Способ преобразования аналоговых сигналов

НАЦИОНАЛЬНОЕ ПАТЕНТНОЕ ВЕДОМСТВО ПРИ КАБИНЕТЕ МИНИСТРОВ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(71) Институт горного дела АН Казахской ССР(56) 1. Авторское свидетельство СССР Ю 647701, кл. С 06 К 9/00, 1970.2. Авторское свидетельство СССР Ю 737966, кл. С 06 К 9/ОО 1971.3. Авторское свидетельство СССР п 254897, кл. с 10 ь 1/02, 1969.(54)(57) СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ АНАЛОГОВЫХ СИГНАЛОВ, включающий выбор точек измерения, сравнениевеличин сигналов в смежных точках,а также интервалов, разделяющих смежные ТОЧКИ ИЗМЕРЕНИЯ, О Т Л И Ч а Ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения помехоустойчивости при обеспечении относительной обратиости преобразования, сравнение величин сигналов в точках измерения, а также сравнение интервалов, разделяющих эти точки, производят попарно всех между собой, причем при сравнении опредепяют лишь знак разности срав ниваемыхвеличин, авышодиыевеличины представляют в виде значений логи ческой переменной соответственно знакам разностей сравииваемх величин.Изобретение относится к технической кибернетике и может быть использовано при автоматизации переработки информации и в системах распознавания.Способ предназначен для первичной обработки аналоговых сигналов различных датчиков первичной информации.Известен способ преобразования полутонового изображения в двухградационное, основанны на преобразовании изображения в видеосигнал и выделении сигналов белого и черного уровней, в котором видеосигнал текущего уровня преобразуют в сигнал переменной частоты, а выделение сигналов Йбелого и черного уровней производят путем пороговой демодуляции сигнала переменной частоты О.Однако способ обладает низкой информативностью, не передавая всего многообразия формы входного аналогового сигнала ине позволяет обрабатывать изображение, представленное в виде пространственно распределенного сигнала.Известен также способ преобразования телевизионных изображений путем сканирования входного изображения и сравнения с эталономданный способ обладает низкой разрешающей способностью по уровню сигнала в случае малого количества опорных уровней.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ распознавания речевого сигнала, основанный на его представлении в виде непрерывно меняющегося уровнянапряжения, определении экстремальных значений амплитуд и временным интервалов между этими значениями амплитУд в котором по выделенным экстремальным значениям амплитуд речевого сигнала измеряют разности упорядоченных смежиыхзначенииамплитудсигналов,фиксируютупорядоченныезначения разностей смежных значений амплитудиз полученных последовательностей данных отношений выделяют группы отношений, каждая из которы смещенаотносительно предыдущей и последующей на одно отношение, и сравнивают ихи временных интервалов речевых сигналов. принятых за эталоонные Л .Известньй способ иеет низкую стабильность при наличии различных помех в аналоговом канале, а также не обеспечивает обратимости исходного сигнала.Целью иобретения является увеличение помехоустойчивости при обеспечении относительной обратимости преобразования.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу преобразования аналоговых сигналов, вклчаю щему выбор точек измерения, сравнение величин сигналов в смежных точках, а также интервалов, разделяющих смежные точки измерения, сравнение величин сигналов в точках измерения, а также сравнение интервалов, разделяющих эти точки, производят попарно всех между собой, причем при сравнении определяют лишь знак разности сравниваемых величина выходные величины представляют в виде значений логической переменной соответственно знакам разностей сравниваемых величии.Смысл сравнения пар величин сигнала и пар интервалов, разделяющих точки измерения, в отличие от существующего способа заключается в определении ранжира сравниваемых величин,т.е. порядка их следования по величине.Введение раижировки всех величин сигнала в точках измерения, а также ранжировки всех временных интервалов между точками измерения, и представление результатов ранжировки в цифровом виде позволяет добиться следующих положительных качеств предлагаемого способа.Для любым преобразований, при которых сохраняется ранжир точек измерения, т.е. порядок их следования по величине сигнала, а также ранжир интервалов, выходное цифровое,множевство остается неизменным.В связи с тем, что в предлагаемом способе производят сравнение величин сигнала и интервалов попарно всех между собой или по крайней мере информативным пар и представляют результаты сравнений в виде цифрового набора, представляется возможны восстановитькоифигураи первоначального аналогового сигнала из этого набора, располагая точки в новом аналоговом сигнале согласно ранжиру, зафикированному в цифровомнаборе, и соединив их интерполирующей линией. Это соответствует относительной обратимости предлагаемого способа.На чертеже представлена блок-схема одного из вариантов устройства,реализующего способ преобразования аналогового сигнала. 1Устройство содержит датчик 1,блока 2 выбора точек измерения, . дифференцирующую цепь 3, нуль-орган 4,регистр 5 амплитуд, регистр 6 интервалов, блок 7 задержки, ключи 8 и 9,преобразователь временной интервал напряжение 10, блок 11 задержки,дифференциальные усилители 12,триггеры Шмитта 13.Входной аналоговьй сигнал сниают с датчика 1 и подают в блок 2 выбора точек измерения. За точки измерения выбраны экстремальные значения аналогового сигнала. Они выделяются с помощью дифференцнрующей цепи 3 н нульоргана 4. Последний выдает короткий импульс при достижении аналоговым сигналом экстремума (нуля первой производной). Прямой импульс с выщода нуль-органа 4 сдвигает на один разряд величины, записанные в регистре амплитуд 5 и регистре интер валов 6, а задержанный в блоке 7 за держки импульс нуль-органа 4 открывает клчи 8 и 9. При этом в регистр 5 амплитуд записывается очередное значение величины сигнала в точке измерения, а в регистр 6 интервалов записывается значение очередного интервала между точками измерения,полученное с помощью преобразователя временной интервал - напряжение 10для вычисления следующего значения интервала преобразователь 10 сбрасывается в ноль дополнительно задержанны после блока 11 задержки импульсом.Полученные таким образом величины амплитуд и интервалов попарно сравнивают с помощью дифференциальных усилителей 12, выщодные величины которых дискретизируются с помощью триггеров Шитта 13, получая при этом выходной цифровой набор. Порог срабатывания триггеров Шмитта устанавливается таким, чтобы переключение происходид при равенстве аналоговых входных величии дифференциального усилителя.Ранжир представляется в виде набора логических переменных, где логические единицы и нули означают соответственно превьшение одной из сравниваемых величин над другой, Использование предлагаемого способа аналоге-цифрового преобразования сложным сигналов обеспечивает по сравнению с существующими способами следующие преимущества выделение цифрового множества, инвариантно характеризующего форму входного аналогового сигнала при изменениях его интенсивности и протяженности во времени и пространстве устойчивость к нелинейным искажениям в аналоговсг тракте системы, т.е. искажениях при преобразовании первичной фнзичьае кой величины в электрическую, усилении сигнала и его передаче возможность обратного восстановления форманалогового сигнала из цифрового набора.Составитель В. Суханов Верстка Казпатент, Исполнитель В.Я. Генкина Ответственный за выпуск Э.З.ФаИ 3 ова