Устройство для воспроизведения сигналов о быстроменяющихся случайных процессах с носителя магнитной записи

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскии

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 17. 06. 81(21) 3303494/18-10 ($1) М. Кл. с присоединением заявки М2— (23) Приоритет—

С 11 В 5/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 534. 852 (088.8) Опубликовано 07.1?„82 .Áþëëåòåíü М 45

Дата опубликования описания 07.12.82 (72) Автор изобретения

В. Н. Терентьев (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОСПРОИЗВЕДИI: .ß СИГНАЛОВ

О ВистРОг1еняю118е(cH случАпн!!х .:1poI„I:cchx

С НОСИТЕЛЯ МАГНИТНОЙ ВЫПИСИ

X (t ) = Z(t. ) y (t ) + h (t ), Изобретение относится к приооростроению и может быть использовано для оперативной обработки быстроменяющихся случайных процессов.

Известно устройство для определе ния стационарных и нестационарных участков случайного процесса, содержащее блок памяти, первый вйход которого соединен с входами блока сравнения, второй выход блока памяти подключен к входу блока контроля, а третий выход — к информационному входу первого переключателя, а также первый и второй дифференцирующие блоки, пороговый блок, формирователь прямоугольного сигнала, регистрирующий блок, первый и второй интеграторы, блок умножения, второй пороговый блок, второй переключатель и первый и второй элементы И (1 3.

Недостаток этого устройства неэкономный расход регистрирующего материала иэ-за отсутствия анализа записываемой информации.

Наиболее близким к предлагаемому 25 по технической cyu\HocTH является устройство для воспроизведения сигналов о быстроменяюшихся случайных процессах с гГосителя магнитной записи> содержащее основную магнитную го- 30 ловку воспроизведения, подключенную через основной усилитель к регистратору, и дополнительную магнитную головку воспроизведения, соединеннуго с дополнительным усилителем, первый выход которого подключен к последовательно соединенным выпоямителю, первому блоку вычитания и первому детектору, а второй выход через последовательно соединенные три режекторных фильтра и второй детектор — к второггу входу первого блока вычитания (?).

Недостатком данного устройства является то, что оно не позволяет осуществлять определение нестационарных участков информации из общего потока информации, информация которых наиболее ценная для анализа и обработки, вследствие чего расходуется много регистрирующего носителя.

Практика анализа и обработки информации быстромепяющихся случайных процессов показала, что больвгинство телеметрируемых на борту летательных аппаратов реализаций относятся к нестационарным процессам-адаптивномультипликативной природы, описываемых моделью вида

980135 где z(t) и h(t) — мультипликативная и аддитивная составляющие;

x(t) — исследуемый случайный процесс;

y(t) — стационарная составляющая процес5 са.

На стационарных участках информации исследователь без обработки может оценить характер поведения многих статистических характеристик. случайного процесса.

С точки зрения анализа и обработки наибольшую ценность при испытании летательных аппаратов представ15 ляют нестационарные участки информации (переходные участки, удары) .

Цель изобретения — уменьшение расхода Регистрирующего носителя.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для воспроизведения сигналов о быстроменяющихся случайных процессах с носителя магнитной записи, содержащее основную магнитную головку воспроизведения, подключен- 25 ную через основной усилитель к регистратору, и дополнительную магнитную головку воспроизведения, соединенную с дополнительным усилителем, первый выход которого подключен к 30 последовательно соединенным выпрями-г ., телю, первому блоку вычитания и первому детектору, а второй выход через последовательно соединенные три режекторных фильтра и второй детектор — 35 к второму входу первого блока вычитания, введены два интегратора, второй и третий блоки вычитания, два сумматора, два блока задержки, третий и четвертый детекторы, квадратор, )О переключатель и элементы И и ИЛИ, причем первый выход дополнительного усилителя через последовательно соеди ненные первый интегратор, второй блок вычитания, первый сумматор, третий детектор, элемент ИЛИ и элемент

И подключен к одному контакту переключателя, другой контакт которого связан с выходом первого детектора и вторым входом элемента И, при этом цепь из последовательно соединенных третьего блока вычитания, квадратора, второго интегратора, четвертого блока вычитания, второго сумматора и четвертого детектора включена между первым выходом дополнительного усили- 55 теля воспроизведения и вторым входом элемента ИЛИ, первый блок задержки включен между, вторым входом второго блока вычитания и объединенными жходом первого интегратора и вторыг 6О входом третьего блока вычитания, второй блок задержки включен между выходом второго интегратора и вторым входом четвертого блока вычитания, а управляющий вход Регистратора со- 65

Дисперсия П„(t) вычисляется согласно выражению т

D„(t) = г fx(t) — m„(t)) dt (3)

1 о где Т интервал усреднения;

mz(t) — математическое ожидание (среднее}, значение которого вычисляется согласно выражению т щх() г x (t) at

1 о (4) Предлагаемое устройство работает в двух режимах. В первом режиме обеспечивается выделение из общего информационного потока содержательной инФормации, если переключатель 26 замкнУт с контактом 27. Во втором режиме обеспечивается выделение нестационарных участков информации из потока содержательной информации, если переключатель 26 замкнут с контактом 28 и значения приращения математического ожидания m„(t) и/или П (т) дисперсии превышают некоторые пороговые уровни, величина которых выбирается из целей и задач точности определения нестацианарных участков информации. единен с общим контактом переключателя.

На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства, Схема содержит основную 1 и дополнительную 2 головки воспроизведения, усилители 3 и 4 воспроизведения, режекторные фильтры 5-7, детекторы 8-11, блоки 12-15 вычитания, интеграторы

16 и 17, двухполупериодный выпрямитель 18, квадратор 19, блоки 20 и 21 задержки, сумматоры 22 и 23, элемент

ИЛИ 24, элемент И 25, переключатель

26 с контактами 27 и 28 и регистрирующий блок 29.

Работа предлагаемого устройства основана на принципе задержки сигнала в основной инфорглационной цепи между воспроизводящим блоком и блоком регистрации относительно цепи определения содержательности информации, текущих значений матеглатического ожидания (среднего), дисперсии и анализа их изменения на время, равное времени включения регистрирующего блока.

Время задержки (Q определяется сдвигом дополнительной головки 2 воспроизведения навстречу движения

Магнитного носителя, которое определяется расстоянием сдвига (1) и скоростью движения магнитного носителя (V) согласно выражению

980135

Математически работу дополнительного устройства можно описать выполнением следующих условий: (3 ) (6) Dmx{t1) 7 С„

hDx(t;) ) С2

a m <(t; ) — значения приращений

4Рх(1) m „(t;) и D„(t;) на мо мент времени

C„ H C> — значения пороговых уровней. где и

Информация с дополнительной головки 2 воспооизведения поступает на вход усилителя 4 воспроизведения, с информационного выхода которого сигнал подается на первый вход блока 13 вычитания, на вход интегратора 16 и через двухполупериодный выпрямитель 18 на первый вход блока

12 вычитания и одновременно с контрольного выхода усилителя 4 воспроизведения эталонной калибровочный синусоидальный сигнал через последовательно соединенные режекторные фильтры 5-7 и детектор 9 поступает на второй вход блока 12 вычитания.

Содержательность информации определяется согласно выражении х (t) д" (t), {7) где x(t) — уровень реализации исследуемого сигнала;

d (t) - уровень помехи и шума в тракте передачи.

Режекторный фильтр 5 подавляет калибровочный сигнал, выделяя из него все шумы, помехи, гармоники, появив{щиеся э эталонном сигнале при прохождении через тракт передачи информации.

Последовательно соединенные фильтры б и 7, подавляя вторую и третьи гармонии калибровочного сигнала, выделяют иэ общего сигнала помехи и шумы тракта передачи. При превышении ими определенного уровня, заданного принятым критерием, сигнал с выхода детектора 9 поступает на второй вход блока 12 вычитания.

Согласно выражению (7) при превышении уровня результатов измерения случайного сигнала над уровнем помехи и шума в трактах передачи с выхода блока 12 через детектор 8 подается положительный сигнал на первый вход элемента И 25 и на контакт 27 переключателя 26.

В интеграторе 16 вычисляется среднее значение исследуемого сигнала x(t) согласно выражении {1) .

С выхода интегратора 16 сигнал, равный значении m (t), одновременно поступает на второй вход блока 13 вычитания, на первый вход и через блок 20 задержки на второй вход блока 14 вычитания. B блоке 13 осуще эляется центрирование сигнала x (t относительно щ„(1).

Сигнал, равный x (t) - m „(t), с выхода блока 13 вычитания поступает на вход квадратооа 19. Значение сигнала (х(с) - m (t)3 с выхода квадоатора 19 поступает на вход интегратора 17. В интеграторе 17 вычисляется значение дисперсии сигнала

10 согласно выражении (3).

Сигнал, равный значению D»(t), с выхода интегратора 17 поступает ив .посредственно на первый вход и через блок 21 задержки на второй вход

15 блока 15 вычитания, в котором вычисляется значение приращения дисперсий р q(t;) на один такт задержки согласно выражении

p„(tg = n„(t,) n„«; —;) > (8) где — время задержки на один такт.

С выхода блока 15 вычитания сигнал, равный р„(t;), поступает на вход сумматора 23, где вычисляется значение текущего приращения 4Рх(й;, согласно выражении

4D<(t;) — С:. р„(), (9)

3=" где 1 — количество возможных прира30 щений pq(t> ) на момент времени,t; .

Сигнал, равный а D „(t;), с выхода сумматора 23 поступает на вход детектора 10, который отмечает превышение

Л D„{t;) допустимого уровня Г согласно условии (б) . При превышении определенного уровня, заданного принятьгл критерием, сигнал с выхода детектооа 10 поступает на второй вход

40 элемента ИЛИ 24.

В блоке 14 осуществляется вычис1ление значения приращения среднего

cL х{ ;) на один такт задержки согласно выражении

45 g„(t;) = г1 „(z,-) — m (t; - ), (10) где 7 — время задержки на один такт.

С выхода блока 14 сигнал, равный о (t;), поступает на вход суммато50 оа 22 где вычисляется значение текущего приращения am „(t;) согласно выражении

+m«{ ) ; — y (tj)

55 где i — количество возможных приращений среднего к моменту времени t-.

Сигнал, равный Dm „(t;), с выхода

60 сумматора 22 пост1пает на вход детектора 11, который отмечает превышение Лm Ä(t;) допустимого уровня

С, согласно условии (5). при превьп|ении 4 m „(t;) определенного уровня, заданного принятым кри980135

Формула изобретения

50 терием, сигнал с выхода детектора 11 поступает на первый вход элемента

ИЛИ 24. C выхода элемента ИЛИ 24 сигнал поступает на второй вход элемента И 25, с выхода которого сигнал поступает на контакт 28 переключате- 5 ля 26.

Если переключатель 26 образует цепь с контактом 27, о с выхода детектора 8 подается положительный сигнал на включение регистрирующего бло-)0 ка 29. К моменту включения регистрирующего блока 29 информация с основной головки 1 воспроизведения через усилитель 3 воспроизведения поступаI т на вход блока 29 и из общего ин- 15 ормационного потока обрабатывается и регистрируется содержательная информация, превышающая уровень помех и шума в тракте передачи.

Если переключатель 26 образует цепь с контактом 28 при одновременном поступлении сигналов на входы элемента И 25 с выходов детектора 8 и элемента ИЛИ 24, на выходе которого сигнал образуется при выполнении, условия (5) и/или условия (б), то с выхода элемента И 25 подается сигнал на включение регистрируище о блока 29.

К моменту включения регистрируищего блока 29 информация с основной го- ловки 1 воспроизведения через усилитель 3 воспроизведения поступает на вход блока 29 и из общего потока содержательной информации выделяется ценная информация. 35

Изобретение позволяет су естненно повысить эффективность работ, связанных с обработкой и анализом нестационарной информации.

Устройство для воспроизведения сигналов о быстроменяющихся случайных процессах с носителя магнитной записи, содержащее оснонную магнитную головку воспроизведения, подключенную через основной усилитель к регистратору, и дополнительную магнитную головку воспроизведения, соединеннуи с дополнительным усилителем, первый выход которого подкличен к последовательно соединенным выпрямителю, первому блоку вычитания и первому детектору, а второй выход через последовательно соединенные три режекторных фильтра и второй детектор — к второму входу первого блока вычитания, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью уменьшения расхода регистрирующего носителя, в него введены два интегратора, второй и третий блоки вычитания, два сУмматора, два блока задержки, третий и четвертый детекторы, квадратор, перекличатель и элементы И и ИЛИ, причем первый выход дополнительного усилителя через последовательно соединенные первый интегратор, второй блок вычитания, первый сумматор, третий детектор, элемент ИЛИ и элемент И подкличен к одному контакту переключателя, другой контакт которого связан с выходом первого детектора и вторым нходом элемента И, при этом цепь из последовательно соединенных третьего блока вычитания, кнадратора, нторого интегратора, четвертого блока вычитания, второго сумматора и четвертого детектора включена между первым выходом допол- нительного усилителя воспроизведения и вторым входом элемента ИЛИ, первый блок задержки включен между вторым входом второго блока вычитания и объединенными выходом первого интегратора и вторым входом третьего блока вычитания, второй блок задержки нключен между выходом второго интегратора и вторым входом четвертого блока вычитания, а управляющий вход регистратора соединен с общим контактом переключателя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 736117, кл. G 06 F 15/36, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2890581/18-10, кл. 6 11 В 5/00„ 1979 (прототип).

980135

Составитель Л. 1<ондрыкинская

Редактор !0. Ковач Техред О. Неце Корректор.О. Билак

Подлисное

Заказ 9367/41 Тираж 622

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Х-35, Рауиская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. ужгород, ул. Проектная, 4