Устройство для обучения обнаружению сигналов на фоне помехи

Кудряш ельство СССР6, 1978.ство СССР6, 1978 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБУЧЕНИЯОБНАРУЖЕНИЮ СИГНАЛОВ НА ФОНЕ ПОМЕХИ,содержащее последовательно включенные формирователь импульсов, коммутатор, блок счетчиков и блок индикацииа также пульт обучаемого, вход ивыход которого соединены соответственно с вторыми выходом и входом коммутатора, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения точностиустройства, в него введены сумматор и последовательно соединенные элемент ИЛИ, переключатель режимов работы и сдвигающий регистр, выход кото" рого подключен к первому входу формирователя импульсов, второй вход ко торого непосредственно соединен с первым выходом коммутатора, а первый и второй выходы через переключатель режимов работы - соответственно с первым и вторым входами сумматора, выход которого подключен к второму входу блока индикации, третий вход которого соединен с одним из выходов переключателя режимов работы, первый и второй входы элемента ИЛИ подключены соответственно к второмуи третьему выходам блока счетчиков,а выход - к второму входу блока счетчиков, второй выход которого через переключатель режимов работы соединен с вторым входом сдвигающего регистра.ЭаЮ1 11243Изобретение относится к обучающим устройствам и может быть использовано для обучения учащихся обнаружению радиотелеграфных сигналов, а также нри профессиональном отборе и оценке профессиональной пригодности.Известно устройство, предназначенное для оценки профессиональной пригодности.радиотелеграфистов и содержащее блок программного управления, генератор сигнала, генератор помехи, датчик случайных событий, блок коммутации, акустический преобразователь, счетчики ложных тревог н пропуска сигналау пульт испытуемого 15 и блок отображения параметра чувствительности Я .Известное устройство дает досто" верную оценку пригодности лиц к обу" чению приему телеграфных сигналов на фоне помехи, но при этом не учитывает функционального состояния испытуемого при проведении отбора, что приводит к увеличению отсева.Наиболее близким к изобретению является устройство для обучения обнаружению сигналов на фоне помехи, содержащее блок коммутации и связанные с ним источник основного сигнала, блок формирования сходнозвучащих сигналов, источник помехи, подключаеЗО мый через ключ, датчик .биномиальной последовательности, пульт обучаемого, счетчик числа правильных обнаружений и счетчик числа ложных тревог, выходы которых соединены с входами блока индикации, отображаю" щего параметр чувствительности обучаемого 2 .Данное устройство обладает невысокой точностью, так как не дает возможности определить расхождение частот основного и сходнозвучащего сигналов и учесть их при анализе результатов руководителем. Кроме того, это устройство иногда исполь- ф 5 зуется неэффективно, т.е. при проведении обучения (испытаний) не учитывается функциональное состояние обучаемого (испытуемого) и возможности его индивидуальных способностей. Это увеличивает время на подготовку специалистов при обучении (период обучения растягивается нз-за низкой отрабатываемости оши- бок) и снижает точность при отборе 55 радиотелеграфистов (отсев испытуемых нэ-за отсутствия данных функциенального состояния). 68 1Цель изобретения - повышение точности устройства посредством определения расхождения частот основного и сходноэвучащего сигналов и их учета при анализе результатов с расширением функциональных возможностей за счет измерения дополнительного параметра, повышением эффективности тренировок и точности отбора путем их проведения при нормальном функциональном состоянии.Указанная цель достигается тем, что в устройство, содержащее последовательно,включенные формирователь импульсов, коммутатор, блок счетчиков и блок индикации, а также пульт обучаемого, вход и выход которого соединены соответственно с вторыми выходом и входом коммутатора, введены сумматор и последовательно сосдиненные элемент ИЛИ, переключатель режимов работы и сдвигающий регистр, выход которого подключен к первому входу формирователя импульсов, второй вход которого непосредственно соединен с первым выходом коммутатора, а первый и второй выходы через переключатель режимов работы - соответственно с первым и вторым входами сумматора, выход которого подключен к второму входу блока индикации, третий вход которого соединен с одним из выходов переключателя режимов работы, первый и второй входы элемента ИЛИ подключены соответственно к второму и третьему выходам блока счетчиков,а выход - к второму входу блока счетчиков, второй выход которого через переключатель режимов работы соединен с вторым входом сдвигающего регистра.На чертеже изображена структурная схема предлагаемого устройства.Устройство для обучения учащихся обнаружению сигналов содержит источник 1 основного сигнала, в качестве которого могут быть использованы известные датчики сигналов или магнитофон с записью реального сигнала, источник 2 сходнозвучащих сигналов (применяемый и как источник контроль нцх сигналов), в качестве которого могут быть использованы известные датчики с электронной, регулировкой частоты, сдвигающий регистр 3, обес печивающий изменение контрольной частоты источника 2 ступенями через 10 Гц, источник 4 помехи, в качестве31 24368которого могут быть использованы известные имитаторы помех, датчик 5 мбиномиальной последовательности,косуществляющий с помощью коммутатора 26 выбор с заданной вероятностью ос 5иновного сигнала или сходнозвучащего и(контрольного) сигнала, без помехимили с помехой для первого или второ- иго временного интервала, элемент ИЛИ о7,счетчики 8 и 9 с регулируемым чис илом пересчета соответственно числаправильных обнаружений и числа ложных втревог элемент ИЛИ 10, сумматор 11, оключ 12, с помощью которого подклю- лчают источник 4 помехи к коммутато кру 6, пульт 13 обучаемого, переключа. дтель 14 режимов работы и блок 15,ин- лядикации. (Датчик 5 содержит последователь- дано соединенные генератор 16 шума, 20 нсостоящий из шумящего элемента и вширокополосного усилителя, пороговый иэлемент 17, осуществляющий кванто- ньвание непрерывного шумового сигнала лопо двум уровням, и 0-триггер 18,вто ларой вход которого является входом, а (выход. - выходом датчикаосБлок 15 содержит узел 19 отображения параметра чувствительности чаи индикатор 20 разности частот.Источники 1,2 и 4, элемент 7, дат- вчик 5 объединены в формирователь 21ниимпульсов, а счетчики 8 и 9 - втублок 22 счетчиков.няУстройство работает в двух режи- димах следующим образом. нуВ йервом режиме косвенно опреде- . Миляется функциональное состояние Обу- мачаемого путем измерения минимальной счразности частот воспринимаемых прсигналов, основного и контрольного.40В качестве контрольного сигнала ис- нипользован сходнозвучащнй сигнал,частотукоторого изменяют ступенн- прми через 10 Гц.Разность частот между Основным и контрольным сигналами45не должна превышать предела (кото- . врый для каждого обучаемого индививедуален и равен 10-30 Гц) измеренногопри нормальном функциональном состоя - понии испытуемого.50ст Во втором режиме производится тренировка обучаемых по обнаружению (различению) основных и сходно- звучащих сигналов и оценивается степень пригодности (ири профессиональном отборе) путем измерения параметра чувствительности. 4При обучении (контроле) в норальных условиях сигналы с источниа 1 основного сигнала и источникасходнозвучащих сигналов посту"акт в коммутатор 6. При этом послеервого ответа (опознания) обучаеого импульс с выхода коммутатора 6,остуиивший на счетчик 8 (или 9)дновременно через элемент ИЛИ 7Одается на вход датчика 5 биноальной последовательности (наторой(опросный) вход триггера 18),беспечивая подачу основного сигнаа столько раз первым в паре, скольо раз он следует вторым. По команам датчика 5 коммутатор 6 распредеет основной и сходнозвучащийконтрольный) сигналы по интерваламиной пробы, коммутирует сигналыа электроакустический преобразоатель, установленный в пульте 13,одключает счетчик 8 числа правильи обнаружений и счетчик 9 числажных тревог к соответствующим узм ввода признака обнаружениякнопкам .ответа - место нахожденияновного сигнала в первом или втом интервале пары) пульта 13 обу емого.При переполнении счетчиков 8 и 9первом режиме происходит управлее регистром 3, изменяющим частона выходе источника 2 ступеми через 10 Гц, и включение ин"катора 20, отображающего величиразности частот между источника 1 и 2 сигналов, определяемую сум.тором. При переполнении одного изетчиков 8 или 9 во втором режимеоизводнтся считывание их результов и фиксация в узле 19 отображе.я параметра чувствительности.Перед началом испытаний (тренажа)оизводят проверку соответствияновного и сходнозвучащего (конольного) сигналов. Предварительно,зависимости от требуемой досторности оценки опознания, счетчикии 9 при помощи переключателей (неказаны) устанавливают в соответвующие положения. Например, дляполучения оценок с точностью до 203счетчик 8 ставят в положение "8"асчетчик 9 - в положение "2". Затемруководитель (обучаемый) включает 55питание и устанавливает переключатель 14 в положение 1 (первый режнм). При этом счетчики 8 и 9 ирегистр 3 устанавливаются в исход74368 б 5 10 15 25 30 35 на полную емкость, например, вположение "10".Во втором режиме обучаемому спомощью электроакустического преобразователя, установленного в пульте13 (не показан), последовательнопредъявляют пары временных интервалов. Один из них содержит основной 45сигнал (или сигнал + помеха), второй " сходнозвучащий сигнал (илисходнозвучащий сигнал + помеха),После каждой пары обучаемый спомощью кнопок (не показаны) на 50пульте 13 вводит признак обнаруже.ния сигнала в том интервале, в котором, по его мнению, был основной сигнал. Обучаемому (испытуемому) последовательно предъявляютсянесколько пар сигналов, отличаю 5 11ное положение, а обучаемому посредством электроакустического преобразователя, размещенного в пульте 13,последовательно предъявляют парывременных интервалов, каждая из которых содержит основной и сходнозвучащий сигнал, После каждой пары сигналов обучаемый нажимает одну иту же кнопку на пульте 13. Как только на выходе счетчика 9 появится импульс переполнения (после двухсовпадений), он обеспечит включениеиндикатора 20, где будет указанаразность частот между основным исходнозвучащим сигналом. Эта разность бывает значительной (до. 1525 Гц) при использовании в качествеисточника сигналов магнитофонов идолжна быть учтена при оценке результатов тренировки и профотбора. Этот 20же импульс, пройдя через элемент ИЛИ10 на вход регистра 3, вызывает появление на выходе первого его разряда импульса, который изменяет частоту источника 2 на 10 Гц и, поступаяна входы установки в нулевое состоя-,ние счетчиков 8 и 9, производит считывание результатов в узел 19 отображения параметра чувствительности,а также устанавливает счетчики 8 и9 в исходное состояние,Устройство готово к предъявлениюобучаемому (испытуемому) проб длякосвенного определения Функционального состояния.Для определения функционального состояния обучаемому (испытуемому) с помощью электроакустического преобразователя, установленного в.пульте 13, последовательнопредъявляют пары временных интервалов, Один из них содержит основнойсигнал, другой - контрольный. Послекажцой пары обучаемый с помощьюкнопок пульта 13 вводит признакобнаружения основного сигнала втом интервале, в котором, по егомнению, был основной сигнал.Если при предъявлении проб переполняется счетчик 9, считается, чторазница межцу частотами основногои контрольного сигнала не воспринимается. При этом импульс переполнения с выхода счетчика 9 через элемент ИЛИ 10 и контакты переключателя 14 З поступает на управляющийвход индикатора 20, где будет указана разность частот, которую обучаемый не воспринял, и одновременно на тактовый вход регистра 3. Навыходе второго разряда регистра 3появляется импульс, который изменяет частоту источника 2 еще. на 10 Гц. Этот же импульс с выхода элемента 10 поступает на входы счетчиков 8 и 9, производит считывание результатов в узел 19 отображения параметра чувствительности и устанавливает счетчики 8 и 9 в исходное состояние,Если при последующих пробах происходит переполнение счетчика 8, то считается, что обуяаемый (испытуемый) надежно различает. основной и контрольный сигналы. При этом импульс переполнения со счетчика 8 фиксирует в узле 19 результат параметра чувствительности и разностьчастот, различаемую обучаемым, виндикаторе 20 а по ним руководитель определяет, следует начать тренировку или отложить. Если измерен"ная разность частот превьшиетпредельное значение для данного испытуемого в 1,5-2 раза, то тренировку следует отложить. Если же воспринимаемая разность частот находится в пределах нормы, то руководитель разрешает обучаемому приступить к тренировке.Обучаемый устанавливает переключатель 14 в положение 11 (второй режим), обеспечивая выключение регистра 3, сумматора 11 и индикатора 20 на время работы в данном режиме и включает счетчики 8 и 9 щихся одна от другой вероятностьюпоявления основного сигнала в каждомиз интервалов.7 1124368 8При переполнении счетчика 8 им- между частотами двух сигналов, он- пульс переполнения проходит через ределяемой перед тренировкой, а элемент ИЛИ 10 и производит считыва- при необходимости н в процессе трение результатов со счетчиков 8 и 9 ннровки (профотбора).в узел 19. Счетчики 8 и 9 устанав В обычных условиях, нри нормальтиваются в исходное (нулевое) поло- ном функциональном состоянии обучаежение, а в узле 19 фиксируется зна- мого, минимальная разность частот чение параметра чувствительности,не должна превышать 10-30 Гц (одноДля обучения в условиях, прибли- из трЕбований, предъявляемых к женных к реальньм, ключом 12 включают 1 о испытуемым при подборе.для обучеисточник 4 помехи. При этом помеха , ния специальности радиотелеграфисс помощью коммутатора 6 включается , та),как в первый,так и во второй интер" Если минимальная разность между вал каждой пробы. частотами превышает указанное преЕсли обучаемый в процессе треки дельное значение нри профотборе то ровки начинает допускать много оши- это говорит о непригодности испытуебок, т.е. отношение числа правиль" могд к обучению по специальности ных обнаружений к числу ложных тре" радиотелеграфиста. Если же в процесвог превышает 0,3 (взято из опыта се обучения перед тренировкой мики- проведения испытаний), то необходи- З 1 мальная воспринимаемая разность мо произвести контроль функцнональ- ме%ду частотами сигналов превьааает ного состояния обучаемого (перейти предельное значение в 1,5-2 раза, то к первому режиму). По результатам это говорит о ненормальном функцио-контроля принимается рещение о про- нальном состоянии обучаемого. Тре- должении или прекращении трениров нировка в таком состоянии обычно ки. не дает ожидаемых результатов (обуИспользование предлагаемого уст- чаекюй допускает большое число оширойства для обучения радиотелегра- бок). В этом случае лучше всего трефистов по сравнению с прототипом поз- нировку отложить (прекратить) и певоляет повысить точность, тренажа 30 рейти к выполнению других работ, не за счет предварительной проверки требующих макущальной концентрации частот основного источника и источ- внимания, а йосле восстановления ника сходноэвучащих сигналов с функционального состояния - снова последующим учетом величины расхож- вернуться к тренировке.дения частот при анализе результа 35Применение предлагаемого устройтов тренировки (профотбора) и расши- ства при профессиональном отборе порить Функциональные возможности уст- вышает точность отбора, а при обучеройства за счет измерения дополни- нии - улучшает эффективность обучетельного параметра - минимальной ния за счет оптимального испольэова-воспринимаемой на слух разности ния времени в период тренировок., Тираж 446 Подпис ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 3035, Москва, 3-35,Раушская наб., д. 4