Устройство для распознавания сигналов

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАСПОЗНАВАНИЯ СИГНАЛОВ, содержащее функциональный преобразователь, выполненный на электронно-лучевой трубке (ЭЛТ) типа политрон, пластины горизонтального отклонения которой подключены к выходу масштабного усилителя, вход которого является входом устройства, пластины вертикального отклонения ЭЛТ соединены с выходом источника смещения, функциональные пластины ЭЛТ подключены к входам формирователей импульсов, интеграторы и блок управления, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия , оно содержит три блока ключей , блок пг№1яти и последовательно соединенные блок сумматоров, коммутатор и блок анализа, выходы формирователей импульсов подключены к одним входам коммутатора и первого блока ключей, другие входы которого соединены с первым выходом блока управления , второй выход которого соединен с входами второго блока .ключей, выходы которого подключены к одним входам интеграторов, другие входы которых соединены с вы- S ходами первого блока ключей, а выходы - с одними входами третьего блока ключей, другие входы которых подключены к третьему выходу блока управления, а выходы - к входам блока памяти, выходы которого соединены i с одними входами блока сумматоров, другие входы которых подключены к выходам интеграторов.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCH0MV СВИДЕТЕПЪСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3572532/18-24 (22) 04.04.83 (46) 07.07.84. Бюл. 9 25 (72) Ю.В. Буланов, Н.В. Киселев, М.В. Шестаков и В.В. Шнпцов (71) Северо-Западный заочный политехнический институт (53) 681.327.12(088 ° 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 665307 кл. G 06 К 9/00, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР

9 758206с кл. G 06 K 9/00, 1979.

3. Авторское свидетельство СССР

9 813470, кл. G 07 G 7/52, 1981 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАСПОЗНАВАНИЯ СИГНАЛОВ, содержащее функциональный преобразователь, выполненный на электронно-лучевой трубке (ЭЛТ) типа политрон, пластины горизонтального отклонения которой подключены к выходу масштабного усилителя, вход которого является входом устройства, пластины вертикального отклонения

ЭЛТ соединены с выходом источника смещения, функциональные пластины

„„SU„„1101 А

3(5g G 06 G 7/52; G 06 К 9 00

ЭЛТ подключены к входам формирователей импульсов, интеграторы и блок управления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, оно содержит три блока ключей, блок памяти и последовательно соединенные блок сумматоров, коммутатор и блок анализа, выходы формирователей импульсов подключены к одним входам коммутатора и первого бло ка ключей, другие входы которого соединены с первым выходом блока управления, второй выход которого соединен с входами второго блока .ключей, выходы которого подключены к одним входам интеграторов, другие входы которых соединены с вы-

Я ходами первого блока ключей, а выходы — с одними входами третьего блока ключей, другие входы которых подключены к третьему выходу блока ( управления, а выходы — к входам блока памяти, выходы которого соединены с одними входами блока сумматоров, другие входы которых подключены к вы ходам интеграторов.

1 1101853 2

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано н системах распознавания и классификации, а также в устройствах технической и медицинской диагностики.

Известны устройства распознавания сигналов, выполненные на ЭЛТ типа политрон (1) и (2).

Однако в этих устройствах процесс

Обучения трудоемок и требует больших временных затрат.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство, содержащее масштабный усилитель, блок управления и интеграторы, входы которых являются входом устройства, выход масштабного усилителя соединен с-горизонтально отклоняющими пластинами ЭЛТ типа политрон, а функциональные пластины трубки соединены через формирователи импульсов и интеграторы с нходами устройства индикации, выход блока

Управления соединен с управляющими нходами интеграторов, вертикально отклоняющие пластины трубки подключе-25 ны к источнику смещения (3).

Однако недостатком известного устройства является невозможность прово-, дить автоматически процесс обучения и экзамена, поскольку в нем невоэмож-30 но производить сравнение двух функций плотности распределения в автома - тическом режиме, что снижает быстро" действие устройства.

Пелью изобретения является псныше- 35 ние его быстродействия.

Указанная цель достигается тем, что н устройстве для распознавания сигналов, содержащем функциональный преобразонатель, выполненный на эле- 4() ктронно-лучевой трубке (ЭЛТ) типа политрон,пластины горизонтального отклонения которой подключены к выходу масштабного усилителя, вход которого является входом устройства, пластины вертикального отклонения ЭЛТ соединены с выходом источника смещения, функциональные пластины ЭЛТ поцключены к входам формиронателей импульсов интеграторы и блок управления, оно

2 содержит три блока ключей, блок па- Я мяти и последовательно соединенные блок сумматоров, коммутатор и блок анализа, выходы формирователей импульсов подключены к одним входам коммутатора и первого блока ключей,. дру- гие входы которого соединены с первым выходом блока управления, второй выход которого соединен с входами второго блока ключей, выходы которого подключены к одним входам интетраторон, другие входы которых соединены с выходами первого блока ключей, а выходы - с одними входами третьего бЛока ключей, другие входы которых подключены к третьему выходу блока управления, а выходы - к входам бло- 65 ка памяти, выходы которого соединены с одними входами блока сумматоров, другие входы которых подключены к выходам интеграторов.

На фиг. 1 .представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 — схема ячейки коммутатора; на фиг.3 — то же, блок анализа.

Входом устройства является вход масштабного усилителя 1 и блока 2 управления. Горизонтально отклоняющие пластины 3 ЭЛТ 4 типа политрон соединены с выходом масштабного усилителя 1. Выходами ЭЛТ 4 являются функциональные пластины 5, которые подключены к входам формирователей 6 импульсов. Вертикально отклоняющие пластины 7 ЭЛТ 4 соединены с выходом источника 8 смещения. Выходы формирователей 6 импульсов подключены к черным нходам первого блока 9

=-.äåêòðîíHûõ лучей,, вторые входы которых соединены с первым входом блока 2 управления. Выходы первого блока 9 ключей подключены к первым входам интеграторов 10. Вторые входы интеграторов l0 соединены с выходами второго блока 11 ключей, входы которых соединены с вторым входом блока 2 управления. Выходы интеграторон 10 подключены к первым входам третьего блока 12 ключей, вторые входы которых соединены с третьим выходом блока 2 управления. Выходы третьего блока 12 ключей соединены с входами блока 13 памяти, ныходы которого подключены к первым входам блока 14 сумматоров. Выходы интеграторов 10 подключены к вторым входам блока 14 сумматоров.

Выходы блока 14 сумматоров соединены с первыми входами коммутатора

15, вторые нходы которого присоединены к ныходам формирователей 6 им" пульсов. Выходы коммутатора 15 подключены к входам блока 16 анализа.

Устройство работает следующим обраэом.

Классифицируемый сигнал x(t) через масштабный усилитель 1, котОрый усиливает входной сигнал до диапазона развертки ЭЛТ 4, подается на горизонтально отклоняющие пластины 3 трубки и смещает электронный луч в горизон ="àëüíoé плоскости. С источника 8 смещения на вертикально отклоняющие пластины 7 подается постоянное напряжение (нертикальная плоскость трубки), которое определяет попадание электронного пятна н зоны функциональных пластин 5.

К функциональным пластинам 5 ЭЛТ

4 присоединены формирователи 6 импульсов, которые формируют прямоугольные импульсы одинаковой амплитуды с длительностью, ранкой времени пребынания исходного. сигнала х;() в зоне 1-ой Функциональной пластины.

1101853

Укаэанные импульсы поступают на первые входы первого блока 9 ключей, на вторые входы которых приходит сигнал с блока 2 управления, равный длительности входного сигнала. Первый блок 9 ключей открывается и пропус- 5 кает на входы интеграторов 10 прямоугольные импульсы. Интеграторы 10 начинают интегрирование поступающих импульсов. Сигнал о завершении процесса интегрирования формируется в 30 блоке 2 управления (от заднего фрон; та входного сигнала) и поступает на вторые входы первого блока 9 ключей одновременно с окончанием входного сигнала. Ключи блока 9 разрывают связи между выходами формирователей б импульсов и первыми входами интеграторов 10 и на выходах интеграторов

l0 сохраняются полученные значения напряжения (числа Q;), пропорциональные времени нахождения входного сигнала в зоне i-ой функциональной пластины. Последовательность чисел

Я определяет функцию плотности распределения анализируемого сигнала.

В данном случае функция плотности распределения используется в качестве признаков входного сигнала.

После окончания процесса интегрирования с выходов интеграторов 10 информация автоматически переносится 30 в блок 13 памяти. Это осуществляется сигналом с блока 2 управления, поступающим на вторые входы третьего блока

12 ключей. После переноса информации с интеграторов 10 в блок 13 35 памяти последние переводятся в исходное состояние с помощью второго блока 11 ключей, которые шунтируют емкость в обратной связи интеграторов 10. Кроме того, связь между вхо- 40 дами блока 13 памяти и выходами интеграторов 10 разрывается (электронные ключи блока 12 находятся в разомкнутом состоянии) . В результате на выходах блока 13 памяти (на первых входах блока 14 сумматоров) хра- 45 нятся числа Я",, характеризующие принадлежность сигнала к первому классу.

С приходом последующего анализируемого сигнала процесс формирования 50 напряжения на выходах интеграторов

10 повторяется, однако в этом случае напряжения с выходов интеграторов 10 (числа Q,.) на входы блока 13 памяти не постуйают, а непосредственно 55 подаются на вторые входы блока 14 сумматоров ° Числа Q. характеризуют функцию плотности распределения другого класса сигналов. Различие двух классов сигналов определяется разностью их функций плотности распределения, т. е. разностью (Я",. — Q<) °

Процесс обучения предлагаемого устройства сводится к определению разности значений функций распределений двух классов сигналов. Результат обучения — определение знака напряжения на выходе каждого из сумматоров в блоке 14.

Значения напряжений (Я;-Я,) с уче -: том их полярности сохраняются на выходах сумматоров блока 14 до окончания режимов обучения и экзамена предлагаемого устройства.

Работа предлагаемого устройства в режиме экзамена заключается в следующем. На вход устройства подается анализируемый сигнал х(t). Последовательность прямоугольных импульсов с формирователей б поступает на вторые входы коммутатора 15. Если полученные значения разностей (Я ; — Я ) положительны, прямоугольные импульсы с выходов формирователей б проходят беэ изменения на входы блока 16 анализа. Если значения (Я. — Я2) отри1 цательны, то импульсы инвертируются в коммутаторе 15 и далее поступают также на входы блока 16 анализа. Если же значения разностей (Q.- ЯЯ)= О, то коммутатор 15 не пропускает импульсы с формирователей б на входы блока 16 анализа.

Результат экзамена в предлагаемом устройстве оценивается по выходной величине с блока 16 анализа.

Коммутатор 15 состоит из ячеек, каждая из которых содержит два электронных ключа 17 и один инвертор

18, причем один ключ открывается положительньв сигналом, а другой - отрицательным (фиг. 2), при этом от нулевого сигнала ключи не срабатывают.

Блок-схема блока 16 анализа (фиг.3) включает многовходовый сумматор 19 интегратор 20 и пороговый элемент 21 °

Предлагаемое устройство для распознавания сигналов позволяет сравнивать функции плотности распределения двух классов сигналов в автоматическом режиме, и, следовательно, получить результат классификации по выбранным признакам.

При работе с предлагаемым устройством отсутствуют временные затраты и субъективные оценки при сравнении признаков различных классов, что ведет к повышению его быстродействия.

1101853

ВНИИПИ Заказ 4770/34

Тирам б99 Подпи еное

««

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