_сиюзна)1

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства ¹

М. Кл. 6 06f 15, 36

Заявлено 12.I.1971 (№ 1614582 18-24) с присоединением заявки ¹

Приоритет

Опубликовано 23.I.1973, Бюллетень № 8

Дата опубликования описания 16.111.1973

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 681 3:519.2(088.8) Авторы изобретения

П. М. Чеголин, А. Г. Ярусов, В. А. Мазур и Г. И. Алексеев

Институт технической кибернетики AH Белорусской ССР- —. .. «; 3ЗЧА) :

Заявитель и 1« 1, «Eh«

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СРЕДНЕЙ ЧАСТОТЫ

СЛУЧАЙНО РАСПРЕДЕЛЕННЫХ ИМПУЛЬСОВ

Предлагаемое 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 определения средней частоты случайно распределенных импульсов.

Однако из-за недостаточно высокой надежности работы этих устройств появляются недостоверные результаты вычисления средней частоты случайно распределенных импульсов в том случае, когда эти импульсы имеют непрерывное распределение амплитуды.

В системах распознавания сложных графических образов измеряемая последовательность импульсов представляет собой видеоимпульсы, полученные в результате считывания распознаваемого образа. Ряд факторов (переменная контрастность, различные углы наклона линий образа к направлению считывания и т. д.) приводит к непрерывному распределению амплитуды видеоимпульсов. Аналогичная непрерывность распределения амплитуды импульсов имеет место при измерении частоты высокочастотной составляющей в радпоизмеренпях 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.

10 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.

3То 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 устранс25 ния сбоев содержит триггер, единпчныи выход которого подключеll к первому вентилю непосредственно и через первую линию задержки, нулевой выход триггера через второй вентиль, вторую лпьппо задержки и схему «ИЛИ» свя30 зан с нулевым входом триггера, единичный

367425 вход 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 (a — зона несрабатывания, б — зона сбоев, в — зона срабатывания), Устройство содержит блок 1 регистрации на реверсивных счетчиках 2 и 8, блок 4 устранения помехи на триггерном счетчике 5, триггере б, вентиле 7, схеме «ИЛИ» 8, и л инии задержки 9, входные клеммы 10, 11, 12 и 18, суммирующие входы 14, 15, и вычитающие входы 16, 17 счетчиков 2, 8, блок 18 устранения сбоев на триггере 19, вентилях 20, 21, линиях 22, 28 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 80 (типа непропечатки краски), которая привела к исчезновению импульсов на интервале 81 последовательности 82 случайно распределенных импульсов, представляющих результат считывания по строке указанного отпечатка.

В результате считывания поры папиллярной линии 88 (фиг. 3) на интервале 84 последовательности 82 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. Реверси вный счетчик 8 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 8 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, линии 22 и 28

65 задержки и схема «ИЛИ» 24 составляют блок устранения сбоев, предназначенный для устранения влияния помехи, приводящей к появлеIIkkI0 интервалов между 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 18 и 12.

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 8 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 в одом (7 реверсивного счетчика 8 и с первым входом схемы

«ИЛИ» 8, выходом подключенной к входу установки в нуль триггерного счетчика 5.

Входная клемма 18 соедине с входами установки в пуль реверсивпых счетчиков 2 и 8, 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. 11улевой 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 28 задержки и схему «ИЛИ» 24 — с нулевым входом этого же триггера. Единичный выход триггера 19 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 Р (U„,-) равномерного распределения вероятностей амплитуды) возникает нестабильность работы (сбои) всего устройства, вызываемые импульсами недостаточной амплитуды.

Включение на входе устройства усилителя для усиления импульсов с недостаточной амплитудой не исключает появления сбоев. (На фиг. 4 дана амплитудная хапяк еоистика U,MX, (U„.,-) усилителя. При конечном значении коэффициента усиления усилителя амплитудная характеристика не будет разрывной, а имеет

367425

7 значения, 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 пороговому значению. В этом случае после прихода первого импульса триггер 19 открывает вентиль 21 в тот момент, когда па второй его вход приходит импульс измеряемой последовательности. При этом вентиль 21 часть импульса может пропустить.

Но поскольку на выходе вентиля второй импульс измеряемой последовательности оказывается неполной амплитуды, он 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 единичное состояние, тем самым открывая вентиль 7. Через вентиль 7 последовательность масштабных импульсов заполнения с входной клеммы 10 подается на входы суммирования счетчиков 8 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 на суммирующий вход 14 реверсивного счетчика 2, фиксируя в нем единицу.

Таким образом, в реверсивном счетчике 2 регистрируется каждый импульс измеряемой последовательности, а в реверсивном счетчике

8 накапливается число масштабных импульсов, соответствующее сумме длительностей всех интервалов мен<ду регист ри руемыми импульсами.

Временной интервал Т между первым н вторым импульсами измеряемой последовательности больше верхнего порогового значения. Это соответствует моменту считывания области дактилоскопического отпечатка, на котором имеется помеха в виде непропсчаткп или залипания краски (фиг. 2), приводящая к исчезновению импульсов на этом участке пзмерямой 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 N = 2Р- .

В рассматриваемом случае первый импульс измеряемой последовательности с выхода всп5

8 тиля 27 через линию 28 задержки поступает

»а суммирующий вход реверсивного счетчика

2 и фиксируется в нем. Одновременно заполняются масштабными импульсами счетчики

8 и 5. В тот момент, когда в них накапливается по N масштабных импульсов, на выходе счетчика 5 вырабатывается импульс признака помехи, который устанавливает триггср б в нулевое состояние, закрывая вентиль 7, и поступает на вычитающий вход 1б реверсивного счетчика 2, вычитая из его содержимого единицу. Поскольку вентиль 7 закрывается, прекращается поступление масштабных импульсов на входы счетчиков 8 и 5. Кроме того, импульс признака помехи после задержки в линии 9 на время переходных процессов в счетчиках 8 и 5 поступает на вычитающий вход !7 реверсивного счетчика 8 и уменьшает число, находящееся в нем, на величину N, а также устанавливает в нуль триггерный счетчик 5.

До прихода следующего импульса измеряемой последовательности реверсивные счетчики 2, 8 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 8 масштабные импульсы за этот период также не накапливаются, поскольку V 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 N масштабным импульсам. При этом возможно возникновение неопределенности, когда нормальный интервал между соседними импульсами измеряемой последовательности нельзя отличить от интервала, возникшего в результате помехи, В этом случае импульс признака помехи со счетчика

5 мог бы поступить на нулевой вход триггера б одютовремепно с поступлением па единичный вход этого же триггера импульса измеряемой последовательности с выхода вентиля 27. Но этого пе происходит, поскольку импульсом с выхода вентиля 27 счетчик 5 устанавливается в нуль, а на единичный вход триггера б поступает задержанный импульс измеряемой последовательности с выхода линии 28 задержки.

Таким образом, интервал T между соседними импульсами измеряемой последовательности, 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 2б в ну9 левое 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 8 — число масштабных импульсов, пропорциональное сумме интервалов между зафиксированными в счетчике 2 импульсами измеряемой последовательности.

Предлагаемое устройство в отличие от известного не только позволяет вычислять средшою частоту случайно распределенных импульсов при наличии помех, приводящих к появлению импульсов на интервалах времени, меньших нижнего порогового значения, и исчезновению импульсов на интервалах времени. 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 изобретения

1. Устройство для определения средней частоты случайно распределенных импульсов, 367425

10 содержащее блок управления, одни выходы которого подключены к блоку регистрации, другие — к блоку устранения помехи, один 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 соотвстствующс10 му входу блока устранения помехи, отличаюи ееея тем, что, с целью повышения надежности работы устройства, оно дополнительно содержит блок устранения сбоев, один вход которого подключен к соответствующей входной

15 клемме устройства, другой, вход — к входной клемме начала измерения, а выход — к сооТвстствующему входу блока управления.

2. Устройство по п. 1, отлачпю цееся тем, 20 что, с целью упрощения аппаратуры, блок устранення сбоев содержит триггер, единичный выход которого подключен к первому вентилю непосредственно и через первую линию задержки, нулевон выход триггера через вто25 рой вентиль, вторую линию задержки и схему «ИЛИ» подключен к нулевому входу триггера, единичный вход которого подключен к входу второй линии задержки.

367425 Риг 3

Редактор T. Рыбалова

Заказ 491/10 Изд. ¹ " 1152 Тираж 647 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Миинсгров CCCI . 1оскi a, К-35, Раушская 312()., д. 1/5

Типография, пр. Сапунова, 2

0& 1

Составитель Э. Сечина

Тскрс:t Л. Грачева

Корректоры: Л. Новожилова и О. Тюрина