Способ определения параметров экстремумов сигналов и устройство для его осуществления

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеслублик пи 922645(2 ъ) Приоритет оо делам изобретений н открытий(5 ч) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ СИГНАЛОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУ РЕМУМОВВЛЕНИЯ тносится к измеритель жет использоватьсяпараметров экстремустройствах классифиоб.определения параов сигналов, заключаю. задерживают входнойи определяют раззадержанного входных уют моменты смены разносТи, причем за мов сигнала принимают мсменты смены знака указаннои разнос ти 11,Недостатками этого способа являют ся ограниченное число выделяемых для а;-;ализа параметров экстремумов сигна лов, а также потеря работоспособности при малых значениях кривизны сигналов в точках их экстремумов.Наиболее близким техническим реше нием является способ для определения параметров экстремумов сигналов,Изобретение о ой технике и мо для определения мов сигналов в у кации сигналов. Известен спо метров экстрему щийся в том, что сигнал на время ность текущего сигналов, фикси знака указанной моменты экстрему,заключающийся в том, что задерживают входной сигнал на время . и определяют разность текущего и задержанного входных сигналов, затем указанную разность сравнивают с двумя порогами, измеряют интервал времени, в течение которого указанная разность не превыщает порогов, затеи вычисляют половину длительности этого интервала и фиксируют момент его окончания, после чего определяют момент экстремума сигнала путем вычитания половины длительности этого интервала от момента его окончания 0 21.Способ осуществляют устройством для определения параметров экстремумов сигналов, содержащем блок задержки и вычитатель, первый вход которого соединен с входом устройства, а второй - с выходом блока задержки, при этом выход вычитателя соединен с входом двух пороговых устройств, выходы которых подключены к двум входам выделителя экстремумов, выход3 9226 которого соединен с первыми входами счетчика длительности экстремумов и регистратора времени, вторые входы которых соединены с выходом генератора импульсов, причем выходы пороговых устройств .подключены к первым двум управляющим входам блока задержки, третий управляющий вход которого соединен .с выходом генератора импульсов. 1 ОВ этом устройстве Функции блока задержки выполняет цепь из последовательно соединенных реверсивного счетчика и преобразователя код-напряжение, причем время задержки опреде ляется временем установления сигнала на выходе преобразователя код-напряжение.Недостатки этого способа - ограниченное число параметров экстремумов сигналов, выделяемых для анализа, отсутствие регистрации параметров экстремумов в реальном масштабе времени и наличие ошибок определения моментов экстремумов сигналов, несим З четричных относительно экстремальныхточек.Общим недостатком известных способов определения параметров экстремумов сигналов является ограниченное число выделяемых для анализа параметров экстремумов сигнала.Причина указанного недостатка из- вестных способов заключается в том, цто они позволяют выделять только экстремальные и следующие за ними значения сигнала и не выделяют значений сигнала, предшествующих экстремальнымЦель изобретения - расширение функ.циональных возможностей путем регистрации параметров сигнала в областях его экстремумов.Поставленная .цель достигается тем цто, согласно способу определения параметров экстремумов сигналов, заключающемуся в том, что входной сигнал задерживают на времяи определяют разность текущего и задержанного входных сигналов, дополнительно к этому56 Формируют опорный сигнал, равный модулю указанной. разности, который затем задерживают на время , после цего задержанный опорный сигнал делят на текущий опорный сигнал, а результат деления сравнивают с пороговыми значениями и по результатам сравнения определяют в реапьном масштабе времени последовательно первый момент времени,фпредшествующий точке экстремума, вто;. . рой момент времени, соответствующий точке экстремума, и третий момент времени, следующий за экстремальным, приэтом значения входного сигнала, соответствующие указанным моментам времени, выделяют для анализа,Такой способ может быть осуществлен устройством для определения параметров экстремумов сигналов, содержащим первый блок задержки и вычитатель,первый вход которого соединен с входом устройства, а второй подключен к выходу первого блока задержки, а также первое и второе пороговые устройства, вкоторый введены последовательно соединенные формирователь модуля, второй блок задержки и делитель .напряжения, втооой вход которого соединен с входом второго блока задержки, а также третье пороговое устройство, первый, второй и третий формирователи импульсов и первый, второй и третий элект" ронные ключи, первые входы которыхсоединены с входом чстоойства, причем выход делителя напряжения подключен квходам первого, второго и третьего пороговых устройств, выходы которых соответственно через первый, второйфи третий формирователи импульсов подключены к вторым входам первого, второго и третьего электронных ключей, выходы которых подключены соответственно к первому, второму и третьему выхочдам устроиства, а выход вычитателя соединен с входом Формирователя модулянапряжения.На Фиг. 1 приведена Функциональная схема для осуществления способа; на фиг. 2 - диаграммы напряжений, поясняющие работу устройстваВход 1 устройства соединен с входом первого блока 2 задержки и с первым входом вычитателя 3, второй вход которого подключен к выходу первого блока 2 задержки. Выход вычитателя 3 подключен к входу, Формирователя 4 модуля напряжения, выход которого соединен с входом второго блока 5 задержки, выход которого подключен к первому входу делителя б напряжения, второй вход которого соединен с выходом формирователя 4 модуля напряжения. Выход делителя 6 напряжения подключен к входам первого 7, второго 8 и третьего 9 пороговых устройств, выходы которых соединены соответственно с входами первого 10,второго 11 и третьего 12 формирователейНапряжение о,1 сравнивается с пороговыми значениями Ед, Е и Ень соответственно первого, второго и третьего пороговых устройств 7,8, и 9, В моменты пересечения снизу вверх напряжением 05(1) порогового уровня Ео, первого порогового устройства 7 на выходе последнего формируется положительный перепад напряжения, при этом на выходе первого формирователя 10 импульсов вырабатывается импульс длительностью Й (Фиг. 2 е), открывающий первый электронный ключ 13 на интервал 5, в течение которого вход 5 9226.импульсов. Вход 1 устройства подключен к первым входам первого электронного ключа 13, второго электронногоключа 14 и третьего электронного ключа 15, вторые (управляющие) входы 5которых соединены соответственно свыходами первого 10, второго 11 итретьего 12 формирователей импульсов. Выход первого электронного ключа 13 соединен с первым выходом 16 10устройства, выход второго электронного ключа 14 подключен к второмувыходу 17 устройства, а выход третье.го электронного ключа 15 соединенс третьим выходом 18 устройства. 15Работа устройства заключается вследующем,Входной сигнал от входа 1 устройства поступает на вход первого блока 2 задержки, на выходе которого 20формируется сигнал, задержанный относительно входного на время 4. Кроме того входной сигнал поступает напервый вход выцитателя 3, на выходекоторого Формируется сигнал, пропорциональный разности текущего и задержанного сигналов, Выходное напряжение вычитателя 3 поступает на входформирователя 4 модуля напряжения,на выходе которого Формируется сигналзоравный модулю его входного напряжения. Второй блок 5 задержки осуществляет задержку на время ь 2 сигнала,поступающего на его вход с выходаформирователя 4 модуля напряжения.Сигнал с выхода второго блока 5 задержки поступает на первый вход делителя 6 напряжения. На выходе делителя 6 напряжения формируется напряжение, пропорциональное отношению выходного напряжения второго блока 5задержки к его входному напряжению.Выходной сигнал делителя 6 напряжения сравнивается с пороговыми уровнями первого 7, второго 8 и третьего 9 пороговых устройств. При пересечении снизу вверх выходным напряже- .нием делителя 6 напряжения порогово-.го уоовня первого порогового устройства 7 на выходе последнего Формиру 50ется положительный пеоепад напряжения, пои поступлении на вход формирователя 10 импульсов на выходе последнего формируется положительныйимпульс длительностью 7 ь, открываю 55щий первый электронный ключ 13, приэтом сигнал с входа 1 устройства через открытый первый электронныйключ 13 в течение времени присутствия 45 6положительного потенциала на его втором входе проходит на первый выход 16 устройства. Аналогично, в моменты пересечения сигналом снизу вверх пороговых уровней соответственно второго и третьего пороговых устройств 8 и 9 на интервалы времени2 открываются соответственно второй электронный ключ 14 и третий электронный ключ 15, при этом сигнал с входа 1 устройства проходит соответственно на второй 17 и третий 18 выходы устройства.При поступлении на вход 1 устройства сигнал А вша (фиг. 2 а) на выходе первого блока 2 задержки, осуществляющем задержку входного сигнала на время 7, формируется напряжение 04 (С), ра вное 04 (С) =А ЯЫй 1-).При этом напряжение Оу (С) на выходе вычитателя 3 (фиг, 2 б), пропорциональное разности напряжений на его входах, равно 02 Ь) = аАью 1 Ю- К ьооМ.-Т,)1 = к АиАсозыв,где Е - коэффициент усиления диффе-. ренциального усилителя, выполняющего :функции вычитателя.Напряжение Оь(1) (фиг. 2 6) на выходе Формирователя 4 модуля напряжения имеет вид Оз С)=/КЛи 1 С 05 ш 1/, Путем задержки напряжения 0 (1) на времяна выходе второго блока 5 задержки формируется напряжение Оц(2) (фиг. 22), имеющее вид О(С) = /КЛ 1,созыв - 2)/. В этом случае на выходе делителя 6 напряжения формируется напряжение О(С),(фиг. 29),ной сигнал проходит на первый выходустройства,Аналогично, в моменты гересеченияснизу вверх напряжением пороговыхуровней Еп и Ея соответственно второго и третьего пороговых устройств8 и 9, на выходах последних формируются положительные перепады напряжения, при этом на выходах второго 11и третьего 12 формирователей импульсов вырабатываются импульсы (Фиг.2,зеи 2), открывающие на время ьз соответствеНно второй и третий электронные ключи 14 и 15 для пропускания сигнала с входа 1 устройства соответственно на второй и третий выходы 17и 18,При этом на первом выходе 16 устройства выделяется мгновенное значение сигнала, предшествующее экстре 20мальному, на втором выходе 17 устройства выделяется мгновенное значениесигнала, соответствующее экстремальному, а на третьем выходе 18 устройства выделяется мгновенное значениесигнала, следующее за экстремальным.Путем выбора порогового значения Еопервого порогового устройства 7 устанавливается интервал времени междусигналами на первом, выходе 16 устройства и на втором выходе 17 устройства.Аналогично путем выбора порогового значения Ез третьего пороговогоустройства 9 устанавливается интер 35вал времени между сигналами на втором 17 и третьем 18 выходах устройства.Таким образом, предлагаемый способ определения экстремумов сигналов40позволяет выделять для анализа нетолько экстремальные и следующие заними значения сигнала, но и значениясигналов в областях его экстремумов,предшествующие экстремальным.Расчетнымпутем установлено, что45интервал времени, за который выделяемое предлагаемым способом предшествующее значение сигнала определяет экстремальное. определяется только параметрами устройства, реализующего способ, и не зависит ни от амплитуды,ни от частоты входного сигнала в полосе стандартного телефонного канала,55Применение предлагаемого способа,и устройства, реализующего этот "особ, по своему назначению, например, в составе устройства .классификации сигналов, за счет выделения для анализа дополнительных параметров экстремумов, например симметричности сигнала относительно точек его экстремумов, а также за счет повышения точности определения моментов времени и величин экстремумов сигналов, позволит повысить вероятность правильной классификации сигналов.Кроме того, предлагаемое устройство осуществляет выделение необходимых для анализа значений сигнала в реальном масштабе времени, что способствует упрощению устройств классификации.Формула изобретенияСпособ определения параметров экстремумов сигналов, заключающийся в том, что входной сигнал задерживают на время ь и определяют разность текущего и задержанного входных сигналов, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем. регистрации параметров сигнала в областях его экстремумов, формируют опорный сигнал, равный модулю указанной разности, который задерживают на время 1а после чего задержанный опорный сигнал делят на текущий опорный сигнал, а результат деления сравнивают с пороговыми значениями и по результатам сравнения определяют в реальном масштабе времени последовательно первый момент времени, предшествующий точке экстремума, второй момент времени, соответствующий точке экстремума, и третий момент времени, следующий за экстремальным, при этом значения входного сигнала, соответствующие указанным моментам времени, выделяют для анализа.2. Устройство для осуществления способа определения параметров экстю, ремумов.сигналов по и. 1, содержащее первый блок задержки и вычитатель, первый вход которого соединен с входом устройства, а второй подключен к выходу первого блока задержки, а также первое и второе пороговые устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что в него введены последователь. но соединенные формирователь модуля, ,второй блок задержки и делитель на-, пряжения, второй вход которого сое9226 динен с входом второго блока задержки, а также третье пороговое устройство, первый, второй и третий формирователи импульсов и первый, второйи третий электронные ключи, первыевходы которых соединены с входомустройства, причем выход делителянапряжения подключен к входам первого, второго и третьего пороговыхустройств, выходы которых.соответственно через первый, второй и третийформирователи импульсов подключенык вторым входам первого, второго и 45 10третьего. электронных ключей, выходы которых подключены соответственно к первому, второму и третьему выходам устройства, а выход вычитателя соединен с входом формирователя модуля напряжения. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССР Н 616595, кл. С 01 В, 19/04, 1976. 2. Авторское свидетельство СССР й 547702, кл, С 01 К 19/04 р 1975