Устройство для уровневого анализа электрических сигналов

 

Устройство для уровневого анализа электрических сигналов относится к области автоматики и вычислительной технике и может быть использовано при создании устройств обработки изображений и распознавания образцов. Устройство содержит источник 2 порогового напряжения, генератор 3 синхроимпульсов, сумматоры 4, 13, суммирующий счетчик 5, ключ 6, N суммирующих компараторов 7, блок 8 памяти результата вычислений, пороговый блок 11, элемент 12 задержки, формирователь 9 импульсов, сдвиговый регистр 14. Устройство кроме ранговой обработки осуществляет вычисление гистограммы последовательности входных сигналов. 3 ил.

4 А1 сОюз сОветских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) gal)g G 06 G 7/52

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 I

) хп х, х

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHRM

flPH ГКНТ СССР (21) 4484710/24-24 (22) 30.06.88 (46) О?.11.90. Бюл, ¹ 41 (72) M.A.Попов, А.Г,Михно и В.А.Бортник (53) ба1.3 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1298779, кл. G 06 G 7/52, 1986.

Авторское свидетельство ССCP № 1476500, кл. G 06 G 7/52, 1987. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УРОВНЕВОГО АНАЛИ3А ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ (57) Устройство для уровневого анализа электрических сигналов относится к области автоматики и вычислитель2 ной технике и может быть использовано при создании устройств обработки изображений и распознавания образов.

Устройство содержит источник 2 порогового напряжения, генератор 3 синхроимпульсов, сумматоры 4 и 13,суммирующий счетчик 5, ключ 6, Н суммирующих компараторов 7, блок 8 памяти результата вычислений, пороговый блок ll, элемент 12 задержки, формирователь 9 импульсов, сдвиговый регистр 14. Устройство кроме ранговой обработки осуществляет вычисление гистограммы последовательности входных сигналов. 3 ил.

1605264

30

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при создании устройств обработки изображений и распознавания образов.

Цель изобретения — расширение области применения за счет возможности вычисления гистограммы.

Устройство осуществляет упорядочение после овательности входных сигналов (Х; ii — число анонима сигналов, i -, H) по их величине и выделяет значение сигнала, соответствующего ранговой статистике g . Одновременно за время цикле работы устройства вычисляется гистограмма последовательности (Х;1 .

Множество сигналов Х; представляет собой выборку сигналов, неупорядоченных по амплитуде. Амплитуда сигналов выборки лежит в диапазоне от Х ;„ до Х „„с,„ и может иметь как непрерывнук (аналоговую), так и дискретную (многоуровневую) формы представления, Если упорядочить сигналы Х<, Х, Х,...,Хк в порядке возрастания их амплитуд, то получим набор порядковых статистик (вариационный ряд)

Х,1, х „, Х1,1,...,х » удовлетворяющий условя

Х11<Х(! с Х< 1 ° ° ° Х<щ) !

Сигнал Х является i-й порядковой

1 статистикой, a его номер — i-рангом.

Ранг выделяемой порядковой статистики задается величиной 9, прилагаемой к пороговому входу порогового элемента. Величина О выбирается так: если в выборке 0 сигналов требуется выделить i-ю порядковую статис тику, то 9 N+1-i

Например, при i 1, когда требуется вьщелить 1-ю порядковую статистику

Х «1 min Х,Х,хр,еееХ1„ на пороговом входе порогового элемента 8 = N+l-l N.

При i 8 когда требуется выделить

N-ю порядковую статистику х р тах(Х,, Ха, Ха,...,Хе ;

И+1-0 . 1.

При нечетном N(N 2п+1; и

О, 1,2,.. ° ) медиана вариационного ранга имеет ранг п+1, чтобы ее выделить, необходимо задать 9 = и+!.

Количество M уровней гистограммы (ячеек сдвигового регистра) задается исходя из диапазона изменения величин входных сигналов и уровня источника порогового напряжения и определяет ошибку вьделения сигнала,соответствующего заданной ранговой статистике, Чем больше число уровней гистограммы, тем меньше величина ошибки вьщеления сигнала, соответствующего заданной ранговой статистике, для непрерывных (аналоговых) сигналов. При поступлении на вход устройства последовательности дискретизированных по уровню сигналов величи" ны уровней гистограммы должны соответствовать уровням дискретизации входных сигналов. При этом ошибка выделения входного сигнала, соответствующего заданной ранговой статистике, минимальна.

На фиг.1 приведена схема устройства; на фиг. 2 — формирователь импульсов; на фиг. 3 — диаграммы работы устройства.

Устройство для уровневого анализа электрических сигналов содержит информационные входы устройства

1< — 1 д, источник 2 порогового напряжения, генератор 3 синхроимпульсов, сумматор 4, суммирующий счетчик 5, ключ 6, суммирующие пороговые компараторы 71,...,7м, блок 8 памяти результата вычислений, формирователь

9 импульсов, сумматор 1О, пороговый блок 11, элемент 12 задержки, сумматор 13, сдвиговый регистр 14. Формирователь импульсов может быть выполнен по схеме, представленной на

I фиг.2, и включает в себя триггер 15, элементы И !6 и 17.

Работу устройства рассмотрим на примере, когда объем входной выборки

Н = 10, распренеленне сигналов 1 Х;, 1 i+ 10) имеет вид, показанный на фиг.За. Здесь U< — величина порогового напряжения источника 2. Эпюра распределения напряжений Ь, ов U — — Х;, необходимых для появления единичных сигналов на выходах соответствующих компараторов 7, изображена на фиг.Зб. Предположим, что И = 5 (число ячеек сдвигового регистра 14} и необходимо выделить 3-ю порядковую статистику, то 8 = 10+1-3 8.

1605264

В момент времени (фиг.Зв) на вход счетчика 5 поступает 1-й синхроимпульс. На его информационном выходе появляется единичный сигнал (фиг.3r). Этот сигнал поступает на управляющие входы компараторов 7; и на положительный вход сумматора 4.Поскольку в момент времени tp начинает выполняться неравенство U $,, то на 0ю выходе компаратора 7< появляется единичный сигнал U p . Этот сигнал через сумматор 10 поступает на вход элемента 12 задержки и положительный вход сумматора 13. Поскольку в этот момент времени сигнал на инвертирующем входе сумматора 13 равен нулю, то сиг" нал 11 записывается в первую ячейку сдвигового регистра 14 (фиг.Зе).

Сигнал U с выхода сумматора 10 20 поступает также на информационный вход порогового блока 11, но так как величина 0 = 8, à U p = 1 (U< <0), то на выходе порогового блока Il сигнал отсутствует. Блок 11 срабатыва- 25 ет в том случае, когда с выхода сумматора 10 сигнал превысит значение

9 =8.

При подаче на вход счетчика 5 в момент времени t второго синхроимпуль- Зр са напряжение U на выходе счетчика равно сумме двух единичных сигналов. Так как в момент времени t выполняется неравенство U 6 то на выходе компаратора 7 появляется единичный сигнал 11 . С выхода сумматора 10 на вход элемента 12 задержки и положительный вход сумматора,13 поступает сумма U О + U = 2. Поскольку в этот момент времени сигнал на инвертирующем входе сумматора 13 равен Uqq то на выходе сумматора 13 сигнал равен (U + U>) — U q = Uy = 1. Этот сигнал записйвается в первую ячейку сдвигового регистра 14, которая в 45 этот момент времени будет свободной, так как сигнал U + записанный в нее на предыдущем такте работы генератора 3, к этому времени переместится

„в следующую ячейку сдвигового регистра 14.

При поступлении на вход счетчика

5 третьего синхроимпульса срабатывают компараторы 7> и 7, на выходе сумматора 10 сигнал paBeH U 10 + U7 + 55

+ U + Uy 4, а в сдвиговый регистр записывается разность (U о + Ug +

+ Пт + ПЗ) (U (p + от) = Ug + Ug .= 2 и т.д.

При подаче четвертого синхроимпульса на выходе сумматора 10 сигнал равен U

+ V + U< +

+ U + U, 8, т.е. достигнет значения Ц = 8. На выходе порогового блока 11 появляется единичный сигнал, который поступает на вход формирователя 9 импульсов. Так как триггер

15 находится в единичном состоянии, то на выходе элемента 16, а следовательно, и формирователя 9 появляется единичный сигнал (фиг,Зж), который открывает ключ 6. При этом разность (V„-Vt), вычисленная сумматором 4 и равная сигналу Х < (который имеет ранг 1 = 8), через ключ 6 записывается в блок 8. При подаче следующего синхроимпульса на вход сброса формирователя 9 триггер 15 переходит в нулевое состояние и ключ 6 размыкается, Содержимое блока 8 остается неизменным до начала следующего цикла работы устройства.

В момент времени t шестой синхроимпульс обнуляет выход счетчика 5 и с выхода переполнения счетчика 5 (фиг.Зз) поступает на входы сбросов блока 8 и элемента 12 задержки, обнуляя их содержимое. Этот синхроимпульс поступает также на установочный вход формирователя 9, переводя триггер 15 в единичное состояние.При поступлении следующего синхроимпульса начинается очередной цикл работы устройства.

Формула изобретения

Устройство для уровневого анализа электрических сигналов, содержащее источник порогового напряжения, ключ, первый и второй сумматоры,пороговый блок и 11 суммирующих пороговых компараторов, первые суммирующие входы которых являются соответствующимии информационными входами уст-, ройства, вторые суммирующие входы объединены, пороговые входы объединены и подключены к выходу источника порогового напряжения и первому входу первого сумматора, выход которого соединен с информационным входом ключа, вход задания порога порогового блока соединен с шиной задания ранга выделяемого входного сигнала, а информационный вход порогового блока подключен к выходу второго сумматора, о т л и ч а ю щ е е—

1605264

15

12Зй567В910 с

Ьм

ud

Фи.З .

Составитель Л.Снимщикова

Техред M.Äèäûê

Корректор М.Иаксимишинец

Редактор Н.Лазаренко

Заказ 3455 Тираж 561 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 с я тем, что, с целью расширения области применения за счет возможности вычисления гистограммы, в него введены последовательно соединенные генератор синхроимпульсов и суммирующий счетчик, элемент задержки, сдвиговый регистр, третий сумматор, блок памяти результата вычислений и формирователь импульсов, выход второго сумматора соединен с первым входом и через элемент задержки с

1 вторым входом третьего сумматора, выход которого соединен с информа-. ционным входом сдвигового регистра, информационный вход блока памяти

Om &.3 результата вычислений соединен с выходом ключа, причем выход генератора синхроимпульсов соединен с управляющим входом сдвигового регистра и с входом сброса формирователя импульсов, информационный выход суммирующего счетчика соединен с вторыми суммирующими входами N суммирующих пороговых компараторов и с вторым входом первого сумматора, а выход переполнения суммирующего счетчика подключен к входам сброса блока памяти результата вычислений,элемента задержки и входом запуска формирователя импульсов.

Устройство для уровневого анализа электрических сигналов Устройство для уровневого анализа электрических сигналов Устройство для уровневого анализа электрических сигналов Устройство для уровневого анализа электрических сигналов 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для анализа сигналов, изменение которых носит случайный характер, например, при статистическом контроле, в приборах для выделения полезного сигнала на фоне помех, устройствах для обработки медико-биологической информации

Изобретение относится к измерительной и вычислительной технике и может быть использовано в системах обработки физических сигналов

Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники и может быть использовано при статистическом анализе и классификации случайных процессов

Изобретение относится к автоматике и аналоговой вычислительной технике и может быть использовано для ранжирования сигналов, для выделения заданной порядковой статистики (минимума, максимума, медианы и т.д.) из множества аналоговых сигналов

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении автоматических систем распознавания случайных сигналов в масштабе реального времени

Изобретение относится к устройствам для оценки характеристик узкополосных случайных процессов при наличии помех и шумов и может быть использовано в вычислительной технике

Изобретение относится к специализированной вычислительной технике и может быть использовано в стохастических оптимальных приемниках и системах автоматического управления

Изобретение относится к средствам передачи информации и может применяться для получения дополнительной информации, содержащейся в сигнале, например о его энергетическом спектре

Изобретение относится к вычислительной технике

Изобретение относится к вычислительной технике, предназначено для определения характеристик случайных сигналов и может быть использовано в информационно-измерительных системах

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при обработке сигналов случайных процессов

Изобретение относится к области аналоговой вычислительной техники и может быть использовано для реализации операции выделения из совокупности аналоговых сигналов заданной порядковой статистики

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах связи

Изобретение относится к области радиоизмерений и может быть использовано для контроля характеристик случайных процессов

Изобретение относится к автоматике и аналоговой вычислительной технике и может быть использовано для выбора минимального, супраминимального, субмаксимального или максимального из четырех входных аналоговых сигналов

Изобретение относится к автоматике и аналоговой вычислительной технике и может быть использовано для построения функциональных узлов аналоговых вычислительных машин, средств автоматического регулирования и управления, аналоговых процессоров

Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано при построении высоконадежных устройств и систем, проектируемых по методу горячего резервирования

Изобретение относится к области аналоговой вычислительной техники и может быть использовано для генерации линейно-изломных функций

Изобретение относится к автоматике и аналоговой вычислительной технике и может быть использовано для построения функциональных узлов аналоговых вычислительных машин, средств автоматического регулирования и управления
Наверх