_сиюзна)1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советскик Социалистическиз РеспубликЗависимое от авт. свидетельства Заявлено 121971 ( 16145821 с присоединением заявки М М Кт С 061 15,оритстбликовано 231973, Бюллетень Ма опубликования описания 16.111.197 Комитет по делам обретений и открытий ри Совете Министров СССРДК 681.3:519.2(088,8) Авторы1 зобретени М. Чеголин, А. Г. Ярусов, В. А, Мазур и Г. И. Алексеевнститут технической кибернетики АН Белорусской ССР- -.,.;ОНУЧА): явител ТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕ СЛУЧАЙНО РАСПРЕ пределения срсдделенных импульПредлагаемое устройство для определения средней частоты случайно распределенных импульсов относится к области вычислительной техники и может найти применение в системах распознавания сложных графических образов, подверженных помехам, в радиоизмерениях для определения частоты высокочастотной составляющей колебаний радиоимпульсов, в системах, предназначенных для вычисления статистических характеристик случайных процессов и т.д,Известны устройства для оней частоты случайно распре сов,Однако из-за недостаточно высокой падеж ности работы этих устройств появляются недостоверные результаты вычисления средней частоты случайно распределенных импульсов в том случае, когда эти импульсы имеют непрерывное распределение амплитуды. 20В системах распознавания сложных графических образов измеряемая последовательность импульсов представляет собой видеоимпульсы, полученные в результате считывания распознаваемого образа. Ряд факторов (пере менная контрастность, различные углы наклона линий образа к направлению считывания и т. д,) приводит к непрерывному распределению амплитуды видеоимпульсов. Аналогичная непрерывность распределения амплитуды им 1/1 й-.;= Ъ 1, ЕйЕНИЯ СРЕДНЕЙ ЧАСТОТУЕННЫХ ИМПУЛЬСОВ пульсов имеет место при измерении частоты высокочастотной составляющей в радпопзмеренпях при наличии шумов и помех.В известных устройствах импульсы с таким непрерывным распределением амплитуды подаются непосредственно на вход, При этом возможно неполное срабатывание (сбои) последующих схем устройства, на которые поступают эти импульсы.Цель изобретения - повышение надежности работы устройства, а следовательно, помехоустойчивости и достоверности результатов вычисления при измерении средней частоты случайно распределенных импульсов, имеющих любое (в том числе и непрерывное) распределение амплитуды,Это достигается тем, гто предложенное устройство дополнительно содержит блок устранения сбоев, один вход которого подключен к соответствующей входной клемме устройства, другой вход - к входной лемме начала измерения, а выход - к входу блока управления.Для упрощения аппаратуры блок устранения сбоев содержит триггер, едпнпчнып выход которого подключен к первому вентилю непосредственно и через первую линию задержки, нулевой выход триггера через второй вентиль, вторую лпьппо задержки и схему ИЛИ связан с нулевым входом триггера, единичныйвход которого подключен к входу второй линии задержки.На фиг, 1 показана функциональная схема устройства для определения средней частоты случайно распределенных импульсов; на фиг. 2 - дактилоскопический отпечаток; на фиг, 3 - папиллярные линии дактилоскопического отпечатка в увеличенном масштабе; на фиг. 4 - графики, поясняющие работу устройства (а - зона несрабатывания, б - зона сбоев, в - зона срабатывания),Устройство содержит блок 1 регистрации на реверсивных счетчиках 2 и 3, блок 4 устранения помехи на триггерном счетчике 5, триггере б, вентиле 7, схеме ИЛИ 8, и линии задержки 9, входные клеммы 10, 11, 12 и 13, суммирующие входы 14, 15, и вычитающие входы 16, 17 счетчиков 2, 3, блок 18 устранения сбоев на триггере 19, вентилях 20, 21, линиях 22, 23 задержки и схеме ИЛИ 24, блок 25 управления регистрацией на триггере 26, вентиле 27 и линии 28 задержки.Дактилоскопический отпечаток 29 (фиг. 2) подвержен помехе 30 (типа непропечатки краски), которая привела к исчезновению импульсов на интервале 31 последовательности 32 случайно распределенных импульсов, представляющих результат считывания по строке указанного отпечатка.В результате считывания поры папиллярной линии 33 (фиг. 3) на интервале 34 последовательности 32 случайно распределенных импульсов образовался импульс, также представляющий собой влияние помехи.Реверсивный счетчик 2 (фиг. 1) предназначен для подсчета (в виде количества импульсов) числа интервалов между соседними импульсами измеряемой последовательности. Реверсивный счетчик 3 служит для накопления (в виде количества импульсов генератора масштабных импульсов заполнения, поступающих на вход 10) интервалов между соседними импульсами измеряемой последовательности. Причем в счетчиках 2 и 3 фиксируются только те импульсы, которые соответствуют интервалам времене Т измеряемой последовательности, не искаженным помехами, т. е, лежащим в пределах между верхним и нижним пороговыми значениями интервалов.Счетчик 5 измеряет интервалы между каждым предыдущим и последующим импульсами измеряемой последовательности по мере поступления их в устройство, сравнивает эти интервалы с величиной верхнего порогового значения, и если интервалы превышают эту пороговую величину, вырабатывает сигнал признака помехи.Триггер б, вентиль 7 и линия 9 задержки вместе со счетчиком 5 устраняют помеху, например, в виде непропечатки или залипапия краски, приводящую к появлению интервалов между импульсами измеряемой последовательности, превышающих верхнее пороговое значение.Триггер 19, вентили 20, 21, липпи 22 и 23 5 то 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 задержки и схема ИЛИ 24 составляют блок устранения сбоев, предназначенный для устранения влияния помехи, приводящей к появлению интервалов мекду импульсами измеряемой последовательности, меньших нижнего порогового значения, и для повышения стабильности и надежности работы всего устройства.Триггер 26 с вентилем 27 предусмотрены для включения и отключения устройства в моменты начала и конца времени измерения, которые задаются импульсами, поступающими соответственно на входные клеммы 13 и 2,Входная клемма 10 предназначена для подачи в устройство масштабных импульсов, а входная клемма 11 - импульсов измеряемой последовательности.Единичный выход триггера б подключен к входу вентиля 7, второй вход которого соединен с входной клеммой 10, а выход - с суммирующим входом 15 реверсивного счетчика 3 и с входом триггерного счетчика 5, выход которого непосредственно связан с нулевым входом триггера 6 и с вычитающим входом 16 реверсивного счетчика 2, а через линию 9 задержки -- с вычитающим входом 7 реверсивного счетчика 3 и с первым входом схемы ИЛИ 8, выходом подключенной к входу установки в нуль триггерного счетчика 5. Входная клемма 13 соединена с входами установки в пуль реверсивпых счетчиков 2 и 3, с входом схемы ИЛИ 24 и с единичным входом триггера 26, нулевой вход которого подключен к входной клемме 12, а единичный выход - к входу вентиля 27. 11 улевои выход триггера 19 соединен с входом вентиля 21, второй вход которого подключен к входной клемме 11, а выход непосредственно связан с единичным входом триггера 19, а также через линию 23 задержки и схему ИЛИ 24 - с нулевым входом этого же триггера. Единичный выход триггера 9 непосредственно и через лишпо 22 задержки соединен с обоими входами вентиля 20, вход которого подключен к второму входу вентиля 27. Выход вентиля 27 связан непосредственно с вторым входом схемы ИЛИ 8, а через лишпо 28 задержки - с единичным входом триггера 6 и с суммирующим входом 14 реверсивного счетчика 2.Прп поступлении на вход устройства для вычисления средней частоты случайно распределенных импульсов с непрерывным распределением амплитуды (на фиг. 4 в качестве примера непрерывного распределения изображен график 1 (К,.) равномерного распределения вероятностей амплитуды) возникает нестабильность работы (сбои) всего устройства, вызываемые импульсами недостаточнойамплитуды.Включение на входе устройства усилителя для усиления импульсов с недостаточной амплитудой не исключает появления сбоев. (На фиг, 4 дана амплитудная хапяктеристика С,ы, (Г,) усилителя. При конечном значении коэффициента усиления усилителя амплитудная характеристика не будет разрывной, а имеет5наклонный участок. Выходные импульсы усилителя сохраняют непрерывное распределение амплитуды, и ца участке с 1(с 1(с 1 оказывается зона сбоев (график Р (У-), показывающий вероятность правильного срабатывания всех схем устройства.Устрацецие непрерывности распрсдслецця аплитуды входных импульсов возможю путем включения ца входе устройства схемы с разрывной (идеальной )елейной) характеристикой.Разрывными амплитудны:)и характерист 1- качи обладают триггеры Шмитта, об чц.1. триггеры, кцпп-реле, блокицг-генераторы и другие схемы с положительыми обратцым: связями. Одцако, все эти схемы, ПОмимо разрывного участка, имеют цаклоццую часть амплитудной характеристики.На фиг. 4 показан пример амплитудцой характеристики Е/вых, (Ь, ) триггера Шмитта. Наличие цяклоццОГО участка этой харатецстики вновь образует зону сооев работы устройства для определения средней частоты с;учайно распределенных импульсов (график Р(Е/,.), показывающий вероятность правильного срабатывания всех схем устройства),Таким образом, включение триггера П 1 митта и других схем с положительными ооратцыми связями це устраняет появления сбоев в рабоботе устройства.Для устранения непрерывности распределения амплитуды импульсов измеряемой последовательности ца входе предлагаемого устройства включен блок 18 устрацепия сбоев, обладающий идеальной релейной характеристикой, Импульсы измеряемой последовательности после прохождения через эту схему квантуются ца два уровня - нулевой или максимальцьй - без прохежуточцых значений. При наличии импульсов ца выходе блока 18 устранения сбоев все последукнцце схемы срабатывают правильно, т. е. зона сбоев полностью исключается (график Р 4(С).Рассмотрим работу устройства ца примере определения средней частоты случайно распределеццых импульсов последовательности 32 (фиг. 2), представляющей собой результат считьвация цо строке датцлоскоцичсско 0 отпечатка 29, полисксццого и)Схе 30 (типа цеп)Оечяткц кяск 1), когО 251 пГво;ит к исчезновению импульсов на интервале 31, а также подверженного Гвмсхс, приводящей к и)- явлению ложцого импульса ца и)тервале 34 (фиг. 3) от считывания поры папиллярной лиции 33.При поступлении ца входную клемму 13 импульса начала измерения устанавливаются в нулевое состояние реверсивцые счетчики 2 и 3, в единичное состояние триггер 2 б и в нулевое состояние триггер 19. Триггеры 2 б и 19 открывают соответственно вентили 27 и 21. Поступивший на входную клемму 11 первый после импульса начала измерения импульс измеряемой последовательности через вентиль 21 устанавливает триггер 19 в единичное со -10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 6 стояние, и вецтиль 20 открывается. Перепаднапряжения с едцццчцого выхода триггера 19 через линию 22 зядс ржкц поступает ца цмпульсньш вход вентиля 20, где осуществляется дифференцирование. Продиффсрсцццровац цыц импульс ца выходе вецтцля 20 соответствует первому импульсу измеряемой последовательности. Этот импульс имеет постоянную(максцмальцуо) амплитуду, так как оц получен з выходного перепада триггера 19.Импульс измеряемой последовательностичерез линию 23 задержки и схему :ИЛ 1 Л 24возвращает триггер 19 в исходцос состояние,открывая вентиль 21 для прохождецця следуОЩСГО ВХОДЦОГО ЦМПХЛЬСЯ.Если амплитуда Импульса измеряемой последовательности недостаточна для установкитриггера 19 в сдцци Иое состояние, то ца едиццчцом выходе триггера 19 вследствие цалцчця цяклопцОГО 1 частка ца яплитудцо характеристикс триггера (График Ьвых, (Гв;) цяфиг. 4) возццкают паразцтцые цмпульсь. длительность которых равна сумме фроцтов выходных перепадов триггера 19. Величина задержки линии 22 выораца больше длительности паразптцых импульсог, поэтому ца выходвентиля 20 эти импульсы це проходят.Таким образом, входным импульсам измеряемой последовательности, превышающимпорог срабатывания триггера 19, соответствуют ца выходе вецтцля 20 (ца выходе блока 18устранения сбоев) импульсы постоянной максимальной амплитуды, а входным импульсам,амплитуда которых це достаточна для срабатывания триггера 19, ца выходе вентиля 20 - .полное отсутствие импульсов. Следовательноблок 18 устранения сбоев обладает идеальнойрелейпой характеристикой и квантует импульсы измеряемой последовательности на двауровня - пулевой и макспмальцьш без промежуточных значений.В дальнейшем устройство работает в зависимости от величины интервала Т между соседними импульсами измеряемой последовя.тельцости.Рассмотрим слсдхющце случаи,Временной интервал Т между первым ивторым имптльсами измеряемой последовательцостц мецьшс. нижнего порогового значения. Этот случай имеет место прц образованииимпульса измеряемой последоватсльцостц отпоры (фиг. 3) цли неровного к)ая папиллярной линии. Нижнее пороговое зцачепие интервала между двумя соседними импульсами измеряемой последовательности заранее задается линией 23 задержки. Первый импульс измеряемой последовательности через вентиль21 устанавливает триггер 19 в единичное состояние, закрывая вентиль 21 ца время нижцего значения интервала времени, и второйимпульс измеряемой последовательности через вентиль 21 не проходит,Таким образо)1, при интервале между первым и вторым импульсами измеряемой последоватсльцости, меньшем нижнего порогового7значения, устройство не учитывает второй импульс, устраняя тем самым влияние помех от пор и неровных краев папиллярных линий на результат вычисления среднего значения.Временной интервал Т между первым и вторым импульсами измеряемой последовательности равен нижнему пороговохту значению. В этом случае после прихода первого импульса триггер 19 открывает вентиль 21 в тот момент, когда па второй его вход приходит импульс измеряемой послеловательттости. При этом вентиль 21 часть импульса может пропустить. Но поскольку на выходе вентиля второй импульс измеряемой последовательности оказывается неполной амплитуды, ои исключастся триггером 19, вентилем 20 и линией 22 задержки, как было описано ранее.Временной интервал Т между первым и вторым импульсами измеряемой последовательности находится между нижним и верхним пороговыми значениями. В этом случае первый импульс измеряемой последовательности проходит вентили 20, 27 и через схему ИЛИ 8 устанавливает триггерный счетчик 5 в состояние нуль. Через линию 28 задержки первый импульс поступает на суммирующий вход 14 реверсивного счетчика 2, фиксируя в нем единицу, и ставит триггер б в единттчыое состояние, тем самым открывая вентиль 7. Через вентиль 7 последовательность масштабных импульсов заполнения с входной клеммы 10 подается на входы суммирования счетчиков 3 и 5, Второй импульс измеряемой последовательности с выхода вентиля 27 через схему ИЛИ 8 устанавливают триггерный счетчик 5 в состояние нуль, а через линию 28 задержки поступает иа суммирующий вход 14 реверсивного счетчика 2, фиксируя в цем единицу.Таким образом, в реверсттвыоч счетчике 2 регистрируется каждый импульс измеряемой послеловательиости, а в реверсивном счетчике 3 накапливается число масштабных импульсов, соответствующее сумме длительностей всех интервалов мекду регистрируемьтми импульсами.Временной интервал Т между первым н вторым импульсами измеряемой последовательности больше верхнего порогового значения. Это соответствует моменту считывания области дактилоскопического отпечатка, иа котором имеется помеха в виде иепропсчатки или залипания краски (фиг. 2), приводящая к исчезновению импульсов на этом участке измерямой последовательности, Количество масштабных импульсов, соответствующее длительности помехи, следует исключить из рассмотрения, Импульс признака помехи вырабатывается счетчиком 5 в том случае, когда старший разряд этого счетчика переходит в единичное состояние. Значит число масштабных импульсов после регистрации которых счетчик 5 вырабатывает импульс признака помехи, равно тЧ = 2 т-,В рассматриваемом случае первый импульс измеряемой последовательности с выхода вси 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 8тиля 27 через линию 28 задержки поступает ца суммирующий вход реверсивного счетчика 2 и фиксируется в нем, Одновременно заполняются масштабными импульсами счетчики 3 и 5. В тот момент, когда в них накапливается по У масштабных импульсов, на выходе счетчика 5 вырабатывается импульс признака помехи, который устанавливает триггер б в нулевое состояние, закрывая вентиль 7, и поступает иа вычитающий вход 1 б реверсивного счетчика 2, вычитая из его содержимого единицу. Поскольку вентиль 7 закрывается, прекращается поступление масштабных импульсов на входы счетчиков 3 и 5. Кроме того, импульс признака помехи после задержки в линии 9 ца время переходных процессов в счетчиках 3 и 5 поступает на вычитающий вход 17 реверсивного счетчика 3 и уменьшает число, находящееся в нем, на величину 1 Ч, а также устанавливает в нуль триггерный счетчик 5. До прихода следующего импульса измеряемой последовательности реверсивные счетчики 2, 3 и счетчик 5 отключены.Таким образом, если интервал Т времени между импульсами измеряемой последовательности больше верхнего порогового значения, в реверсивном счетчике 2 число не увеличивается (сначала единица прибавляется, а затем импульсом признака помехи вычитается). В реверсивном счетчике 3 масштабные импульсы за этот период также не накапливаются, поскольку .тЧ масштабных импульсов, подсчитанных в нем до момента появления импульса признака помехи, затем вычитаются. Следовательно возникшая помеха из рассмотрения исключается.Временной интервал Т между первым и вторым импульсами измеряемой последовательности точно соответствует Лт масштабным импульсам. При этом возможно возникновение цеопрелеленности, когда нормальный интервал между соседними импульсами измеряемой послеловательности нельзя отличить от интервала, возникшего в результате помехи, В этом случае ттттпульс признака помехи со счетчика 5 мог бы поступить на нулевой вход триггера б одттовреметтно с поступлением тта единичный вход этого же триггера импульса измеряемой последовательности с выхода вентиля 27. Но этого пе происходит, поскольку ицпульсом с выхода вентиля 27 счетчик 5 устанавливается в нуль, а иа елииичцый вход триггера б поступает задержанный импульс измеряемой последовательности с выхода линии 28 задержки.Таким образом, интервал Т между соседними импульсами измеряемой послеловательности, равный верхнему пороговому значению, относится к помехе,Рассмотренные случаи полностью характеризуют работу устройства во всех его режимах.В момент окончания измерений на входную клемму 12 поступает импульс конца измерений, который устанавливает триггер 2 б в ну 9левое состояние. В результате этого канал импульсов измеряемой последовательности закрывается. В реверсивном счетчике 2 фиксируется число импульсов измеряемой последовательности без учета помех, а в реверсивном счетчике 3 - число масштабных импульсов, пропорциональное сумме интервалов между зафиксированными в счетчике 2 импульсами измеряемой последовательности.Предлагаемое устройство в отличие от известного це только позволяет вычислять срелшою частоту случайно распределенных импульсов при наличии помех, приводящих к появлению импульсов ца интервалах времени, меньших нижнего порогового значения, ц исчезновению импульсов ца интервалах врсмсцц, больших верхнего порогового значения. Применение в устройстве схемы устранения сбоев позволяет сократить оборудование и в значительной мере повысить надежность и стабильность работы всего устройства, а значит и повысить достоверность вычисляемых результатов. Предмет изобретения1. Устройство для определения средней частоты случайно распределенных импульсов,36742510содержащее блок управления, одни выходы которого подключены к блоку регистрации, другие - к блоку устранения помехи, однц вход блока управления подключен к входной клемме начала измерения и к соответствующему входу блока регистрации, другой вход блока управления - к входной клемме конца измерения, входная клемма подачи масштабных импульсов подключена к соотвстствующс му входу блока устранения помехи, отлачаюиееся тем, что, с целью повышения надежности работы устройства, оцо дополнительно солержцт блок устранения сбоев, один вхол которого подключен к соответствующей входной 15 клемме устройства, другой,вход - к вхолцойклемме начала измерения, а выхол - к соответствующему входу блока управления.2. Устройство по п. 1, отлачающееся тем, 20 что, с целью упрощения аппаратуры, блокустранения сбоев содержит триггер, елцццчцый выход которого подключен к первому вентилю непосредственно и через первую лццию задержки, нулевоц выход триггера через вто рой вентиль, вторую линию задержки ц схему ИЛИ подключен к нулевому вход триггера, единичный вход которого подключен к входу второй линии задержки.367425 Риг 3 Ф, 1 Редактор Т. Рыбалова Заказ 491/1 О Изд. М 1152 Тираж 647 ПодписноеЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Миинсгров ССС 1 з Москва, Ж, Раушская паб., д. 1/5 Типография, пр. Сапунова, 2 б д 1 тИи