Способ селекции признаков при распознавании аналоговых сигналов на полупроводниковой пластине

 

1. СПОСОБ СЕЛЕКЦИИ ПРИЗНАКОВ ПРИ РАСПОЗНАВАНИИ АНАЛОГОВЫХ СИГНАЛОВ НА ПОЛУПРОВОДНИКОВОЙ ПЛАСТИНЕ, основанный на возбуждении в полупроводниковой пластине магнитного поля, напряженность которого пропорциональна амплитуде первого аналогового сигнала , и возбуждении вторым аналоговым сигналом электрического поля, силовые линии которого ортогональны силовым линиям указанного магнитного поля, при этом силовые линии одного из полей ориентируют параллельно плоскости полупроводниковой пластины, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона значений селектируемых признаков, в полупроводниковой пластине возбуждают дополнительные электрические поля постоянным опорным сигналом и импульсным сигналом, амплитуда которого превышает суммарную амплитуду второго аналогового и опорного сигналов, формируют в полупроводниковой пластине локальную перемещающуюся зону повышенной плотности электрического тока , фиксируют сигнал длительности . траектории перемещения указанной зоны по окончании длительности имг пульсного сигнала и по зафик ированному сигналу судя о селектируемом признаке. 2,Способ по п. 1, о т л и ч а- s ю щ и и с я тем, что электрические и магнитные поля формируют в виде центрально-симметричных в плоскости полупроводниковой пластины полей с общим центром симметрии. 3.Способ по пп. 1 и 2, о т л и- 2 чающийся тем, что сигнал длительности траектории перемещения указанной локальной зоны повышенной плотности электрического токафиксируют по максимуму рекомбинационного излучения с поверхности полупро | водниковой пластины.

(192 (И2

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(522 G 06 К 9/00

f списочник изоБРЕтеНиЯ, ч

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21 ) 3466799/18-24 (22)07.07.82 (46)07.02.84. Бюл. Р 5 (72 )E.M. Беломестнов (71)Ордена Ленина институт проблем управления (53.)621.391.19(088.8) (5641.Дискретный коррелограф. Инфор-. мационное сообщение Института электроники, автоматики и телемеханики

АН БССР. 1960.

2. Кобус A. Тушинский Я. Датчики Холла и магниторезисторы. М., "Энергия", 1971 (прототип). (54)(57) 1. СПОСОБ СЕЛЕКЦИИ ПРИЗНАКОВ

ПРИ РАСПОЗНАВАНИИ АНАЛОГОВЫХ СИГНАЛОВ HA ПОЛУПРОВОДНИКОВОЙ ПЛАСТИНЕ, основанный на возбуждении в полупроводниковой пластине магнитного поля, напряженность которого пропорциональна амплитуде первого аналогового сигнала, и возбуждении вторым аналоговым сигналом электрического поля, силовые линии которого ортогональны силовым линиям указанного магнитного поля, при этом силовые линии одного из полей ориентируют параллельно плоскости полупроводниковой пластины, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона значений селектируемых признаков, в полупроводниковой пластине возбуждают дополнительные электрические поля постоянным опорным сигналом и импульсным сигналом, амплитуда которого превышает суммарную амплитуду второго аналогового и опорного сигналов, форми-. руют в полупроводниковой пластине локальную перемещающуюся зону повышенной плотности электрического тока, фиксируют сигнал длительности траектории перемещения указанной эоны по окончании длительности им-, пульсного сигнала и по зафиксированному сигналу судят о селектируемом признаке.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а- е ю шийся тем, что электрические и магнитные поля формируют в виде центрально-симметричных в плоскости полупроводниковой пластины полей ( с общим центром симметрии.

3. Способ по пп. 1 и 2, о т л и- ф ч а ю щ.и и с я тем, что сигнал длительности траектории перемещения укаэанной локальной зоны повышенной плотности электрического токафик сируют по максимуму рекомбинационного излучения с поверхности полупро. водниковой пластины.

1072071

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в автоматических системах для селекции признаков при распознавании временных сигналов одномерных и двумерных изображений, при обработке и анализе аналоговых сигналов.

Известен способ определения признаков для распознавания сигналов, согласно которому первый и второй аналоговые сигналы подвергают аналого-цифровому преобразованию, после которого их перемножают в дискретном виде, а результаты перемножения суммируют (Q .

Недостатком известного способа является сложность, вызванная необходимостью выполнения аналого-цифрового преобразования, что при формировании признаков, аналогов изображе- 20 ний, получаемых с развертывающих фотоприемников (телекамер1, приводит к необходимости либо ограничивать сложность обрабатываемых сигналов, либо создавать сложные многоканаль- 25 ные системы электронного интерфейса.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ селекции признаков при распознавании аналоговых сигналов на полупроводниковой пластине, основанный на возбуждении в полупроводниковой пластине магнитного поля, напряженность которого пропорциональна амплитуде первого аналогового сиг-, нала, и возбуждении, вторым аналоговым сигналом электрического поля, силовые линии которого ортогональны силовым линиям указанного магнитного поля, при этом силовые линии одного из полей ориентируют параллельно .плоскости полупроводниковой пластины j2) .

Недостатком такого способа является ограниченная величина макси- 45 мально возможного значения величины признаков и ограниченный временной диапазон формирования признаков.

Цель изобретения — расширение диапазона значений селектируемых признаков.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу селекции признаков при распознавании аналоговых сигналов на полупроводниковой пла- 55 стине, основанному на возбуждении в полупроводниковой пластине магнитного поля, напряженность которого пропорциональна амплитуде первого аналогового сигнала, и возбуждении 60 вторым аналоговым сигналом электрического поля, силовые линии которого ортогональны силовым линиям указанного магнитного поля, при этом силовые линии одного из полей ориентиру- 65 ют параллельно плоскости полупроводниковой пластины, в последней возбуждают дополнительные электрические поля постоянным опорным сигналом и импульсным сигналом, амплитуда которого превышает суммарную амплитуду второго аналогового и опорного сигналов, формируют в полупроводниковой пластине локальную. перемещающуюся зону повышенной плотности электрического тока, фиксируют сигнал длительности траектории перемещения указанной зоны по окончании длительности импульсного сигнала и по зафиксированному сигналу, судят о селектируемом признаке.

При этом электрические и магнитные поля формируют в виде центрально-симметричных в плоскости полупроводниковой пластины полей с общим центром симметрии.

Сигнал длительности траектории перемещения указанной локальной зоны повышенной плотности электрического тока фиксируют по максимуму рекомбинационного излучения с поверхности полупроводниковой пластины.

Целесообразно полупроводниковую пластину выполнить из материала, легированного примесями, образующими глубокие уровни в запрещенной зоне полупроводника так, что длина линии электрического тока, протекающего через пластину в процессе селекции признаков, превышает диффузионную длину неравновесных носителей заряда при низком уровне-инжекции.

Сущность способа заключается в том, что когда к полупроводниковой пластине прикладывают кратковременный импульс электрического поля, после окончания которого остается небольшое постоянное опорное поле, то в этой пластине образуется локализованный "шнур" тока, т.е. пространственно неравномерное распределение плотности тока, Образовавшийся шнур тока находится в безразличном равновесии относительно трансляций, но перемещается в магнитном поле.

На фиг. 1 представлены возможные конфигурации электрического и магнитного полей и их ориентация относительно поверхности полупроводннковой пластины; на фиг. 2 — функциональная схема одного из возможных устройств, реализующих предлагаемый способ; на фиг. 3 - функциональная схема анализатора направления перемещения шнура тока.

Схема устройства содержит плоскую полупроводниковую пластину 1, зону 2 максимума плотности электрического тока, протекающего через полупроводниковую пластину ((шнур тока)), цилиндрический осесимметричный сердечник 3 из магнитного мате1072071

30 риала, электрическую обмотку 4 на центральном стержне сердечника, первый усилитель 5, второй суммирующий усилитель 6, электроды 7 для формирования электрического поля, первый объектив 8, узел 9 измерения координат положение шнура тока, анализатор 10 направления перемещения шнура, счетчик 11, источник 12 излучения, второй объектив 13, малоразмерное зеркало 14; Анализатор 10 состоит из трех компараторов 15, 16 и 17, триггеров 18, 19 и 20, элементов И 21 и 22 (фиг. 3) .

Способ осуществляется следующим образом. 15

В полупроводниковой пластине 1 предлагаемого варианта выполнения устройства создают с помощью элек- . тродов 7 центрально-симметричное электрическое поле. Полупроводнико- 2О вая пластина 1 при этом так размещается в магнитном поле цилиндрического сердечника 3, что в ней создается центрально-симметричное магнитное поле. 25

Первый входной сигнал от усилителя 5 поступает в обмотку 4, формируя магнитное поле 8(t), а сумма второго сигнала, запускающего импульсного сигнала и постоянного опорного сигнала от суммирующего усилителя

6 поступает на электроды 7, формирующие электрическое поле E(t) . Запускающий импульсный сигнал, кроме того, поступает на источник 12 излучения, излучение которого объективом 14 направляется на заданную локальную зону полупроводниковой пластины, вызывая "зарождение" шнура тока в этой зоне 2. Шнур тока перемещается 40 по кольцевой траектории, угловая координата шнура которой соответствует текущему значению признака.

Рекомбинационное излучение шнура тока с помощью объектива направляется на узел 9, выходные сигналы которого 45

/ соответствующие значениям q через анализатор 10 попадает на счетчик 11.

Выходной сигнал счетчика 11 соответствует дискретному значению искомого признака. 50

Координаты шнура тока могут быть измерены позиционно-чувствительным фотоприемником, чувствительным K рекомбинационному излучению шнура.

Анализатор 10 направления переме- 55 .щения шнура предназначен для выявления факта увеличения или уменьшения значения признака на единицу (целый оборот) в том случае, если магнитное оле соответствует знакопеременному игналу (если этот сигнал однополярный, то анализатор направления перемещения шнура не нужен).

Сигнал с выхода узла 9 попадает на три компаратора 15-17, пороги которых установлены так, что порог компаратора 16 точно соответствует исход ному положению шнура тока(щoo= k

k = 0,1,...p), порог компаратора 15 меньше ф „, а компаратора 17 больше(.

При этом если шнур перемещается в на- правлении, соответствующем увеличению значения признака, то срабатывают ком» параторы 15 и 16, а от иих триггеры

18 и 19, а далее элемент И 21, выход которого связан с прямым входом реверсивного счетчика 11, содержимое которого при этом увеличивается на единицу. Сигнал с того-же выхода элемента И 21 устанавливает триггеры 18 и 19 в исходное состояние. При обратном направлении перемещения шнура срабатывают компараторы 16 и 17, триггеры 19 и 20, элемент И 22., выходной сигнал которого поступает на инверсный вход счетчика 11, содержимое которого при этом уменьшается на единицу. Выходы компараторов 15 и 17 связаны с входом "Запуск" компаратора

16 для того, чтобы селектировать ложные передвижения шнура (в случае возникновения колебаний около g =J „ =

=2k ) Использование предлагаемого способа обеспечивает более широкий временной диапазон определения признаков, причем этот интервал не ограничен требованиями точности, как в известном способе, что обусловлено безразличным равновесием шнура тока относительно трансляций, из-за чего ошибка признака не возрастает во вре- мени, отсутствие ограничений на максимальную величину определяемого признака, упрощение сопряжения с циф- ровыми узлами из-за того, что движе -;:. ние шнура является циклическим по круговой траектории и цифровое значение признака может быть определено с помощью простейшего счетчика импульсов. Кроме того, способ характеризуется более широкими функциональными возможностями — может применяться для высокочастотного интегрирования аналоговых сигналов на больших временных интервалах, которое выполняется, если один из сигналов является постоянным во времени, т.е.масштабирующим.

1072071

1072071

Составитель Т. Ничипорович

Техред Л.Пилипенко Корректор М. демчик

Редактор Н. Безродная Уираж 699 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

Ф

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

Заказ 128/42

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4