 - 13.N соответственноWhen the device power is turned on, the first cycle of operation starts from Lrota of the high voltage output pulse from the output of the one-shot 20, the input of the power supply connected to the bus, which sets the trigger 21 to one state, the ROM 14 together with the counters 13.1 - 13.N works as follows in a way. A priori, the maximum number of pulses at the output of processing channels for the classified signals is determined, and the necessary counter width is determined from them. The required number of counters of the counters is 13.1 - 13.N, respectively

п, составл етn, is

п4,...Пд,. Адресный вход ПЗУ 14p4, ... front ,. Address entry ROM 14

-n разр дов. -n bits

Располагаетс  они следующим образом . Сигналы, относ щиес  к одному классу, имеют разброс параметров,опThey are arranged as follows. Signals belonging to the same class have a variation of parameters,

2525

с with

ЮYU

15 20 15 20

- -

838636838636

редел емый законом распределен)11, а частности его дисперсией. Поэтому при различных реализаци х сигналов одного класса количество импульсов на выходах счетчиков 13.1 - 13.N различно . Пусть дл  j-ro класса сигналов число вариантов кода на выходах счетчиков составл ет Ь: , Ь;determined by law is distributed) 11, and in particular by its dispersion. Therefore, with different implementations of signals of the same class, the number of pulses at the outputs of counters 13.1 - 13.N is different. Let, for the j-ro class of signals, the number of code variants at the outputs of the counters be b:, b;

30thirty

3535

4040

4545

u м j u m j

...,b-N . Число  чеек ПЧУ, выдел емых дл  этого j-ro класса сигналов,сосwN..., b-n. The number of FCU cells allocated for this j-ro class of signals, wwN

тавл ет z n( П b . Разр дностьpressure z n (n b. Bit size

J J

 чейки определ етс  числом классов, если обозначить его М, то разр дность  чейки - ближайшее большее целое от log2M.cells are determined by the number of classes, if we denote it by M, then the cell width is the nearest larger integer from log2M.

Предлагаемое устройство отличаетс  от известного более высокой достоверностью классиЛикации случайных сигналов, что достигаетс  путем повышени  помехозащищенности. Включение . интегратора, управл емого клиппиро- ванным напр жением и компаратора с регулируемым порогом сравнени , позвол ет исключить вли ние на работу устройства шумов и помех, амплитуда которых меньше порога сравнени . При этом число импульсов на выходе канала обработки соответствует числу не всех нулевых значений n-й производной этого случайного сигнала, а только тех, которые после интегрировани  превыс т пороговое значение, iThe proposed device differs from the known higher accuracy of classification of random signals, which is achieved by increasing the noise immunity. Turning on . an integrator controlled by clipping voltage and a comparator with an adjustable comparison threshold, eliminates the influence of noise and interference on the device, the amplitude of which is less than the comparison threshold. In this case, the number of pulses at the output of the processing channel corresponds to the number of not all zero values of the nth derivative of this random signal, but only those which, after integration, exceed the threshold value, i

Кроме того, использование ПЗУ, у которого в  чейках пам ти записаны типы классифицируемых сигналов, а адресами этих  чеек  вл ютс  коды числа импульсов, соответствующие этим типам, позвол ет не затрачивать времени на сравнение с эталонами, т.е. получать результат классификации быстрее , чем это происходит в известном устройстве.In addition, the use of a ROM, in which the types of classified signals are recorded in the memory cells, and the addresses of these cells are the codes for the number of pulses corresponding to these types, which allows not to spend time on comparison with the standards, i.e. get the result of the classification faster than it does in a known device.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula I. Устройство дл  классификации случайных сигналов, содержащее блок центрировани , усилитель N каналов обработки, каждый из которых содержит блок клиппировани , N-1 последовательно соединенных блоков дийгЬе- ренцировани , блок счетчиков с N входами и N выходами, решающий блок, блок управлени , индикатор, причем вход блока центрировани  соединен с входной шиной, выход - с входом усиI. A device for classifying random signals containing a centering unit, an N processing channel amplifier, each of which contains a clipping unit, N-1 serially connected digirization units, a counter unit with N inputs and N outputs, a decision unit, a control unit, an indicator the input of the centering unit is connected to the input bus, the output is connected to the input usi f1 ЧО ОС ОС 1Лf1 OS OS 1L
SU884487851A 1988-07-15 1988-07-15 Apparatus for classifying random signals SU1583863A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884487851A SU1583863A1 (en) 1988-07-15 1988-07-15 Apparatus for classifying random signals

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884487851A SU1583863A1 (en) 1988-07-15 1988-07-15 Apparatus for classifying random signals

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1583863A1 true SU1583863A1 (en) 1990-08-07

Family

ID=21401504

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU884487851A SU1583863A1 (en) 1988-07-15 1988-07-15 Apparatus for classifying random signals

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1583863A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР fr 785785, кл. G 01 R 23/16, 1976. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5084704A (en) Focal plane analog-to-digital converter
US3919657A (en) Wide dynamic range amplifier system with slew rate control
SU1583863A1 (en) Apparatus for classifying random signals
US4206323A (en) Dual tone multifrequency signal receiver
US4280218A (en) False alarm processor
SU1615751A1 (en) Integration device
SU773921A1 (en) Pulse duration normalizer
SU1018218A1 (en) Device for discriminating the first and the last pulse in pulse burst
SU1160602A1 (en) Counter of time intervals
SU919112A1 (en) Adaptive switching device
SU1543562A1 (en) Digital signal regenerator
SU509891A1 (en) Shift register
SU1415430A1 (en) Binary-signal digital filter
SU1167556A1 (en) Device for processing signals
SU1035810A1 (en) Device for checking communication channel quality
SU443327A1 (en) Device for measuring the average frequency of a burst
SU1365108A1 (en) Information reception device
SU1525933A1 (en) Incoherent receiver
RU1788592C (en) Device for search of pseudorandom sequence
RU2012226C1 (en) Device for selecting r-tooth of electrocardiosignal
SU517138A1 (en) Digital filter
SU1716599A2 (en) Converter of amplitude value of pulse voltage into constant voltage
SU1171720A1 (en) Device for measuring parameters of signal
SU1737403A1 (en) Radio time signal selector
SU1277280A1 (en) Responding element for measuring members of relay protection