Преобразователь аналогового сигнала, отображающего движение глаза

 

ОП ИСАЙИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик (И) 606 208

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 18.03.76 (21) 2337274/18-21 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 05.05.78,Бюллетень № 17 (45) Дата опубликования описания ф, 54.1а.

2 (51) М. Кл.

Н 03 К 13/02

Государственный комитет

Совета Министров СССР па делам изобретений и открытий (53) УДК 621.374.34 (088.8) (72) Авторы изобретения

К. С. Крвтцтонас, В. П. Лаурутнс, С. Б. Крницонене и Н. И. Лаурутене

Каунасский опитехннческнй институт им. А. Снечкуса (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ АНАЛОГОВОГО СИГНАЛА, ОТОБРАЖАЮЩЕГО ДВИЖЕНИЕ ГЛАЗА

Изобретение относится к технике диагностики, предназначено для использования в преобразователях сигналов, отображающих движение глаза, преобразующих сигнал в форму, удобную для записи стандартными регистрируюГ. шими приборами, применяемыми для психологических, эрогономических, нейрофизиологических экспериментов; может быть использовано в электроизмерительной технике для преобразования аналоговых сигналов, имеющих большой амплитудный диапазон и неравномерный частотный спектр с малыми высокочастотными составляющими.

Известен аналого-цифровой преобразователь, применяемый в следящем цифровом вольтметре с равномерно ступенчатой отработкой (11. Этот преобразователь содержит вычитающий блок, преобразователь «код-напряжение», реверсивный цифровой счетчик и блок управления, состоящий из генератора импульсов, триггера и трех ключей.

Амплитудный диапазон упомянутого преобразователя достаточен для преобразования в цифровую форму электрического сигнала, отображающего движение глаза и имеющего амплитудный диапазон порядка 104. Преобразованный в цифровую форму сигнал можно записать на бумагу при помощи цифропечатающе- 25 го устройства. Но записанный таким образом сигнал анализировать визуально нельзя. Чтобы получить непрерывную запись сигнала, отображающего движение глаза, необходимо уменьшить амплитудный диапазон его до 10 — величины, присущей стандартным регистрирующим приборам, и при этом не исказить полезную информацию.

Цель изобретения — получение кусочно-аналогового сигнала, сжатого по амплитуде и содержащего полную информацию о микро- и макродвиженнях глаза и, как следствие, повышение точности его записи.

Цель достигается тем, что в преобразователь аналогового сигнала, отображающего движение глаза, содержащий вычитаюший блок, преобразователь «код-напряжение», реверсивный цифровой счетчик, введены два компаратора знака, компаратор зоны и блок эквивалентности, причем входы компараторов знака входного и выходного сигналов подключены соответственно ко входу и к выходу вычитающего блока, а их выходы через блок эквивалентности подключены ко входу реверсивного цифрового счетчика, считывающий вход которого подключен через компаратор зоны к выходу вычитающего блока, являющемуся выходом преобразователя, выход реверсивного циф606203 рового счетчика подключен к одному входу биполярного преобразователя «код-напряжение», а к его другому входу подключен выход компаратора знака входного сигнала, выход же преобразователя «код-напряжение» подключен ко второму входу вычитающего блока.

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема преобразователя аналогового сигнала, отображающего движение газа; на фиг. 2, 3 — эпюры, поясняющие работу устройства.

1О

Преобразователь содержит вычитающий блок 1, который из входного сигнала U вычитает напряжение Uz, вырабатываемое биполярным преобразователем «код-напряжение» 2, амплитуда которого зависит от содержания реверсивного цифрового счетчика 3, а поляр- 15 ность — от знака входного сигнала Ui, определяемого компаратором знака входного сигна«ла 4, компаратора знака 5 выходного сигнала Uz, блока эквивалентности 6, определяющего направление считывания реверсивного циф20 рового счетчика, и компаратора зоны 7, задающего необходимую зону регистрации U>, например соответствующую двум градусам отклонения глаза.

Если входной сигнал Ut (t) находится в первой зоне и не превышает ее граничных значений 0,5U,, соответствующих +-1 поворота глаза, то напряжение смещения нулевой оси

U (t) на выходе преобразователя 2 равно нулю, и тогда Ui (t) = V (t). В момент времени ti сигнал Ui (t) = U>(t) достигает верхнего предела первой зоны, равного 0,5 U, ко зо

) мпаратор зоны 7 вырабатывает импульс который запоминается в счетчике 3; на выходе преобразователя 2 формируется напряжение 0,5U1, выходной сигнал устройства 1 смещается на эту величину и таким образом становится равным нулю, а запись сигнала переводится из края зоны регистрации в середину.

От момента времени ti до t входной сигнал Ui(t) находится во второй зоне, а выходной сигнал Уз(1) не выходит из границ зоны регистрации. В момент времени t выходной 40 сигнал опять достигает верхней границы зоны регистрации, и компаратор 7 вырабатывает второй импульс, вследствие чего напряжение смещения Uz(t) становится равным 2.0,5U> = U>, а сигнал на выходе вычйтающего устройства 1 опять смещается в центр.

От момента времени t до t3 входной сигнал находится в третьей зоне, а с момента

t3 — в четвертой. Применение биполярной зоны регистрации со средним нулевым уровнем и смещающим напряжением, кратным полови- so не ширины зоны п.0,5U), позволяет избежать переходов из зоны в зону с частотами, спектральные составляющие которых не превышают ширины зоны регистрации. Например, в моменты времени t4 — t6 сигнал Ui (t) находится в четвертой зоне, а выходнои сигнал U>(t)»e

55 достигает границ зоны регистрации, и переходов из зоны в зону не происходит.

В момент времени t7 выходной сигнал достигает нижней границы зоны регистрации, и компаратор 7 вырабатывает импульс, который в этот раз должен уменьшить напряжение смещения Ug(t) на одну ступень 0,5U,. Для определения направления изменения смещающего напряжения U (t) в преобразователе используется логический блок, состоящий из компараторов входного и выходного сигналов 4, 5, а также блока эквивалентности 6, который обеспечивает считывание в реверсивном счетчике при одинаковой полярности входного U1(t) и выходного сигналов V, (t) и вычитание — при противоположной полярности. Поэтому в момент времени t7 содержание реверсивного цифрового счетчика 3 уменьшается на одну единицу, а смещающее напряжение Uz (t) — на одну ступеньку 0,5 U,,и запись опять переводится в середину зоны регистрации. Аналогично происходят переходы из зоны в зону в моменты времени t8 tg, tip Таким образом, узкая зона регистрации, соответствующая двум градусам отклонения глаза и определяемая компаратором 7, ведет релейное слежение за входным сигналом, амплитуда которого во много раз превышает зону регистрации. Полная амплитуда регистрируемого сигнала определяется путем подсчета суммы количества переходов из края зоны в середину, причем переходы вниз считаются положительными, а переходы вверх — отрицательными. Определенное число переходов соответствует целым градусам.

Подсчет начинается от нулевого значения вход-ного сигнала U> (t).

Использование новых элементов, соединенных по предлагаемой схеме, выгодно отличает предлагаемый преобразователь аналогового сигнала, отображающего движение глаза, так как: — амплитуда сжатого преобразователем кусочно-аналогового сигнала меньше амплитуды входного сигнала во столько раз, на сколько зон разделен входной сигнал; — сжатый сигнал несет полную информацию о величине микро-.и макродвижений; — преобразователь позволяет записать сигнал с повышенной относительной точностью и тем самым повысить разрешающую способность при его анализе; — применение преобразователя повышает точность экспериментов с глазодвигательной системой и расширяет круг возможных исследований.

Формула изобретения

Преобразователь аналогового сигнала, отображающего движение глаза, содержащий вычитающий блок, преобразователь «код-напряжение», реверсивный цифровой счетчик, отличающиися тем, что, с целью получения кусочно-аналогового сигнала, сжатого по амплитуде и содержащего полную информацию о микрои макродвижениях глаза и, как следствие, повышения точности его записи, в схему введены два компаратора знака, компаратор зоны и блок эквивалентности, причем входы компараторов знака входного и выходного сигналов подключены соответственно ко входу и к выхо606203

4 иг. t! ! ! ! ! ! г риг. я

Составитель В. Дубков

Техред О. Луговая Корректор Д. Мельниченко

Тираж 1086 Подписное

Редактор Б. Федотов

Заказ 2416/36

11НИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

I I 3035. Москва, Ж-35, Раушская наб:, д. 4/5

Филиал Г!11П «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ду вычитающего блока, а их выходы через блок эквивалентности подключены ко входу реверсивного цифрового счетчика, считывающий вход которого подключен через компаратор зоны к выходу вычитающего блока, являющемуся выходом преобразователя, выход реверсивного цифрового с и тчика подключен к одному входу биполярного преобразователя

«код-напряиение», а к его другому входу подб ! ключен выход компаратора знака входного сигнала, выход же преобразователя «код-напряжение» подключен ко второму входу вычитающего блока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Шляндин В. М. Цифровые измерительные преобразователи и приборы, М., «Высшая школа», 1973, с. 229.