Устройство для распознавания информации

 

Устройство для распознавания информации относится к вычислительной технике и может быть использовано при определении технического состояния промышленных изделий. Цель изобретения - повышение точности распознания информации путем уменьшения относительной погрешности дискретизации входных сигналов. Предлагаемое устройство состоит из входного усилителя 1, двух компараторов 2,3, двух элементов И 5,6, блока 4 адаптации, генератора 11 импульсов, блока 9 задания временных интервалов, двух интеграторов 7,8 и блока 10 вычитания. Введение новых блоков и новых связей позволяет повысить точность распознавания информации. 2 ил.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при решении задач определения технического состояния промышленных изделий.

Известен амплитудный анализатор [1], выполняющий аналогичную функцию, содержащий электронно-лучевую трубку (ЭЛТ) типа "политрон", генератор пилообразного напряжения, интегратор, усилитель и сумматор, два входа которого соединены с генератором пилообразного напряжения и усилителем, а выход - с горизонтально отклоняющими пластинами ЭЛТ, и интегратор, подключенный к коллекторам ЭЛТ.

Недостатками этого анализатора являются невысокая точность и сложность.

Известно устройство для распознавания информации [2] , содержащее входной усилитель, блок весовых коэффициентов, входы которого подключены к блоку адаптации, и интегратор. Блок весовых коэффициентов выполнен на ЭЛТ типа "политрон", горизонтально отклоняющие пластины которого подключены к входному усилителю, коллекторы - к интегратору, а функциональные пластины - к блоку адаптации.

Сигнал Х(t) усиливается входным усилителем до диапазона развертки политрона и подается на горизонтально отклоняющие пластины. Преобразованный сигнал с одного из коллекторов поступает на интегратор, по выходной величине S которого, полученной за время интегрирования, можно судить о номере класса сигнала Х(t). Оператор преобразования запоминается в виде напряжений на функциональных пластинах с помощью запоминающих интеграторов. Адаптация устройства заключается в подборе такого оператора преобразования, который обеспечивает правильную классификацию сигналов. В качестве признаков используются значения времени пребывания сигнала на разных амплитудных уровнях. Для определения относительного времени пребывания сигнала в соответствующем амплитудном интервале необходимо разбить сигнал на интервалы и подсчитать время его пребывания в каждом из интервалов.

Это устройство имеет простую конструкцию, повышается его надежность. Однако оно не обеспечивает достаточно высокую точность распознавания.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для распознавания информации [3], содержащее усилитель, вход которого является входом устройства, а выход соединен с первыми входами первого и второго компаратора, вторые входы которых подключены к выходам блока адаптации, причем выход второго компаратора соединен с первым входом первого элемента И, генератор импульсов, выход которого подключен к первому входу второго элемента И, выход которого соединен с первым входом первого интегратора, второй вход которого подключен к выходу блока задания временных интервалов.

Недостатком этого устройства является недостаточная точность распознавания, связанная с большой погрешностью дискретизации времени пребывания анализируемого сигнала в пределах верхнего U_пв и нижнего U_пн порогового уровней ввиду его малости.

Для повышения точности распознавания информации за счет уменьшения относительной погрешности дискретизации входных сигналов в устройство, содержащее усилитель, вход которого является входом устройства, а выход соединен с первыми входами первого и второго компараторов, вторые входы которых подключены к выходам блока адаптации, причем выход второго компаратора соединен с первым входом первого элемента И, генератор импульсов, выход которого подключен к первому входу второго элемента И, выход которого соединен с первым входом первого интегратора, второй вход которого подключен к выходу блока задания временных интервалов, вводятся блок вычитания и второй интегратор, первый и второй входы которого соединены с выходами соответственно первого элемента И и блока задания временных интервалов, а выход - с первым входом блока вычитания, второй вход которого подключен к выходу первого интегратора, а выход является выходом устройства, при этом вторые входы первого и второго элементов И соединены соответственно с выходами первого компаратора и генератора импульсов.

На фиг. 1 приведена схема устройства для распознавания информации о шумовых сигналах; на фиг.2 - эпюры напряжений устройства.

Устройство содержит входной усилитель 1, два компаратора 2 и 3, блок 4 адаптации, элементы И 5 и 6, интеграторы 7 и 8, блок 9 задания временных интервалов, блок 10 вычитания, генератор 11 импульсов.

Устройство работает следующим образом.

На вход устройства подается электрический сигнал случайного характера, который усиливается входным усилителем 1 и поступает на неинвертирующие входы компараторов 2 и 3. С выходов блока 4 адаптации на инвертирующие входы компараторов подаются постоянные напряжения, которые могут меняться в достаточно широких пределах и выполняют функции верхнего U_пв и нижнего U_пн порогов срабатывания для первого и второго компараторов соответственно.

С выходов компараторов 2 и 3 снимаются отдельные последовательности импульсов прямоугольной формы, длительности которых соответственно пропорциональны временам нахождения анализируемого сигнала выше верхнего и нижнего пороговых уровней. На выходах элементов И формируются последовательности счетных импульсов, длительности которых пропорциональны временам нахождения сигнала выше верхнего и нижнего пороговых уровней. С выхода интегратора 7, представляющего собой обыкновенный двоичный счетчик, получают временной интервал, соответствующий времени пребывания сигнала выше нижнего порога. С выхода интегратора 8, также представляющего собой обыкновенный двоичный счетчик, получают интервал, соответствующий времени пребывания сигнала выше верхнего порога. После вычитания этих интервалов в блоке 10, получают временной интервал, соответствующий времени пребывания сигнала выше нижнего и ниже верхнего порогов срабатывания компараторов. Счет этих импульсов производится за выбранное время анализа, задаваемое блоком 9 задания временных интервалов. Полученный интервал имеет однозначное соответствие с формой анализируемого сигнала и применяется в дальнейшем как его признак при распознавании от других анализируемых сигналов.

Доказательство повышения точности распознавания информации за счет уменьшения относительной погрешности дискретизации входного сигнала. Как известно из цифровой измерительной техники, относительная погрешность дискретизации временного интервала определяется как δ = 100% где τ- период счетных импульсов; Т - измеряемый временной интервал.

В прототипе выделяется временной интервал Т₁ пребывания сигнала между порогами U_пн - U_пв. Этот интервал намного меньше времени пребывания сигнала выше нижнего и верхнего порогов. Поэтому в предлагаемом устройстве дискретизируются не временной интервал Т₁, а интервалы, соответствующие временам пребывания сигнала выше нижнего и верхнего порогов. После более точного измерения этих интервалов определяется их разность. Таким образом, по сравнению с базовым объектом в предлагаемом устройстве повышается точность определения времени пребывания сигнала в заданном диапазоне порогов.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАСПОЗНАВАНИЯ ИНФОРМАЦИИ, содержащее усилитель, вход которого является входом устройства, а выход соединен с первыми входами первого и второго компараторов, вторые входы которых подключены к выходам блока адаптации, выход второго компаратора соединен с первым входом первого элемента И, генератор импульсов, выход которого подключен к первому входу второго элемента И, выход которого соединен с первым входом первого интегратора, второй вход которого подключен к выходу блока задания временных интервалов, отличающееся тем, что, с целью повышения точности распознавания путем уменьшения относительной погрешности дискретизации входных сигналов, в него введены блок вычитания и второй интегратор, первый и второй входы которого соединены с выходами соответственно первого элемента И и блока задания временных интервалов, а выход - с первым входом блока вычитания, второй вход которого подключен к выходу первого интегратора, а выход является выходом устройства, вторые выходы первого и второго элементов И соединены соответственно с выходами первого компаратора и генератора импульсов.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2