Статистический анализатор периодических нестационарных процессов

 

пц 6403I6

OllHCAHHE

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 19,07.76 (21) 2387235/18-24 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приорцтет— (5l) М Кa.

G 06С 7i19

Государстееннык комитет (53) УДК 681.333 (088.8) по делам изобретений (43) Опубликовано 30.12.78. Бюллетень № 48 и открытий (45) Дата опубликования описания 30.11.78 (72) Авторы изобретения

Ю. С. Ройтбург, В. И. Чепелев и H. В. Журавлева

Толья:тинский поли:ехиический институт (71) Заявитель (54) СТАТИСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗАТОР ПЕРИОДИЧЕСКИХ

НЕСТАЦИОНАРНЪ|Х ПРОЦЕССОВ

Изобретение относится к средствам статических исследований, в частности, предназначено для корреляционного анализа ритмических, периодически нестационарных сигналов. Например, электро-, балл исто-, 5 сейсмокардиограмм (ЭКГ), (БКГ), (СКГ) .

Известен коррелятор, служащий для вычисления функций авто- и взаимной корреляции двух переменных величин. Этот коррелятор с последовательным измерением 10 коэффициентов корреляции состоит из устройств центрирования входных сигналов, регулируемой линии задержки одного из сигналов, перемножающего ординаты устройства, интегратора, устройства деления 15 интеграла на время реализации (1).

Однако не всегда есть необходимость в нахождении коэффициента корреляции двух переменных величин. Во многих задачах анализа, например баллистокардиогра- 20 фии, необходимо анализировать исследуемую кривую совместно с некоторой эталонной. В этом случае схему вычисления взаимной корреляционной функции, содержащую запоминающее устройство ординат 25 эталона можно выполнить так, что хранение и перемножение ординат эталона и исследуемой функции происходит в потенциометрическом запоминающем устройстве.

При этом эталонная кривая генери обуется Зз путем многократного считывания информации с потенциометрического запоминающего устройства и весьма существенным является синхронизация циклов считывания с ходом исследуемого ритмического сигнала.

Для указанной синхронизации часто возможно использование внешнего синхросигнала. С помощью синхросигналов, запуская от них анализатор, можно выделить информационный участок исследуемой кривой, например, существенно выделение информационных участков, занимающих часть времени между R-пиками ЭКГ и неинформативных, на которые при."одится остальное время. Для БКГ этот интервал времени заключен между первым максимумом (после синхросигнала — R-пика) и вершиной одной из полуволн — чаще всего третьим максимумом.

Известен также анализатор случайных процессов с периодической нестационарностью, который содержит вычислитель корреляционных моментов, первый вход которого подключен к выходу блока управления, генератор задержанных импульсов, вход которого является синхронизирующим входом анализатора,(2).

Недостаток известного — недостаточная точность обработки интервалов R — Я-кардиограммы.

640316

Цель изобретения — увеличение точности работы анализатора нестационарных процессов и расширение возможностей устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в анализатор дополнительно введены две линии задержки, ключ, элементы И, элементы ИЛИ, дифференцирующие цепочки, преобразователь время — напряжение, преобразователь и напряжение — период, блоки фиксации максимума и минимума, входы которых и вход первой линии задержки соединены с информационным входом анализатора, выход первой линии задер>кки подключен ко второму входу вычислителя корреляционных моментов, третий вход которого через преобразователь напря>кение— период, подключен к выходу преобразователя время — напряжение, входы которого соединены соответственно с выходами первого и второго элементов ИЛИ, первые входы которых подключены соответственно к выходам первого и второго элементов И, а вторые — соответственно квыходам первой и второй дифференцирующих цепочек, входы которых соединены соответственно с первым и вторым входами элементов И и подключены к одноименны м входа м генератора задержанных импульсов, вторые входы элементов И подключены соответственно к выходам первого и второго ключей, входы которых соединены соответственно с выходами блоков фиксации максимума и минимума, вход блока управления соединен с выходом второй линии задержки, вход которой подключен к выходу первого элсмента И.

На чертеже показана блок-схема предлагаемого устройства.

Статистический анализатор периодических нестационарных процессов содержит вычислитель корреляционных моментов 1, на входе которого через линию задер>кки 2 подключен исследуемый сигнал, а выходом является оценка корреляционного момента. Входной сигнал подключен также ко входам блоков фиксации максимума 3 и минимума 4, выходы которых через ключи 5 подсоединены ко входам двухвходовых элементов И 6, на вторые входы которых подключены выходы генератора задержанных импульсов 7. Выходы элементов И 6 соединены с первыми входами элементов ИЛИ 8, а вторые входы — через дифференцирующие цепочки 9 к выходам упомянутого генератора задержанных импульсов 7.

Выходы элементов ИЛИ 8 подсоединены ко входам преобразователя время — напряжение 10, вход последнего через преобразователь напряжение — период 11 к вычислителю корреляционного момента

Кроме того, выход гервого элемента ИЛИ 8 подключен к блоку управления 1? чср.з вторую линию задержки 13, а блок 12 т1кже подключен к вычислителю 1.

По синхросигналу генератор задержанных импульсов 7 выдает на один из выходов через время задержки t„1 импульс длительностью t>, поступающий на один из входов элемента И 6. Поступивший 3а время ti первый сигнал с блоков фиксации экстремума 3 и 4, знак которого определяется состоянием ключей 5 через второй вход элемента И 6 и элемент ИЛИ 8 запускает преобразователь время — напряжение 10.

Если:a указанный интервал t экстремума заданного знака на кривой нет, то преобразователь 10 запускается задним фронтом первого импульса /и выделенным диффсренцирующей цепочкой 9. Через время задер>кки t„после первого импульса, величина которого задается априорно, генератор 7 вырабатывает второй импульс длительностью 1 соответствующей зоне поиска второй характерной точки. Останов преобразователя 10 осуществляется цепью элементов И 6, элементов ИЛИ 8 и дифференцирующими цепочками 9 аналогично приведенному выше для запуска. Знак экстремума также выбирается ключами 5.

Выходное напря>кение преобразователя 10 после останова пропорционально длительности интервала времени между импульсами, поступившими на входы преобразователя 10.

Импульсы, являющиеся тактовыми для опроса запоминающего устройства эталона в вычислителе корреляционного момента, вырабатываются преобразователем напряжение — период 11, на вход которого подключен выход преобразователя время напряжение 10.

Сигнал вычислителя 1 подается с выхода элемента ИЛИ 8 через преобразователь 10 на блок управления 12 через линию за.тер>яки !3, а блок 12 в свою очередь запускает вычислитель 1 в момен —врем,ени,,когда на вход начинает поступать задержанный в линии задержки 2 входной сигнал.

Время задержки входного сигнала и сигна"".ã вычислителя корреляционного момента одинаково и выбирается больше, чем длительность максимального;.ср."ода исследуемого процссса, что и".oáxîäèèî для окончания процесса адаптации частоты опроса блока памяти вычислителя 1 к данному пср иоду.

После прихода нового периода входного сигнала процесс вычисления повторяется.

Выходом анализатора является массив корреляционных моментов периодов текущего процесса с запомнениь|м периодом эталонной реализации.

Формула изобретения

Статистический анализатор периодических нестационарных процессов, содер>кац1ий вычислитель корреляционных моментов, первый вход которого подключсн к Bb;ходу блока управления, генератор задер640316

Составитель В. )Ковинский

Редактор Ю. Челюканов Техред С. Антипенко Корректоры: О. Тюрина и Е. Хмелева

Заказ 2219/10 Изд. № 781 Тираж 799 Подписное

НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 жанных импульсов, вход которого является синхронизирующим входом анализатора, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности работы анализатора, в него дополнительно введены линии задержки, 5 ключи, элементы И, элементы ИЛИ, дифференцирующие цепочки, преобразователь время — напряжение, преобразователь напряжение — период, блоки фиксации максимума и минимума, входы которых и вход 10 первой линии задержки соединены с информационным входом анализатора, выходпервой линии задержки подключен ко второму входу вычислителя корреляционных моментов, третий вход которого через преобразо- 15 ватель напряжение — период, подключен к выходу преобразователя время — напряжение, входы которого соединены соответственно с выходами первого и второго элементов ИЛИ, первые входы которых под- 20 ключены соответственно к выходам первого и второго элементов И, а вторые — соответственно к выходам первой и второй дифференцирующих цепочек, входы которых объединены соответственно с первым и вторым входами элементов И и подключены и одноименным выходам генератора задержанных импульсов, вторые входы элементов И подключены соответственно к выходам первого и второго ключей, входы которых соединены соответственно с выходами блоков фиксации максимума и минимума, вход блока управления соединен с выходом второй линии задержки, вход которой подключен к выходу первого элемента ИЛИ.

Источники информации, принятые во внимание прп экспертизе

1. В. Н. новинский, В. Ф. Арховский, Корреляционные устройства, М., «Энергия», 1974, с. 115.

2. Авторское свидетельство СССР № 292170, М. кл. G 06G 7/19, 1970.