203462. lajstromszámú szabadalom • Eljárás analóg jel mintavételezésére és tárba való rögzítésére, valamint ehhez tartozó mintavételezési eljárás és kapcsolási elrendezés
1 HU 203 462 B 2 A találmány tárgya eljárás analóg jel mintavételezésére és tárba való rögzítésére, továbbá ezen eljárás mintavételezési szakaszának végrehajtására irányuló új mintavételezési eljárás és kapcsolási elrendezés a mintavételezési eljárás foganatosítására. Analóg jelek mintavételezése és a mintavett jelek tárba való rögzítése a műszaki élet számos területén, különösen a méréstechnikában általánosan ismert feladat. A hírközléselméletből ismert, hogy egy sávhatárok jel rekonstrukciójához elegendő, ha a mintavétel a legmagasabb frekvenciájú összetevő kétszeres frekvenciájának megfelelő ütemben történik. A gyakorlatban előforduló jelek azonban különböző mértékben változó, azaz laposabb és meredekebb szakaszokat tartalmaznak, és az ilyen jelek rekonstrukciójához szükségtelen a legnagyobb meredekséghez tartozó gyakorisággal mintavételezést végezni. A legnagyobb mintavételi frekvenciával nyert adatok tárolása, különösen hosszabb időn keresztül rögzítendő analóg jelek esetében óriási tárolási kapacitást igényel, és ennek költségei sok egyébként szükséges alkalmazási lehetőséget kizárnak. A nagyszámú tárolt információ a jel rekonstrukciójának időszükségletét növeli és az extrém értékek észrevételét nehezíti. A 189 722 lajstromszámú HU szabadalmi leírásban a rögzítendő jel frekvenciájától független jelérték szerinti mintavételezésre irányuló eljárást és kapcsolási elrendezést ismertetnek, amelynek lényege abban áll, hogy a jel értéktartományát figyelőszintekkel felosztják és mintavételi információként azokat az időpontokat rögzítik, amikor a jel értéke a figyelőszintek értékével egyenlő. Ez a megoldás a jel tárolásához szükséges tárkapacitást lényegesen lecsökkenti, ha a jel sok lassan változó szakaszt tartalmaz. Itt minden figyelőszint átlépésekor mintavételezés és jeltárolás történik. Gyorsan változó jelek esetén, különösen ha a pontos jelrekonstrukcióhoz nagy számú figyelőszintet rendeltek hozzá, a mintavételezések száma is nagy, és ekkor a jeltárolás kapacitásigénye is nagyobb. Sok esetben nincs szükség a figyelőszintek átlépésével meghatározott sűrűségű mintavételezésre sem. A helyenként lassan, esetenként pedig gyorsan változó analóg jelekre tipikus példa az EKG-jelek alakulása. Az EKG-jelek hosszú idejű tárolása, regisztrálása a szívbetegségek korai felismeréséhez nyújt jelentős technikai segítséget. Telepről működtetett, igen kis méretű és súlyú eszközök az ún. Holter-monitorok, amelyeket a betegek normális napi tevékenységük közben viselhetnek. A ma alkalmazott eszközök többségében precíziós, igen lassú fordulatú magnetofon szalagjára íródik fel a beteg EKG-göibéje, folyamatosan, 8,12 sőt 24 órán keresztül. A rögzített jeleket a kardiológus egy leolvasóberendezés segítségével, a folyamatot jelentősen felgyorsítva nézheti végig egy display képernyőjén, vizuálisan felismerve az esetleges kritikus szakaszokat, amelyekről azután normálsebességű regisztrátumot lehet készítem az alaposabb diagnózis érdekében. A mikroelektronika két irányban hatolt be ebbe a rendszerbe: egyes újabb monitorokban már nem folyamatosan működik a magnetofon, hanem egy beépített mikroprocesszor analizálja az EKG-jeleket. Az analizátor a valamilyen kritérium alapján „érdektelennek” minősített jeleket kiszűri, csak a későbbi diagnózis szempontjából érdekes jeleket rögzíti a mágnesszalagon. A visszajátszó egységben elhelyezett processzor az orvosi vizuális alakfelismerést támogatja bizonyos automatikus alakfelismerési eljárásokkal (QRS szélesség, ST depresszió, frekvencia hisztogram, stb.). A Holter-monitorok esetében például alapvető igény a lassú, zajjal terhelt és csak lassan kiolvasható mágnesszalagos jelrögzítés felváltása szilárdtest-tárolóba történő jeltárolással, amely megbízhatóbb és nagyságrendekkel gyorsabb jelvisszakeresést tesz lehetővé. Ezt az igényt csak akkor lehet kielégíteni, ha a jeltároláshoz szükséges memóriakapacitás- szükséglet a jelreprodukció pontosságának megtartása mellett még az ismert megoldásokkal elérhető mértéken túl is lecsökkenthető. A találmány feladata olyan mintavételezési és tárba való rögzítési eljárás létrehozása, amely a szokásos eljárásokhoz képest nemcsak a jel lassan változó szakaszainak tárolásánál igényel kisebb memóriakapacitást, hanem a gyorsabban változó szakaszok tárolása esetében is. A találmány másodlagos feladata egy ehhez az eljáráshoz tartozó új mintavételezési eljárás és ezt megvalósító kapcsolási elrendezés létrehozása is, amely a mintavételezés biztonságát növeli, tévesztési lehetőségeit pedig lényegesen csökkenti. A kitűzött feladat megoldásához az a felismerés vezetett, hogy ha egy mintavételezéshez adott tárolási kapacitás áll rendelkezésre, akkor annak rekeszeit nem érdemes állandóan azonos jelentésű mennyiség fogadására lekötni, hanem a jel változásától függően egyszer adott figyelőszintek átlépése között eltelt időt, máskor pedig az adott mintavételezési idő alatt átlépett figyelőszintek számát kell rögzíteni. Ezzel összhangban rögzíteni kell, hogy a tárolt mennyiség mit jelent (időt vagy ugrásnagyságot) és annak változása milyen előjelű. A találmánnyal tehát eljárást hoztunk létre analóg jel mintavételezésére és tárba való rögzítésére, amelynek során az analóg jel értéktartományát diszkrét figyelőszintekre osztjuk és minden figyelőszinthez egy számértéket rendelünk hozzá, és ha az analóg jel valamely figyelőszint tartományába esik, akkor ezen figyelőszinthez rendelt számértéket tekintjük az analóg jel digitális reprezentánsának, meghatározott mintavételi időpontokban meghatározzuk az analóg jel digitális számértékét és ha az a közvetlenül megelőző mintavételi időpontban meghatározott számértéktől különbözik, a mintavett értékek alapján nyert információt tároljuk, és a találmány szerint a tároláskor a tárnak az adott területét egy jelölési mezőre és egy adatmezőre osztjuk, a jelölési mezőn az említett különbség előjeles nagyságától függő jelölési információt tárolunk, az adatmezőn pedig a jelölési információ értékétől függően vagy az előző tárolási időpont óta eltelt időre utaló információt vagy pedig az említett különbséget, illetve adott esetben a pillanatnyi számértéket tároljuk. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
