Классификатор импульсных сигналов

НИЕ ЗО Р ТЕ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

35562I

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от гвт. свидетельства №вЂ”

М. Кл. G 06f 15/36

G 061; 9,, 00

Заявлено 05.V.1970 (№ 1433920/18-24) с присоединением заявки №вЂ”

Приоритет

Опубликовано 16.Х,1972, Бюллетень № 31

Дата опубликования описания 4.XI,1972

Комитет ло делам иаобреиннй н открытий лри Совете Министров

СССР

УДК 681.3:519.2(088.8) Авторы изобретения Б. Д. Борисов, A. В. Самошин, A. Г, Сенин и М. С. Хайретдинов

Заявитель Институт автоматики и электрометрии Сибирского отделения АН СССР

КЛАССИФИКАТОР ИМПУЛЬСНЫХ СИГНАЛОВ

Изобретение относится к устройствам для технической диагностики состояний объектов на основании сигналов, вырабатываемых ими и, в частности, к устройствам звуковой дефектоскопии.

Известны классификаторы шумовых сигналов, состоящие из блока выделения признаков, включающсго анализатор спектра и функциональный преобразователь, блока запоминания признаков, состоящего из ключевого устройства и элементов памяти, блока обучения, содержащего схему весовых элементов и схему корректировки их, и решающего устройства.

Однако такис устройства непригодны для классификации импульсных сигналов, пз-за отсутствия временной синхронизации между моментом появле>ния сигнала на входе устройства и получением суммы взвешенных признаков, сравниваемой с пороговым уровнем, и невозможности классификации сигналов более двух классов.

Целью предло>кенного изобретения является классификация импульсных сигналов, а также классификация большого числа классов сигналов. Для этого в классификаторе импульсных сигналов установлен блок обнаружения сигнала, вход которого связан,с входом классификатора, а выход подключен к синхронизатору. Выход синхронизатора соединсн с входным коммутатором, который включен между входом устройства и входом анализатора спектра. Дополнительно выход синхронизатора связан с распределителем им5 пульсов, содержащим последовательно соедицснныс генератор тактовых импульсов, пересчетнос устройство и дешифратор, к которому подключены два коммутатора каналов. Первы и кок(. 1() TBTOp Вкл!01(си а(ежду с> C)I 0 II весо10 вых элементов Il сумматором BBBc(IIOHII(lx,признаков, BToj)off — а(с>(:д) floI)o(oBhlit уcTJ)014cTвом и схемой индикации классов. В режиме обучения выход сумматора подключен к индикаторному прибору.

15 На чертсжс изображена блок-схема устройства.

Классификатор состоит из входного коммутатора 1, синхронизатора 2, блока обнаружения сигнала >, анализатора спектра 4, функ20 ционального преобразователя 5, схемы весовых элементов б, коммутатора 7 входа сумматора, сумматора 8, порогового устройства 1, коммутатора 10 выхода сумматора, распределителя импульсов 11 и блока индикации 12.

25 Анализатор спектра содер>кит параллсльныс каналы, соответствующие числу признаков л. Каждый ка нал представляет собой последовательно соединенные полосовой фильтр

1 >1, детектор 141, сглаживающий фильтр 151

30 (где 1,..., и — номер канала).

Функциональный, преобразователь образован включенным последовательно с выходом каждого канала анализатора квадраторами

5ь 5,..., 5,. Коммутатор 1 по одному входу соединен со входом устройства, а по второму — с синхронизатором 2. Между входами классификатора и синхронизатора 2 включен блок обнаружения сигнала 8. Выход коммутатора 1 связан с входными фильтрами 1<3t—

18, а сглаживающие фильтры 151 — 15„соединены с квадраторами 5t — 5„. Выходы по следних совместно с выходами сглаживающих фильтров 15t — 15„подключены к схеме весовых элементов б. Выходы 1, 2...m (где m— число классов) соединены через коммутатор i входа сумматора с сумматором 8. В режиме классификации выход сумматора 8 через пороговое устройство 9 и коммутатор 10 выхода сумматора подключен к индикаторам классов

121 в 12 . Синхронизатор 2 дополнительно связан с генератором тактовых импульсов 1б, который в режиме классификации подключен и пересчетному устройству 17. В режиме обучения вход пересчетпого устройства 17 соединен с выходом датчика команды 18. Перссчетное устройство 17 соеди<нсно с дешифратором 19, I

Исходный импульсный сигнал «(t) поступает на вход коммутатора 1 и блока обнаружения сигнала 8. С началом импульсного сигнала блок обнаружения сигнала 8, представляющий собой последовательно соединенные детектор, инерционное звено, пороговое устройство, вырабатывает импульс, запускающий синхронизатор 2, пред ставляющий собой одновибратор. Импульс синхронизатора 2, равный по длительности исходному импульсному сигналу, разрешает прохождение сигналя х(/) через коммутатор 1 на полосовые фильтры 18t — 18„ анализатора спектра. После фильтров сигнал детектируется детекторами

14t — 14, сглаживается с помощью фильтров

15 — 15 и возводится в квадрат квадраторами 5 — 5„. Совокупность значений сигналов на Выходах фильтров 15t — 15„образует а линейных признаков сигнала, а на выходах квадраторов 5t — 5„образует Iz квадратов признаков исходного импульсного сигнала.

Полученные признаки поступают на схему весовых элементов б, состоящую из набора потенциометров.

Полученные признаки объединяются и через последовательно срабатывающие ключи коммутатора 7 входа сумматора поступают на вход сумматора 8, представляющего собой усилитель постоянного тока с отрицательной обратной связью. Коммутатор 7 входа сумматора управляется распределителем импульсов 11. Распределитель импульсов выдает на коммутатор 7 входа сумматора последовательно сдвинутые во времени импульсы, фор5

60 б5 мируемые на выходе дешифратора 19. Управляется распределитель импульсов синхронизатором 2, который выдает разрешающий импульс в конце исходного импульсного сигнала

x(/). От разрешающего импульса срабатывает генератор 1(, который формирует пачку тактовых импульсов, Число импульсов в пачке равно числу классов и. Частота следоваntt>I импульсов в пачке превышает частоту следования исходных импульсных сигналов приблизитель но в 100 раз. Тактовые импульсы поступают íà ВХОД пересчетного устройства 17, которое предварительно сбрасывается в нуль передним фронтом импульса синхронизатора. С помощью перссчстпого устройства 17 и дешифратора 19 получают m параллельных сдвинутых во времени импульсов, которые управляют коммутатором 7 входа сумматора.

При срабатывании последнего на выходе сумматора 8 последовательно образуется m величин, каждая из котopblx раВИЯ сумме ВЗВешенных значений линейных признаков и их квадратов, относящихся в i-му классу, минус значения напряжения /-го свободного члена.

Каждая из этих величин поступает на вход порогового устройства 9 и далее на коммутатор 10 выхода сумматора. Коммутатор 10 работает синхронно с коммутатором 7 и,подключает выход порогового устройства 9 к одному из индикаторов 12,— 12„блока индикации. Если значение величины на выходе сумматора 8, соответствующее определенному классу, выше порогового уровня в устройстве

9, то загорается индикатор, относящийся к этому классу, Таким образом, принимается решение о принадлежности входного сигнала

x(f) к определенному классу.

В режиме обучения сигнал сумматора 8 поступает на вход индикаторного прибора 20.

При этом с помощью датчика команды 18, представляющего собой галетный переключатель, устанавливается в пересчетном устройстве 17 код, соответствующий i-му классу (i= — -1,2,..., m), на который производитсяобучение. Благодаря этому на выходе сумматора

8 существует сигнал, соответствующий только

t-му классу. После установки всех весовых элементов в нуль на вход устройства подаются сигналы x(t), соответствующие i-му классу. Вводится максимальный вес квадрата первого признака.

После фиксации .полученного при этом значения на индикато|ре 20 вводится вес свободного члена, пока на индикаторе яе будет получено показание, равное удвоенному значепик показания от квадрата признака, затем вводится вес линейного признака до получения нуля иа индикаторе. Этот процесс понторястся для остальных (Iz — 1) признаков. Затем выход сумматора 8 подключается к пороговому устройству 9 и устанавливается значение веса при свободном члене до момента, предшествующего включению индикатора 12;.

Таким образом процедура обучения осуще,ствляется для остальных (т — I) классов. В

35562l

I2(LZ2 f2g 2л! с

Составитель Э. Сечнна

Техред А, Камышннкова

Корректор E. Усова

Редактор Л. Утехина

Заказ 3678/13 Изд. № 1524 Тираж 406 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по дедам изобретений ti открытий прн Совете Министров СССР

Москва, К-35, Раун1скап наб., д. 4/5

Типографии, пр. Сапунова, 2 результате обучения о пределяются параметры областей принятия решения для каждого из

m каналов.

Предмет изобрстснпя

1х, 11 сс1п1п1като р импульсных сиги ало 13, со дср;кап(пй б.lOH индикации, последовательно сосдцlt(цныс Вхо (HQIL коммутатор, анализатор спектра, функциональный преобразователь, схему Весовых элементов и последовательно соед1шснныс коммутатор входа сумматора, сумматор, пороговое устройство, отли ппощийсл тсм, 1то, с целью расширения класса решаемых задач, в устройство введены коммутатор выхода сумматора и последовательно соединенные блок обнарухкенпя сигнала, синхронизатор, распределитель импульсов; вход блока обнарухкения сигнала соединен со вхо5 дом устройства, второй выход синхронизатора соединен со в одным коммутатором, третий Выход подключен к соответствующему

13ходу 3аспрсдслитсля импульсОВ, Один ВыхОд которого соединен с соответствующим входом

10 коммутато|ра входа сумматора, а другой — с первым входом коммутатора выхода сумматора, второй вход которого подключен к выходу порогового устройства, а выход — к блоку индикации.