Устройство для воспроизведения сигналов о быстроменяющихся случайных процессах с носителя магнитной записи

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик 980135(23) Приоритет -Опубликовано 07,12,82.Бюллетень М 45Дата опубликования описания 07. 12, 82 1311 М. Кл.з С 11 В 5/00 Государственный комитет СССР о делам изобретений и открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОСПРОИЗВЕДЕН ,Я СИГНАЛОВ О ВИСТРОМЕНЯЮ 118 ХСЯ СЛУЧАПН,Х ПРОЦЕССАХ С НОСИТЕЛЯ МАГНИТНОЙ ВАПИСИИзобретение относится к приооростроению и может быть использовано для оперативной обработки быстроменяющихся случайных процессов.Известно устройство лля определения стационарных и нестационарных участков случайного процесса, содержащее блок памяти, первый вйход которого соединен с входами блока сравнения, второй выход блока памяти подключен к входу блока контроля, атретий выход - к информационному входу первого переключателя, а также первый и второй дифференцирующиеблоки, пороговый блок, формирователь прямоугольного сигнала, регистрирующий блок, первый и второй интеграторы, блок умножения, второй пороговый блок, второй переключатель и первый и второй элементы И г 1 3.Недостаток этого устройстванеэкономный расход регистрирующего материала иэ-за отсутствия анализа записываемой информации.Наиболее близким к предлагаемому 25 по технической сущности являетсяустройство для воспроизведения сигналов о быстроменяюшихся случайных процессах с восителя магнитной записи, содержащее основную магнитную го ловку воспроизведения, полключенную через основной усилитель к регистратору, и дополнительную магнитную головку воспроизведения, соединенную с дополнительным усилителем, первый выход которого подключен к последовательно соединенным выпоямителю, первому блоку вычитания и первому детектору, а второй выхол через послеловательно соединенные три режекторных фильтра и второй детектор - к второму входу первого блока вычитания г).Недостатком данного устройства являетсл то, что оно не позволяет осуществлять определение нестационарных участков информации из общего потока информации, информация которых наиболее ценная лля анализа и обработки, вследствие чего расходуетсЯ много регистрирую всего носителя.Практика анализа и обработки информации быстромепяющихся случайных процессов показала, что больиинство телеметрируемых на борту летательных аппаратов реализаций относятся к нестационарным процессам. адаптивномультипликативной приролы, описываемых моделью вилагде г(1) и Ь(1) - мультипликативнаяи адлитивная составляющие;х(С) - исследуемый случайный процесс;у(1) - стационарная составляющая процес 5са,На стационарных участках информации исследователь без обработки может оценитьхарактер поведения многих статистических характеристик.случайного процесса.С точки зрения анализа и обработки наибольшую ценность при испытании летательных аппаратов представ 15ляют нестационарные участки информации (переходные участки, удары) .1 ель изобретения - уменьшениерасхода регистрирующего носителя.Поставленная цель достигается тем,что в устройство для воспроизведениясигналов о быстроменяющихся случайныхпроцессах с носителя магнитной записи, содержащее основную магнитнуюголовку воспроизведения, подключенную через основной усилитель к регистратору, и дополнительную магнитную головку воспроизведения, соединенную с дополнительным усилителем,первый выход которого подключен к ЗОпоследовательно соединенным выпрями,телю, первому блоку вычитания и первому детектору, а второй выход черезпоследовательно соединенные три режекторных Фильтра и второй детектор - 35к второму входу первого блока вычитания, введены два интегратора, второй и третий блоки вычитания, двасумматора, два блока задержки, третий и четвертый детекторы, квадратор, )Опереключатель и элементы И и ИЛИ,причем первый выход дополнительногоусилителя через последовательно соединенные первый интегратор, второйблок вычитания, первый сумматор, третий детектор, элемент ИЛИ и элементИ подключен к одному контакту переключателя, другой контакт которогосвязан с выходом первого детектораи вторым входом элемента И, при этомцепь из последовательно соединенныхтретьего блока вычитания, квадратора,второго интегратора, четвертого блока вычитания, второго сумматора ичетвертого детектора включена междупервым выходом дополнительного усилителя воспроизведения и вторым входомэлемента ИЛИ, первый блок задержкивключен между, вторым входом второгоблока вычитания и объединенными жходом первого интегратора и вторым щвходом третьего блока вычитания,второй блок задержки включен междувыходом второго интегратора и вторымвходом четвертого блока вычитания,а управляющий вход регистратора со единен с общим контактом переключателя.На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства,Схема содержит основную 1 и дополнительную 2 головки воспроизведения, усилители 3 и 4 воспроизведения, режекторные фильтры 5-7, детекторы 8-11, блоки 12-15 вычитания, интеграторы 16 и 17, двухполупериодный выпрямитель 18, квадратор 19, блоки 20 и 21 задержки, сумматоры 22 и 23, элемент ИЛИ 24, элемент И 25, переключатель 26 с контактами 27 и 28 и регистрирующий блок 29.Работа предлагаемого устройства основана на принципе задержки сигнала в основной информационной цепи между воспроизводящим блоком и блоком регистрации относительно цепи определения содержательности информации, текущих значений матеглатического ожидания (среднего), дисперсии и анализа их изменения на время, равное времени включения регистрирующего блока.Время задержки (Я определяется сдвигом дополнительной головки 2 воспроизведения навстречу движения Магнитного носителя, которое определяется расстоянием сдвига Т 1:) и скоростью движения магнитного носителя (Ч) согласно выражениюДисперсия П(1) вычисляется согласно выражениютПх(С) =Гх - щ(сЦ аг (3)1огде Т интервал усреднения;юх(1) - математическое ожидание(среднее), значение которого вычисляется согласно выражению(4)Предлагаемое устройство работает в двух режимах. В первом режиме обеспечивается выделение из общего информационного потока содержательной инФормации, если переключатель 26 замкнУт с контактом 27. Во втором режиме обеспечивается выделение нестационарных участков информации из потока содержательной информации, если переключатель 26 замкнут с контактом 28 и значения приращения математического ожидания щ(1) и/или П х(т) дисперсии превышают некоторые пороговые уровни, величина которых выбирается из целей и задач точности определения нестацианарных участков информации.Математически работу дополнительного устройства можно описать выполнением следующих условий;(5 ) (6) дв(с;) т С,д Рх(11 дщ(Й;) - значения приращенийд Рх(1) в (С;) и Р(С;) на мо мент времени й; .) С и С 2 - значения пороговых уровней,гдеи Информация с дополнительной голов. ки 2 воспроизведения поступает на вход усилителя 4 воспроизведения, с информационного выхода которого сигнал подается на первый вход блока 13 вычитания, на вход интегратора 16 и через двухполупериодный выпрямитель 18 на первый вход блока 12 вычитания и одновременно с контрольного выхода усилителя 4 воспроизведения эталонной калибровочный синусоидальный сигнал через последовательно соединенные режекторные фильтры 5-7 и .детектор 9 поступает на второй вход блока 12 вычитания.Содержательность информации определяется согласно выражении где х(й) - уровень реализации исследуемого сигнала;с(С) - уровень помехи и шумав тракте передачи.Режекторный Фильтр 5 подавляет калибровочный сигнал, выделяя из него все шумы, помехи, гармоники, появившиеся э эталонном сигнале при прохождении через тракт передачи информации.Последовательно соединенные фильтры б и 7, подавляя вторую и третьи гармонии калибровочного сигнала, выделяют иэ общего сигнала помехи и шумы тракта передачи. При превышении ими определенного уровня, заданного принятым критерием, сигнал с выхода детектора 9 поступает на второй вход блока 12 вычитания.Согласно выражению (7) при превышении уровня результатов измерения случайного сигнала над уровнем помехи и шума в трактах передачи с выхода блока 12 через детектор 8 подается положительный сигнал на первый вход элемента И 25 и на контакт 27 переключателя 26.В интеграторе 16 вычисляется среднее значение исследуемого сигнала х(1) согласно выражении (1).С выхода интегратора 16 сигнал, равный значении щх,(й), одновременно поступает на второй вход блока 13 вычитания, на первый вход и через блок 20 задержки на второй вход блока 14 вычитания. В блоке 13 осущеэляется центрирование сигнала х(1относительно в (С),Сигнал, равный х(С) - в(1),с выхода блока 13 вычитания поступа.5 ет на вход квадратора 19. Значениесигнала (х(с) - в(С)3 с выходаквадоатора 19 поступает на вход интегратора 17. В интеграторе 17 вычисляется значение дисперсии сигнала10 согласно выражении (3).Сигнал, равный значению Рх(1)с выхода интегратора 17 поступает ивфпосредственно на первый вход и черезблок 21 задержки на второй вход15 блока 15 вычитания, в котором вычисляется значение приращения дисперсийр (1;) на один такт задержки согласно выраженииРх(Сд = Рх Рх(т 1 Т)(8)где 7 - время задержки на один такт.С выхода блока 15 вычитания сигнал, равный р(й;), поступает навход сумматора 23, где вычисляетсязначение текущего приращения дРк(1)25 согласно выражениидР,(;) =С:. р,(С;) (9)где 1 - количество возможных прира 30щений х(1) на момент времени,Т;,Сигнал, равный дР (й;), с выходасумматора 23 поступает на вход детектора 10, который отмечает превышениед Рх (Ф;) допустимого уровня Г 2 согласно условии (б), При превышенииопределенного уровня, заданного принятьгл критерием, сигнал с выхода детектооа 10 поступает на второй вход40 элемента ИЛИ 24,В блоке 14 осуществляется вычис 1 ление значения приращения среднегос х(1) на олин такт задержки согласно выражении45 сс(;) = п(,) - г 1,(й; - ), (10)где Т - время задержки на один такт.С выхола блока 14 сигнал, равныйо х (т;), поступает на вход сумматооа 22 где вычисляется значение текущего приращения дщ (1;) согласновыражениидх 1 (С 1 )- сх ( )55где 1 - количество возможных приращений среднего к моментувремениСигнал, равный дю (1;), с зыхода 60 сумматора 22 пост 1 пает на вход детектора 11, который отмечает превышение д 1 ч х(Т, ) допустимого уровняС, согласно условии (5) .При превьпении дгп(С;) определенного уровня, заданного принятым кри980135 40 Формула изобретения 50 терием, сигнал с выхода детектора 11 поступает на первый вход элемента ИЛИ 24, С выхода элемента ИЛИ 24 сигнал поступает на второй вход элемента И 25, с выхода которого сигнал поступает на контакт 28 переключате ля 26.Если переключатель 26 образует цепь с контактом 27, 1 о с выхода детектора 8 подается положительный сигнал на включение регистрирующего блока 29. К моменту включения регистрирующего блока 29 информация с основной головки 1 воспроизведения через усилитель 3 воспроизведения поступат на вход блока 29 и из общего ин-15ормационного потока обрабатывается и регистрируется содержательная информация, превышающая уровень помех и шума в тракте передачи.Если переключатель 26 образует цепь с контактом 28 при одновременном поступлении сигналов на входы элемента И 25 с выходов детектора 8 и элемента ИЛИ 24, на выходе которого сигнал образуется при выполнении , условия (5) и/или условия (б), то с выхода элемента И 25 подается сигнал на включение регистрируище,о блока 29.К моменту включения регистрирующего блока 29 информация с основной го ловки 1 воспроизведения через усилитель 3 воспроизведения поступает на вход блока 29 и из общего потока содержательной информации выделяется ценная информация. 35Изобретение позволяет существенно повысить эффективность работ, связанных с обработкой и анализом нестационарной информации. Устройство для воспроизведения сигналов о быстроменяющихся случайных процессах с носителя магнитной записи, содержащее оснонную магнитную головку воспроизведения, подклю. ченную через основной усилитель к регистратору, и дополнительную магнитную головку воспроизведения, соединеннуи с дополнительным усилителем, первый выход которого подкличенк последовательно соединенным ныпря"мителю, первому блоку вычитания ипервому детектору, а второй выходчерез последовательно соединенныетри режекторных фильтра и второйдетектор - к второму входу первогоблока вычитания, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью уменьшениярасхода регистрирующего носителя,в него введены два интегратора, второй и третий блоки вычитания, двасумматора, два блока задержки, третий и четвертый детекторы, квадратор,перекличатель и элементы И и ИЛИ,причем первый выход дополнительногоусилителя через последовательно соединенные первый интегратор, второйблок вычитания, первый сумматор,третий детектор, элемент ИЛИ и элемент И подкличен к одному контактупереключателя, другой контакт которого связан с выходом первого детектора и вторым нходом элемента И,при этом цепь из последовательно соединенных третьего блока вычитания,кнадратора, нторого интегратора,четвертого блока вычитания, второгосумматора и четвертого детекторавключена между первым выходом допол-нительного усилителя воспроизведенияи вторым входом элемента ИЛИ, первыйблок задержки включен между вторымвходом второго блока вычитания и объединенными выходом первого интегратора и вторым входом третьего блокавычитания, второй блок задержкинключен между выходом второго интегратора и вторым входом четвертогоблока вычитания, а управляющий входрегистратора соединен с общим контактом переключателя. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 736117, кл. 0 06 Е 15/36, 1979.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке Р 2890581/18-10,кл. 0 11 В 5/00 1979 (прототип).980135 Корректор.О. Би ель Л. Кондрыкинск Неце СоставИ. Ковач Техред дак Подписно Зака П "Патент", г. ужгород, ул. Проектн а 41 Тираж 6 ИИПИ Государст по делам изобр 35, Москва, Х 2еннтен о комитета СССРи открытийужасная наб., д. 4/