Устройство для классификации сигналов

.(54) УСТРОЙСТВОСИГНАЛОВ ССИФИКАЦИИ ВЪ ОСУДАРСТБЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(57) Изобретение относится к автоматикеи вычислительной технике и м.б.использовано для классификации электрическихсиг н алов . Цель из о брет ения - повьппе ниеточности устройства, что достигаетсявведением формирователей уровня 3,элемента ИЛИ 4, триггера 5, генератора 6, элемента И 7, счетчика 8, дешифратора 9 и блока отображения 10,что позволяет разбивать амплитуду исследуемого сигнала на И уровней, иопределять время нахождения сигналана соответствующем амплитудном уровнеи, сравнивая эти величины, выделятьсигнал, 1 зи. ф-лы, 7 ил.1 с 10 15 20 Iд 30 35 Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и можетбыть использовано для классификацииэлектрических сигналов.Цель изобретения - ловыщение точности устройства.На фиг.1 представлена блок-схемаустройства; на фиг.2 - циклограммаработы устройства; на фиг,3 и 4исследуемые электрические сигналы;, на фиг.5 и 6 - плотности распределения времени нахождения исследуемогосигнала на определенном уровне длясигналов класса Л и класса Б; нафиг,7 - сравнение плотностей распределения.Устройство содержит усилитель 1,блок 2 задания весовых коэффициентов,формирователи 3 уровня сигнала, элемент ИЛИ 4, триггер. 5, генератор 6импульсов, первый элемент И 1, счетчик 8, дешифратор 9 и блок 10 отображения.Формирователь уровня содержит пороговый элемент 11, элемент НЕ 12 ивторой элемент И 13.Классификация сигналов по классамзаключается в определении среднеговремени нахождения данных сигналовна одном или нескольких информативныхуровнях. По значению данного времени,которое является информативным признаком определенного класса, производится классификация.Информативный уровень (или уровни)определяется на стадии обучения. Оннесет наибольшую информацию о различимости сигналов,не сработал, на его выходе сигнал отсутствует и с выхода элемента НЕ 12подается сигнал на третий вход элемента И 13. При наличии сигнала напервом входе элемента И 13 с его выхода выдается сигнал через элементИЛИ 4 на третий вход элемента И 7,Импульсы с кварцевого генератора 6через элемент И 7 начинают поступатьна счетчик 8 импульсов. Наличие сигнала на первом входе элемента И 13обуславливает измерение времени нахождения исследуемого сигнала хна соответствующем амплитудном уровне, Отсутствие сигнала исключает данные измерения,При достижении сигналом х(й) второго амплитудного уровня срабатываетпороговый элемент 11 и на его выходе появляется сигнал, закрывающий через элемент НЕ 12 элемент И 13, на выходе которого сигнал исчезает. Отсутствие сигнала на выходе элемента И 13 приводит к закрытию элемента И 7, Им-. пульсы с кварцевого генератора 6 не поступают на счетчик 8. Количество импульсов, подсчитанных счетчиком 8, пропорционально времени нахождения исследуемого сигнала х(С) на первом амплитудном уровне.Появление сигнала на выходе порогового элемента 11 открывает элемент И 13 при наличии на его первом входе сигнала. На третьем входе элемента И 13 сигнал есть, так как пороговый элемент 11, настроенный на третий уровень, не сработал и на выходе элемента НЕ 12 сигнал имеется, С выходаУстройство работает следующим образомВходной сигнал х, подлежащий классификации, усиливается входным усилителем 1 до необходимого значения и подается через блок 2 задания весовых коэффициентов на все пороговые элементы 11 формирователей 3 уровня одновременно. С помощью блока 2 задания весовых коэффициентов пороговые элементы 11 настраиваются на определенный амплитудный уровень сигнала х(г). После команды "Пуски с триггера 5 на второй вход элемента И 7 выдается сигнал. При нахождении исследуемого сигнала х(Т) на первом уровне сра.батывает пороговый элемент 11 и выдает сигнал на второй вход элемента И 13. Так как гороговый элемент 11, настроенный на второй уровень, еще40 элемента И 13 сигнал через элемент ИЛИ 4 поступает на третий вход эле 45 50 55 мента И 7. Элемент И 7 открывается и счетчик 8 производит подсчет импульсов, поступающих с кварцевого генератора 6.При достижении сигналом х(Г) третьего амплитудного уровня срабатывает пороговьй элемент 11 и сигнал на его выходе через элемент НЕ 12 закрывает соответствующий элемент И 13 и открывает соответствующий элемент И 13.Далее все происходит аналогично рассмотренному. Процесс происходит до тех пор, пока амплитуда исследуемого сигнала х не снижается. Тогда на выходе определенного порогового элемента сигнал исчезает и тем самым обеспечивается закрытие соответствующего ему элемента И 13 и открытиеэлемента И 13 в формирователе уровня, настроенного на нижестоящий амплитудный уровень. Все операции повторяются до тех пор, пока не поступает ко 11и 5 манда Останов" на триггер 5.Измерение времени пребывания исследуемого сигнала х(Г) на определенном амплитудном уровне происходит лишь тогда, когда на первый вход эле О мента И 13 соответствующего формирователя уровня подан сигнал. Таким образом, сигнал У(1) =цх(С), где (х) - оператор преобразования, определяемый совокупностью сигналов на 15 первых входах элементов И 13, преобразуется в импульсы, подсчитываемые счетчиком 8. По значению количестваимпульсов можно судить о номере класса предъявленного сигнала. Число им Опульсов, подсчитанных счетчиком 8,через дешифратор 9 высвечивается нацифровом табло 10. Оператор преобразования х) запоминается в виде комбинации сигналов на первых входах 25элементов И 13. Адаптация устройствапроизводится на этапе обучения и заключается в подборе такого операторапреобразования х), который обеспечивает правильную классификацию дан- ЗОной совокупности сигналов,Устройство на стадии обучения работает следующим образом. Исследуемые сигналы х разбиваются по амплитуде при помощи блока 2 заданиявесовых коэффициентов на и уровней,Путем последовательной подачи единичного потенциала (фиг.1) на установочные входы (первые входы элементаИ 13) формирователей уровня (ФУЗ,ФУ 4 ФУИ), что соответствует выделению из сигнала только соответствующего уровня, последовательно находят средние значения времени нахождения исследуемого сигнала на каждом 45амплитудном уровне. Для этого подаютсигнал "Пуск" на триггер 5, Импульсыс кварцевого генератора 6 не проходятчерез элемент И 7 на счетчик 8, таккак на элементе И 7 отсутствует сигнал на третьем входе. При достиженииисследуемым сигналом х(С), снимаемымс усилителя 1 и проходящим через блок2 задания весовых коэффициентов,уровня амплитуды, на который настроен 55соответствующий ФУ(К), с последнеговыдается сигнал через элемент ИЛИ 4на третий вход элемента И 7, которыйначинает пропускать импульсы с кварцевого генератора 6 на счетчик 8 импульсов,При достижении исследуеМым сигналом уровня амплитуды, на который настроенследующий ФУ (П+1), сигнал свыхода ФУ(П) исчезает, элемент И 7запирается и импульсы с кварцевогогенератора 6 перестают поступать насчетчик 8. При снижении амплитуды исследуемого сигнала все происходит,аналогично, но в обратном порядке(фиг.2). Счетчик 8 суммирует импульсыза время нахождения исследуемого сигнала на выбранном уровне до приходакоманды "Останов" на триггер 5, т.е.за строго фиксированный промежутоквремени Т. В результате на цифровомтабло 10 высвечивается число импульсов, пропорциональное времени нахождения исследуемого сигнала на выбранном уровне за период Т .(в). Аналогичные операции проводятся и на других уровнях. Если имеется группа сигналов, принадлежащих классу А, всеоперации проводятся для этой группы,но тогда уже находится среднее времянахождения исследуемых сигналов накаждом уровне щ,Ьпкф-1к Ь фгде Ь - количество сигналов класса А,Аналогичные операции производятся ис сигналами класса Б и находятся шк.По максимальному абсолютному значению разницы средних значений времени нахождения исследуемого сигналадля класса А(т) и класса Б(ш) находят один или несколько информативных уровней)т - т) = шах.Амплитудный уровень сигнала, выб-.ранный таким образом, несет максимальную информацию о различимостисигналов, На этом уровне будет максимальное отличие классифицируемых сигналов.Все операции по нахождению информативного уровня являются обучающимипроцедурами и проводятся один раздля неизвестных сигналов, принадлежащих разным классам. В зависимости отнайденного информативного уровня(ей)подается единичный потенциал на установочный вход(ы) соответствующего(щих) формирователя(ей) уровня, аустановочные входы других формирователей уровня заземляются,1354222 заканчивается. 1 Н На этбм этап обучения устройства Формула изобретения 1, Устройство для классификации сигналов, содержащее последовательно соединенные усилитель и блок задания весовых коэффициентов, о т л и ч аю щ е е е я тем, что, с целью повышения точности устройства, в него введены И формирователей уровня сигнала, где И - число амплитудных уровней сигнала, элемент ИЛИ, триггеР, 15 генератор импульсов и последовательно соединенные первый элемент И, счетчик, дешифратор и блок отображения, первый и второй входы первого элемен-. та И соединены с выкодом генератора 20 импульсов и с прямым выходом триггера, прямой вход которого является входомПуск устройства, а инверсный вход является входом "Останов" устройства, третий вход элемента И сое динен с выходом элемента ИЛИ, входы которого соединены с первыми выходамиформирователей уровня сигнала, первыевходы которых соединены с выходамиблока заданий весовых коэффициентов,второй вход И-го формирователя уровнясигнала соединен с вторым выходом(Н)-го формирователя уровня-сигнала,2, Устройство по п.1, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что формирователь уровня сигнала содержит пороговый элемент НЕ и второй элемент И,выход которого является первым выходом формирователя, первый вход второго элемента И является установочнымвходом формирователя, второй входвторого элемента И и вход элементаНЕ соединены с выходом пороговогоэлемента, вход которого является первым входом формирователя выход элемента НЕ является вторым выходом формирователя, третий вход второго элемента И является вторым входом формирователя уровня сигнала,354222 Составитель А,ГлТупица Техред Л.Олийнык орректор А. Тяс едакт Заказ 5 писное твенно-полиграфическое предприятие, г, Ужгор Прои л. Проектная, 4 Тираж 671ударственногизобретенийва, Ж, Ра 45ВНИИПИ Го по делам 3035, Мос комитета ССС открытий ская наб, д