Способ преобразования аналоговых сигналов

 

СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ АНАЛОГОВЫХ СИГНАЛОВ, включающий выбор точек измерения, сравнение - величин сигналов в смежных точках, а такжеинтервалов, разделяющих смежные точки измерения, отличающийся тем, что, с целью увеличения помехоустойчивости при обеспечении относительной обратимости преобразования , сравнение величин сигналов в точках И31- ерения, а также сравнение интервалов, разделяющих эти точки, производят попарно всех между собой, причем при сравнении определяют лишь знак разности сравниваемых величин, а выходные величины представляют в виде значений логической переменной соответственно знакам разностей сравниваемых величин. О)

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

Р

РЕСПУБЛИН (!Ю (Щ

3(Я) G 06 К 9/00

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

Р

< . r:.-,. Ф.. А

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

Н АВТОРОНОНУ ОВНВВРВРВСУВУ йм, „".. л

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР (21) 3289516/18-10 ((22) 06.05.81 (46) 07.06.84. Бюл. У 21 (72) К.А.Хайдаров (71) Институт горного дела АН

Казахской ССР (53) 681. 327. 12 (088. 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

«к 647701, кл. G 06 К 9/00, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР

9 737966, кл. G 06 К 9/00, 1971.

3. Авторское свидетельство СССР

В 254897, кл. Я 10 Ь 1/02, 1969. (54) (57) СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ АНАЛОГОВЫХ СИГНАЛОВ, включающий выбор точек измерения, сравнение величин сигналов в смежных точках, а также интервалов, разделяющих смежные точки измерения, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью увеличения помехоустойчивости при обеспечении относительной обратимости преобразования, сравнение величин сиг- . налов в точках измерения, а также сравнение интервалов, разделяющих эти точки, производят попарно всех между собой, причем при сравнении определяют лишь знак разности сравниваемых величин, а выходные величины представляют в виде значений логической переменной соответственно знакам разностей сравниваемых величин.

1096667

Изобретение относится к технической кибернетике и может быть использовано при автоматизации переработки информации и в системах распознавания.

Способ предназначен для первичной обработки аналоговых сигналов различных датчиков первичной информации.

Известен способ преобразования полутонового изображения в двухградационное, основанный на преобразовании изображения в видеосигнал и выделении сигналов "белого" и. "черного" уровней, в котором видеосигнал текущего уровня преобразуют в сигнал переменной частоты, а выделение сигналов "белбго и черного уровней производят путем пороговой демодуляции сигнала переменной частоты f1) .

Однако способ обладает низкой информативностью, не передавая всего многообразия формы входного аналого1 вого сигнала, и не позволяет обрабатывать изображение, представленное в виде пространственно распределенного сигнала.

Известен также способ преобразо-. вания телевизионных изображений путем сканирования входного изображ жения и сравнения с эталоном (2).

Данный способ обладает низкой разрешающей способностью по уровню сигнала в случае малого количества опорных уровней. 35

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ распознавания речевого сигна ла, основанный на его представлении в виде непрерывно меняющегося уровня 40 напряжения, определении экстремальных значений амплитуд и временных интервалов между этими значениями амплитуд, в котором по выделенным экстремальным значениям амплитуд речевого 45 сигнала измеряют разности упорядоченных смежных значений амплитуд сигналов, фиксируют упорядоченные значения разностей смежных значений амплитуд и смежных временных интервалов, а 50 из полученных последовательностей данных отношений выделяют группы отношений, каждая из «оторых смещена относительно предыдущей и последующей на одно отношение, и сравнивают их с аналогичными группамн отношений разностей смежных значений амплитуд и временных интервалов речевых сигналов, принятых за эталоонные,(3) .

Известный способ имеет низкую стабильность прн наличии различных помех в аналоговом канале, а также не обеспечивает обратимости исходного сигнала. ,О

Целью Ьобретення является увеличение помехоустойчивости при обеспечении относительной обратимости преобразования.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу преобразования аналоговых сигналов, включающему выбор точек измерения, сравнениа величин сигналов в смежных точках, а также интервалов, разделяющих смежные точки измерения, сравнение величин сигналов в точках измерения, а также сравнение интервалов, разделяющих эти точки, производят попарно всех между собой, причем при сравнении определяют лишь знак разности сравниваемых величин, а выходные величины представляют в виде значений логичес" кой переменной соответственно знакам разностей сравниваемых величин.

Смысл сравнения пар величин сигнала и пар интервалов, разделяющих точки измерения, в отличие от существующего способа заключается в определений ранжира сравниваемых величин, т.е. порядка их следования по величине.

Введение ранжировки всех величин сигнала в точках измерения, а также ранжировки всех временных интервалов между точками измерения, и представление результатов ранжировки в цифровом виде позволяет добиться следующих положительных качеств предлагаемого способа.

Для любых преобразований, при которых сохраняется ранжир точек измерения, т.е. порядок их следования по величине сигнала, а также ранжир интервалов, выходное цифровое множевство остается неизменным.

В связи с тем, что в предлагаемом ,способе производят сравнение вели чин сигнала и интервалов попарно всех между собой или по крайней мере информативных пар и представляют результаты сравнейий в ниде цифрового набора, представляется возможным восстановить конфигурацию первоначального аналогового сигнала из этого набора, располагая точки в новом аналоговом сигнале согласно ранжиру, зафиксированному в цифровом

667 4

Для вычисления следующего значения интервала преобразователь 10 сбрасывается в ноль дополнительно задерманным после блока 11 задержки импульсом.

Полученные таким образом величины амплитуд и интервалов попарно сравнивают с помощью дифференциальных усилителей 12, выходные величины которых дискретизируются с помощью триггеров шмитта 13, получая при этом выходной цифровой набор. Порог срабатывания триггеров ймитта устанавливается таким, чтобы переключение происходило при равенстве аналоговых входных величин дифференциального усилителя.

Ранжир представляется в виде набора логических переменных, где логические единицы и нули означают соответственно превышение одной иэ сравниваемых величин над другой, Использование предлагаемого способа аналого-цифрового преобразования сложных сигналов обеспечивает по сравнению с существующими способами следующие преимущества: выделение цифрового множества, инвариантно характеризующего форму входного аналогового сигнала при изменениях

его интенсивности и протяженности во времени и пространстве; устойчивость к нелинейным искажениям в аналоговом тракте- системы, т.е. искажениях при преобразовании первичной физической величины в электрическую, усилении сигнала и его передаче; воэможность обратного восстановления формы аналогового сигнала иэ цифрового набора.

3 1096 наборе, и соединив их интерполирующей линией. Это соответствует отно сительной обратимости предлагаемого способа.

На чертеже йредставлена блок-схема одного из вариантов устройства, реапизующего способ преобразования аналогового сигнала.

Устройство содержит датчик 1, блока 2 выбора точек измерения, 10 дифференцирующую цепь 3, нуль-орган 4, регистр 5 амплитуд, регистр 6 интервалов, блок 7 задержки, ключи 8 и 9, преобразователь временной интервалнапряжение. 10, блок 11 задержки, 15 дифференциальные усилители 12, триггеры Шмитта 13.

Входной аналоговый сигнал снимают с датчика.1 н подают в блок 2 выбора точек измерения, За точки измерения 2О выбраны экстремальные значения аналогового сигнала. Они выделяются с помощью дифференцирующей цепи 3 и нуль-органа 4. Последний выдает короткий импульс при достижении ана- 25 логовым сигналом экстремума (нуля первой производной). Прямой импульс

1 с выхода нуль-органа 4 сдвигает на один разряд величины, записанные в регистре амплитуд 5 и регистре интер-зп валов 6, а задержанный в блоке 7 задержки импульс нуль-органа 4 открывает ключи 8 и 9. При этом в регистр

5 амплитуд записывается очередное значение величины сигнала в точке

I 35 измерения, а s регистр 6 интервалов, записывается значение очередного интервала между точками измерения, полученное с помощью преобразователя временной интервал — напряжение 10 .

1096667

Составитель В. Суханов

Редактор Анд. Шандор Техред С.Легеза Корректор И. Эрдейн, Заказ 3827/37 Тираж 699 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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