神经元仿生电路和信号时差检测系统技术方案

本发明专利技术提供一种神经元仿生电路和信号时差检测系统。该系统中，第一信号接收模块接收外部第一脉冲；第二信号接收模块接收外部第二脉冲；外部第一脉冲和外部第二脉冲为同周期信号且存在时差的模拟脉冲信号；神经元仿生电路根据外部第一脉冲和外部第二脉冲向第二微分电路发送神经元仿生脉冲；第一微分电路对外部第一脉冲微分并向计数器发送第一脉冲；第二微分电路对神经元仿生脉冲微分并向计数器发送第二脉冲；计数器根据第二脉冲对第一脉冲计数得到目标时差计数序列；控制模块根据目标时差计数序列确定目标时差。本发明专利技术模仿动物神经系统对双耳信号时间差的探测机理，实现对信号的微小时间差的快速测量，提高仿生超声波定位电路的定位精度。

Neuron Bionic Circuit and Signal Time Difference Detection System

The invention provides a neuron bionic circuit and a signal time difference detection system. In this system, the first signal receiving module receives the external first pulse; the second signal receiving module receives the external second pulse; the external first pulse and the external second pulse are analog pulse signals with the same period and time difference; the neuron bionic circuit transmits the neuron bionic pulse to the second differential circuit according to the external first pulse and the external second pulse; the first differential circuit The first pulse is differentiated to the external first pulse and sent to the counter; the second differential circuit differentiates the neuron bionic pulse and sends the second pulse to the counter; the counter counts the first pulse according to the second pulse and gets the target time difference counting sequence; and the control module determines the target time difference according to the target time difference counting sequence. The invention imitates the detection mechanism of the animal nervous system for the time difference of binaural signals, realizes the rapid measurement of the tiny time difference of signals, and improves the positioning accuracy of the bionic ultrasonic positioning circuit.

【技术实现步骤摘要】
神经元仿生电路和信号时差检测系统
本专利技术属于信号处理
，更具体地说，是涉及一种神经元仿生电路和信号时差检测系统。
技术介绍
时差定位是利用信号到达多个接收站的时间之差(简称时差)进行探测定位，它是无源定位技术中最重要的方法之一，相比其他定位方法，它具有定位精度较高、协同工作较方便的特点，在许多无源定位系统中得到了广泛应用。时差测量是时差定位中的关键技术，它的精度直接影响定位精度。但是，现有技术中，时差测量的准确性低，尤其是微小时差。
技术实现思路
鉴于此，本专利技术提供一种神经元仿生电路和信号时差检测系统，旨在现有技术中针对微小时差检测不准确的问题。本专利技术实施例的第一方面提供一种神经元仿生电路，包括：快脉冲支路、慢脉冲支路、第一平衡电阻、第二平衡电阻和整合输出支路；所述慢脉冲支路的第一端与所述神经元仿生电路的第一输入端连接，所述慢脉冲支路的第二端与所述第一平衡电阻的第一端连接；所述快脉冲支路的第一端与所述神经元仿生电路的第二输入端连接，所述快脉冲支路的第二端与所述第二平衡电阻的第一端连接；所述第一平衡电阻的第二端和所述第二平衡电阻的第二端均与所述整合输出支路的第一端连接；所述整合输出支路的第二端与所述神经元仿生电路的输出端连接。可选的，所述慢脉冲支路包括：第一电容、第二电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一二极管、第一三极管和第一平衡电源；所述第一电容的第一端与所述慢脉冲支路的第一端连接，所述第一电容的第二端与所述第二电容的第一端连接；所述第二电容的第二端分别与所述第一二极管的阳极和所述第一电阻的第一端连接；第一二极管的阴极与所述第一三极管的基极和所述第二电阻的第一端连接；所述第一电阻的第二端和所述第二电阻的第二端接地；所述第一三极管的集电极通过所述第三电阻与所述第一平衡电源的正极连接，所述第一三极管的集电极还与所述慢脉冲支路的第二端连接，所述第一三极管的发射极通过所述第四电阻接地。可选的，所述快脉冲支路包括：第三电容、第四电容、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第二二极管、第二三极管和第二平衡电源；所述第三电容的第一端与所述快脉冲支路的第一端连接，所述第三电容的第二端与所述第四电容的第一端连接；所述第四电容的第二端分别与所述第二二极管的阳极和所述第五电阻的第一端连接；第二二极管的阴极与所述第二三极管的基极和所述第六电阻的第一端连接；所述第五电阻的第二端和所述第六电阻的第二端接地；所述第二三极管的集电极通过所述第七电阻与所述第二平衡电源的正极连接，所述第二三极管的发射极与所述快脉冲支路的第二端连接，所述第二三极管的发射极还通过所述第八电阻接地。可选的，所述整合输出支路包括：第五电容、第六电容和第九电阻；所述第五电容的第一端与所述整合输出支路的第一端连接，所述第五电容的第二端分别与所述整合输出支路的第二端、所述第六电容的第一端和所述第九电阻的第一端连接；所述第六电容的第二端和所述第九电阻的第二端接地。本专利技术实施例的第二发面提供了一种信号时差检测系统，包括：第一信号接收模块、第二信号接收模块、第一微分电路、第二微分电路、计数器、控制模块和上述任一种神经元仿生电路；所述第一信号接收模块，与所述神经元仿生电路的第一输入端和所述第一微分电路连接，用于接收外部第一脉冲；所述第二信号接收模块，与所述神经元仿生电路的第二输入端连接，用于接收外部第二脉冲；所述外部第一脉冲和所述外部第二脉冲为同周期信号，且两个脉冲之间存在时差；所述神经元仿生电路，输出端与所述第二微分电路连接，用于根据所述外部第一脉冲和所述外部第二脉冲向所述第二微分电路发送神经元仿生脉冲；所述第一微分电路，与所述计数器的时钟端连接，用于对所述外部第一脉冲进行微分，并向所述计数器发送第一脉冲；所述第二微分电路，与所述计数器的复位端连接，用于对所述神经元仿生脉冲进行微分，并向所述计数器发送第二脉冲；所述计数器，与所述控制模块连接，用于根据所述第二脉冲对所述第一脉冲计数，得到目标时差计数序列；所述控制模块根据所述目标时差计数序列确定所述外部第一脉冲和所述外部第二脉冲之间的目标时差。可选的，所述第一信号接收模块包括：用于接收所述外部第一脉冲的第一接收机、第一放大/衰减单元和第一整形单元；所述第一放大/衰减单元，用于对第一接收机接收到的所述外部第一脉冲进行放大/衰减处理；所述第一整形单元，用于将放大/衰减处理后的所述外部第一脉冲进行整形处理并发送给所述神经元仿生电路和所述第一微分电路。可选的，所述第二信号接收模块包括：用于接收所述外部第二脉冲的第二接收机、第二放大/衰减单元和第二整形单元；所述第二放大/衰减单元，用于对第二接收机接收到的所述外部第二脉冲进行放大/衰减处理；所述第二整形单元，用于将放大/衰减处理后的所述外部第二脉冲进行整形处理并发送给所述神经元仿生电路。可选的，所述控制模块具体用于：存储所述目标时差计数序列和多个标定时差计数序列；利用二分法将所述目标时差计数序列与所述多个标定时差计数序列进行匹配，根据匹配结果确定所述目标时差。可选的，所述信号时差检测系统还包括：用于对所述神经元仿生脉冲进行放大的放大电路；所述神经元仿生电路通过所述放大电路与所述第二微分电路连接。可选的，所述信号时差检测系统还包括：用于显示所述目标时差的显示模块；所述显示模块与所述控制模块连接。本专利技术实施例中信号时差检测系统与现有技术相比的有益效果在于：通过第一信号接收模块接收外部第一脉冲，第二信号接收模块接收外部第二脉冲，其中外部第一脉冲和外部第二脉冲为同周期信号且存在时差的模拟脉冲信号，模拟了动物神经系统双耳接收信号的特性；然后神经元仿生电路根据外部第一脉冲和外部第二脉冲向第二微分电路发送神经元仿生脉冲；第一微分电路对外部第一脉冲微分并向计数器发送第一脉冲；第二微分电路对神经元仿生脉冲微分并向计数器发送第二脉冲；计数器根据第二脉冲对第一脉冲计数得到目标时差计数序列；最后控制模块根据目标时差计数序列确定目标时差，模仿了动物神经系统对双耳信号时间差的探测机理，实现对信号的微小时间差的快速测量，提高仿生超声波定位电路的定位精度。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的神经元仿生电路的电路图；图2为本专利技术实施例提供的快脉冲支路输出端脉冲示意图；图3为本专利技术实施例提供的慢脉冲支路输出端脉冲示意图；图4为本专利技术实施例提供的神经元仿生电路输出脉冲波形图；图5为本专利技术实施例提供的信号时差检测系统的结构示意图；图6为本专利技术实施例提供的另一种信号时差检测系统的结构示意图；图7为本专利技术实施例提供的第一微分电路输出的脉冲和第一微分电路输出的脉冲对比示意图；图8为本专利技术实施例提供的信号时差检测系统的信号流示意图；图9为本专利技术实施例提供的标定时差计数序列与时差的对应关系示意图。具体实施方式以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本专利技术实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种神经元仿生电路，其特征在于，包括：快脉冲支路、慢脉冲支路、第一平衡电阻、第二平衡电阻和整合输出支路；所述慢脉冲支路的第一端与所述神经元仿生电路的第一输入端连接，所述慢脉冲支路的第二端与所述第一平衡电阻的第一端连接；所述快脉冲支路的第一端与所述神经元仿生电路的第二输入端连接，所述快脉冲支路的第二端与所述第二平衡电阻的第一端连接；所述第一平衡电阻的第二端和所述第二平衡电阻的第二端均与所述整合输出支路的第一端连接；所述整合输出支路的第二端与所述神经元仿生电路的输出端连接。

【技术特征摘要】
1.一种神经元仿生电路，其特征在于，包括：快脉冲支路、慢脉冲支路、第一平衡电阻、第二平衡电阻和整合输出支路；所述慢脉冲支路的第一端与所述神经元仿生电路的第一输入端连接，所述慢脉冲支路的第二端与所述第一平衡电阻的第一端连接；所述快脉冲支路的第一端与所述神经元仿生电路的第二输入端连接，所述快脉冲支路的第二端与所述第二平衡电阻的第一端连接；所述第一平衡电阻的第二端和所述第二平衡电阻的第二端均与所述整合输出支路的第一端连接；所述整合输出支路的第二端与所述神经元仿生电路的输出端连接。2.如权利要求1所述的神经元仿生电路，其特征在于，所述慢脉冲支路包括：第一电容、第二电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一二极管、第一三极管和第一平衡电源；所述第一电容的第一端与所述慢脉冲支路的第一端连接，所述第一电容的第二端与所述第二电容的第一端连接；所述第二电容的第二端分别与所述第一二极管的阳极和所述第一电阻的第一端连接；第一二极管的阴极与所述第一三极管的基极和所述第二电阻的第一端连接；所述第一电阻的第二端和所述第二电阻的第二端接地；所述第一三极管的集电极通过所述第三电阻与所述第一平衡电源的正极连接，所述第一三极管的集电极还与所述慢脉冲支路的第二端连接，所述第一三极管的发射极通过所述第四电阻接地。3.如权利要求1所述的神经元仿生电路，其特征在于，所述快脉冲支路包括：第三电容、第四电容、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第二二极管、第二三极管和第二平衡电源；所述第三电容的第一端与所述快脉冲支路的第一端连接，所述第三电容的第二端与所述第四电容的第一端连接；所述第四电容的第二端分别与所述第二二极管的阳极和所述第五电阻的第一端连接；第二二极管的阴极与所述第二三极管的基极和所述第六电阻的第一端连接；所述第五电阻的第二端和所述第六电阻的第二端接地；所述第二三极管的集电极通过所述第七电阻与所述第二平衡电源的正极连接，所述第二三极管的发射极与所述快脉冲支路的第二端连接，所述第二三极管的发射极还通过所述第八电阻接地。4.如权利要求1所述的神经元仿生电路，其特征在于，所述整合输出支路包括：第五电容、第六电容和第九电阻；所述第五电容的第一端与所述整合输出支路的第一端连接，所述第五电容的第二端分别与所述整合输出支路的第二端、所述第六电容的第一端和所述第九电阻的第一端连接；所述第六电容的第二端和所述第九电阻的第二端接地。5.一种信号时差检测系统，其特征在于，包括：第一信号接收模块、第二信号接收模块、第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：满梦华，马贵蕾，张明亮，刘尚合，
申请(专利权)人：中国人民解放军陆军工程大学，
类型：发明
国别省市：河北,13