Преобразователь аналогового сигнала, отображающего движение глаза

ОП ИСАЙИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик(45) Дата опубликования описания ф, б, 13. 2(51) М. Кл,Н 03 К 13/02 Государственный комитет Совета Министров СССР па делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения К, С, Кртвпюнас, В. П, Лаурутнс, С. Б. Кришюнене и Н. И. Лаурутене Каунасский политехнический институт им. А. Снечкуса(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ АНАЛОГОВОГО СИГНАЛА, ОТОБРАЖАЮШЕГО ДВИЖЕНИЕ ГЛАЗА Изобретение относится к технике диагностики, предназначено для использования в преобразователях сигналов, отображающих движение глаза, преобразующих сигнал в форму, удобную для записи стандартными регистрирующими приборами, применяемыми для психологических, эрогономических, нейрофизиологических экспериментов; может быть использовано в электроизмерительной технике для преобразования аналоговых сигналов, имеющих большой амплитудный диапазон и неравномерный частотный спектр с малыми высокочастотными составляющими.Известен аналого-цифровой преобразователь, применяемый в следящем цифровом вольтметре с равномерно ступенчатой отработкой 111. Этот преобразователь содержит вычитающий блок, преобразователь код-напряжение, реверсивный цифровой счетчик и блок управления, состоящий из генератора импульсов, триггера и трех ключей.Амплитудный диапазон упомянутого преобразователя достаточен для преобразования в цифровую форму электрического сигнала, отображающего движение глаза и имеющего амплитудный диапазон порядка 104. Преобразованный в цифровую форму сигнал можно записать на бумагу при помощи цифропечатающе го устройства, Но записанный таким образом сигнал анализировать визуально нельзя. Чтобы получить непрерывную запись сигнала, отображающего движение глаза, необходимо уменьшить амплитудный диапазон его до 1 О - величины, присущей стандартным регистрирующим приборам, и при этом не исказить полезную информацию.Цель изобретения - получение кусочно-аналогового сигнала, сжатого по амплитуде и содержащего полную информацию о микро- и макродвиженнях глаза и, как следствие, повышение точности его записи.Цель достигается тем, что в преобразователь аналогового сигнала, отображающего движение глаза, содержащий вычитаюший блок, преобразователь код-напряжение, реверсивный цифровой счетчик, введены два компаратора знака, компаратор зоны и блок эквивалентности, причем входы компараторов знака входного и выходного сигналов подключены соответственно ко входу и к выходу вычитаю- щего блока, а их выходы через блок эквивалентности подключены ко входу реверсивного цифрового счетчика, считывающий вход которого подключен через компаратор зоны к выходу вычитающего блока, являющемуся выходом преобразователя, выход реверсивного цифрового счетчика подключен к одному входу биполярного преобразователя код-напряжение, а к его другому входу подключен выход компаратора знака входного сигнала, выход же преобразователя код-напряжение подключен ко второму входу вычитающего блока.На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема преобразователя аналогового сигнала, отображающего движение газа; на фиг, 2, 3 - эпюры, поясняющие работу устройства.1 ОПреобразователь содержит вычитающийблок 1, который из входного сигнала Б 1 вычитает напряжение 11 г, вырабатываемое биполярным преобразователем код-напряжение 2, амплитуда которого зависит от содержания реверсивного цифрового счетчика 3, а поляр ность - от знака входного сигнала 11, определяемого компаратором знака входного сигнафла 4, компаратора знака 5 выходного сигнала 11 г, блока эквивалентности 6, определяющего направление считывания реверсивного циф 20рового счетчика, и компаратора зоны 7, задающего необходимую зону регистрации 1.12, например соответствующую двум градусам отклонения глаза.Если входной сигнал 111(1) находится в первой зоне и не превышает ее граничных значений +-0,5 Ц, соответствующих + 1 поворота глаза, то напряжение смешения нулевой оси Уг(1) на выходе преобразователя 2 равно нулю, и тогда С (1) = 11 г(1). В момент времени 11 сигнал Б 1(1) = 11,(1) достигает верхнего предела первой зоны, равного 0,5 Ь, ко зо мпаратор зоны 7 вырабатывает импульс который запоминается в счетчике 3; на выходе преобразователя 2 формируется напряжение 0,5111, выходной сигнал устройства 1 смещается на эту величину и таким образом становится равным нулю, а запись сигнала переводится из края зоны регистрации в середину.От момента времени 11 до 1 г входной сигнал 111(1) находится во второй зоне, а выходной сигнал У, (1) не выходит из границ зоны регистрации. В момент времени тг выходной 40 сигнал опять достигает верхней границы зоны регистрации, и компаратор 7 вырабатывает второй импульс, вследствие чего напряжение смещения 11 г(1) становится равным 2.0,5 Ц = 131, а сигнал на выходе вычитающего устройства 1 опять смещается в центр.От момента времени 1 г до 1, входной сигнал находится в третьей зоне, а с момента 1, - в четвертой. Применение биполярной зоны регистрации со средним нулевым уровнем и смещающим напряжением, кратным полови О не ширины зоны п 0,511, позволяет избежать переходов из зоны в зону с частотами, спектральные составляющие которых не превышают ширины зоны регистоации. Например, в моменты времени 1, - 16 сигнал У(1) находится в четвертой зоне, а выходнои сигнал 1.1,(1) не55 достигает границ зоны регистрации, и переходов из зоны в зону не происходит.В момент времени 1, выходной сигнал достигает нижней границы зоны регистрации, и компаратор 7 вырабатывает импульс, который в этот раз должен уменьшить напряжение смещения 1.)г(1) на одну ступень 0,5 Ц. Для определения направления изменения смещающего напряжения 1.1 г (1) в преобразователе используется логический блок, состоящий из компараторов входного и выходного сигналов 4, 5, а также блока эквивалентности 6, который обеспечивает считывание в реверсивном счетчике при одинаковой полярности входного Б 1(1) и выходного сигналов Б, (1) и вычитание - при противоположной полярности, Поэтому в момент времени 1 г содержание реверсивного цифрового счетчика 3 уменьшается на одну единицу, а смещающее напряжение 11 г (1) - на одну ступеньку 0,5 1.1, и запись опять переводится в середину зоны регистрации. Аналогично происходят переходы из зоны в зону в моменты времени 1 ( 1 О. Таким образом, узкая зона регистрации, соответствующая двум градусам отклонения глаза и определяемая компаратором 7, ведет релейное слежение за входным сигналом, амплитуда которого во много раз превышает зону регистрации. Полная амплитуда регистрируемого сигнала определяется путем подсчета суммы количества переходов из края зоны в середину, причем переходы вниз считаются положительными, а переходы вверх - отрицательными. Определенное число переходов соответствует целым градусам. Подсчет начинается от нулевого значения вход ного сигнала У 1(1).Использование новых элементов, соединенных по предлагаемой схеме, выгодно отличает предлагаемый преобразователь аналогового сигнала, отображающего движение глаза, так как:- амплитуда сжатого преобразователем кусочно-аналогового сигнала меньше амплитуды входного сигнала во столько раз, на сколько зон разделен входной сигнал;- сжатый сигнал несет полную информа. цию о величине микро-.и макродвижений;- преобразователь позволяет записать сигнал с повышенной относительной точностью и тем самым повысить разрешающую способность при его анализе;- применение преобразователя повышает точность экспериментов с глазодвигательной системой и расширяет круг возможных исследований.Формула изобретенияПреобразователь аналогового сигнала, отображающего движение глаза, содержащий вычитающий блок, преобразователь код-напряжение, реверсивный цифровой счетчик, отличающиися тем, что, с целью получения кусочно-аналогового сигнала, сжатого по амплитуде и содержащего полную информацию о микро- и макродвижениях глаза и, как следствие, повышения точности его записи, в схему введены два компаратора знака, компаратор зоны и блок эквивалентности, причем входы компараторов знака входного и выходного сигналов подключены соответственно ко входу и к выхо606203 Составитель В. ДубковТехред О. Луговая Корректор Д. Мельниченко Тираж 1086 Подписное Редактор Б. Федот Заказ 2416/36 НИИПИ Государственного комитета Совета Мин по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб:, д Филиал Г 1 1 П Патент, г. Ужгород, ул. Протров СССР тная ду вычитающего блока, а их выходы через блок эквивалентности подключены ко входу реверсивного цифрового счетчика, считывающий вход которого подключен через компаратор зоны к выходу вычитающего блока, являющемуся выходом преобразователя, вь 1 ход реверсивного цифрового сгц тчика подключен к одному входу биполярного преобразователя код-напряиение, а к его другому входу подбключен выход компаратора знака входногосигнала, выход же преобразователя код-напряжение подключен ко второму входу вычитающего блока.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1, Шляндин В. М, Цифровые измерительные преобразователи и приборы, М., Высшая школа, 1973, с. 229,