Устройство для распознавания сигналов

ЯО 1101 А СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 3 Ш 6 06 С 7/52; С 06 К 9 00 САНИЕ ИЗОБРЕТ ТОРСНОМУ СВИДЕТЕПЪСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(72) Ю,В. Буланов, Н.В. Киселев, М.В. Шестаков и В.В. Шнпцов (71) Северо-Западный заочный политех нический институт(56) 1. Авторское свидетельство С СР Р 665307, кл. С 06 К 9/00, 1979.2, Авторское свидетельство СССР ф 75820 бс кл. О 06 К 9/00 г 1979.3, Авторское свидетельство СССР 9 813470, кл. С 07 С 7/52, 1981 (прототип).(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАСПОЗНАВАНИЯ СИГНАЛОВ, содержащее функциональ ный 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, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, оно содержит трн блока ключей, блок памяти 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-ходами первого блока ключей, а выхо ды - 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 выходам интеграторов.Изобретение относится к автоматикеи вычислительной технике и может бытьиспользовано в системах распознаванияи классификации, а также в устройствах технической и медицинской диагностики.5Известны устройства распознаваниясигналов, выполненные на ЭЛТ типаполитрон 1) и 2).Однако в этих устройствах процессОбучения трудоемок и требует большихвременных затрат.Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности являетсяустройство, содержащее масштабныйусилитель, блок управления и интеграторы, входы которых являются входом устройства, выход масштабногоусилителя соединен с горизонтальноотклоняющими пластинами ЭЛТ типаполитрон, а функциональные пластинытрубки соединены через Формирователиимпульсов и интеграторы с входамиустройства индикации, выход блокаУправления соединен с управляющимивходами интеграторов, вертикальноотклоняющие пластины трубки подключе ны к источнику смещения 3).Однако недостатком известного устройства является невозможность прово-,дИть автоматически процесс обученияи экзамена, поскольку в нем невоэможОно производить сравнение двух Функций плотности распределения в автома- - тическом режиме, что снижает быстрофдействие устройства.Пелью изобретения является повыше"35ние его быстродействия.Указанная цель достигается тем,что в устройстве для распознаваниясигналов, содержащем функциональныйпреобразователь, выполненный на электронно-лучевой трубке (ЭЛТ) типа политрон,пластины горизонтального отклонения которой подключены к выходумасштабного усилителя, вход которогоявляется входом устройства, пластинывертикального отклонения ЭЛТ соедииены с выходом источника смещения,Функциональные пластины ЭЛТ поцключены к входам формирователей импульсовинтеграторы и блок управления, оносодержит три блока ключей, блок памяти и последовательно соединенныебЛок сумматоров, коммутатор и блоканализа, выходы формирователей импульсов подключены к одним входам коммутатора и первого блока ключей дру гие входы которого соединены с первымвыходом блока управления, второй выход которого соединен с входами второго блока ключей, выходы которогоподключены к одним входам интетратоРов, другие входы которых соединены 6 дс выходами первого блока ключей, авыходы " с одними входами третьегобЛока ключей, другие входы которыхподключены к третьему выходу блокауправления, а выходы - к входам бло ка памяти, выходы которого соединеныс одними входами блока сумматоров,другие входы которых подключенык выходам интеграторов.На фиг. 1 представлена блок-схемаустройства; на фиг. 2 - схема ячейкикоммутатора; на Фиг.3 - то же, блоканализа.Входом устройства является входмасштабного усилителя 1 и блока 2 управления, Горизонтально отклоняющиепластины 3 ЭЛТ 4 типа политрон соединены с выходом масштабного усилителя 1. Выходами ЭЛТ 4 являются функциональные пластины 5, которые подключены к входам формирователей 6импульсов. Вертикально отклоняющиепластины 7 ЭЛТ 4 соединены с выходом источника 8 смещения, ВыходыФормирователей 6 импульсов подключены к первым входам первого блока 9электронных лучей вторые входы которых соединены с первым входом блока 2 управления. Выходы первого блока 9 ключей подключены к первымвходам интеграторов 10. Вторые входы интеграторов 10 соединены с выходами второго блока 11 ключей, входыкоторых соединены с вторым входомблока 2 управления. Выходы интеграторов 10 подключены к первым входамтретьего блока 12 ключей, вторыевходы которых соединены с третьимвыходом блока 2 управления. Выходытретьего блока 12 ключей соединеныс входами блока 13 памяти, выходыкоторого подключены к первым входамблока 14 сумматоров. Выходы интеграторов 10 подключены к вторым входамблока 14 сумматоров,Выходы блока 14 сумматоров соединены с первыми входами коммутатора15, вторые входы которого присоединены к выходам формирователей 6 им"пульсов. Выходы коммутатора 15 подключены к входам блока 16 анализа. Устройство работает следующим обраэом.КлассиФицируемый сигнал х(И через масштабный усилитель 1, котбрый усиливает входной сигнал до диапазона развертки ЭЛТ 4, подается на горизонтально отклоняющие пластины 3 трубки и смещает электронный луч в горизонтальной плоскости. С источника 8 смещения на вертикально отклоняющие пластины 7 подается постоянное напряжение (вертикальная плоскость трубки), которое определяет попадание электронного пятна в зоны функциональных пластин 5.К Функциональным пластинам 5 ЭЛТ 4 присоединены формирователи 6 импульсов, которые Формируют прямоугольные импульсы одинаковой амплитуды с длительностью, равной времени пребывания исходного сигнала х; в зоне 1-ой Функциональной пластины,УУкаэанные импульсы поступают напервые входы первого блока 9 ключей,на вторые входы которых приходитсигнал с блока 2 управления, равныйдлительности входного сигнала. Первыйблок 9 ключей открывается и пропускает на входы интеграторов 10 прямоугольные импульсы. Интеграторы 10начинают интегрирование поступающихимпульсов, Сигнал о завершении процесса интегрирования формируется в 10блоке 2 управления (от заднего Фрон;та входного сигнала) и поступает навторые входы первого блока 9 ключейодновременно с окончанием входногосигнала. Ключи блока 9 разрывают 15связи между выходами Формирователейб импульсов и первыми входами интеграторов 10 и на выходах интеграторов10 сохраняются полученные значениянапряжения (числа Я;), пропорциональные времени нахождения входногосигнала в зоне 1-ой функциональнойпластины. Последовательность чиселЯ определяет функцию плотности распределения анализируемого сигнала.В данном случае функция плотностираспределения используется в качествепризнаков входного сигнала.После окончания процесса интегрирования с выходов интеграторов 10информация автоматически переносится 30в блок 13 памяти. Это осуществляетсясигналом с блока 2 управления, поступающим на вторые входы третьего блока12 ключей. После переноса информации с интеграторов 10 в блок 13 35памяти последние переводятся в исходное состояние с помощью второгоблока 11 ключей, которые шунтируютемкость в обратной связи интеграторов 10, Кроме того, связь между входами блока 13 памяти и выходами интеграторов 10 разрывается (электронные ключи блока 12 находятся в разомкнутом состоянии) . В результатена выходах блока 13 памяти (на первых входах блока 14 сумматоров) хранятся числа Я", , характеризуикаиепринадлежность сигнала к первомуклассу,С приходом последующего анализируемого сигнала процесс формирования 50напряжения на выходах интеграторов10 повторяется, однако в этом случаенапряжения с выходов интеграторов 10(числа Я,.) на входы блока 13 памятине постуйают, а непосредственно 55подаются на вторые входы блока 14сумматоровЧисла Я характеризуютфункцию плотности распределения другого класса сигналов. Различие двух классов сигналов определяется разностью их Функций плотности распределения, т. е. разностью (Я", - Я)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 учеф: 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 . 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. - Я 2) отри 1цательны, то импульсы инвертируются в коммутаторе 15 и далее поступают также на входы блока 16 анализа. Если же значения разностей (Я. - Я.= 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 положительныи 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 21Предлагаемое 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 ФУ 8, Р юВНИИПИ Заказ 4770/34 Тирам б 99 Подпиеноеи е ею Юеею ав Филиал ППП "Патентф,г,Ужгород,ул, Проектная,4