Устройство для контроля стационарности случайного процесса

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ СТАЦИОНАРНОСТИ СЛУЧАЙНОГО ПРОЦЕССА, содержащее группу из N счетчиков, первый счетчик, группу из N регистров, первый регистр, группу из N блоков сравнения, первую группу элемен-гс тов И,первый элемент И, выход Мень ше i-го блока сравнения группы подключен к первому входу i-ro элемента И группы ( i 1, N), выход Больше i-ro блока сравнения группы со.единен с вторым входом ( 1+1)-го элемента И первой группы, первые входы блоков сравнения группы объединены и подключены к информационному входу устройства, второй вход i-ro блока сравнения группы соединен с выходом i-го регистра группы, о т л и чающеес .я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет определения стационарности случайного процесса и формирования дифференциальных гистограмм, в него введены вторая и третья группы из N элементов И, первая и вторая группы из N элементов ИЛИ, группа из N триггеров, триггер, элементы И, элемент ИЛИ, элемент ИЛИ-НЕ, блок сравнения, коктаратор, второй счетчик, второй регистр, причем выход первого регистра соединен с первым выходом компаратора, второй вход которого подключен к выходу первого счетчика, суммирующийи вычитающий входы которого соединены соответственно с выходами первого и второго элементов И, первые входы которых .объединены с третьими входами j-x (,N-l) элементов И первой группы, вторыми входами первого и Ц-го элементов И первой группы, первыми входами элементов И второй группы и подключены к выходу третьего элемента И, первый вход которого объединен с первым входом четвертого элемента И, и соединен с тактовым входом устройства, второй вход треть (Л его элемента И подключен к инверсно-му выходу пятого элемента И, прямой выход которого соединен с вторым входом четвертого элемента И, третий вход которого подключен к прямому выходу элемента ШШ,Вход которого ю соединен с прямым выходом i-ro эл«о о оо : мента ИЛИ первой группы и объединен .. с первым входом i-ro элемента И треть ей группы,вторые входы которых объединены со счетным входом второго счетчика и подключены к выходу четвертого элемента И, единичный вход триггера объединен с единичными входами триггеров грзшпы и соединен с выходом компаратора, нулевой вход i-ro триггера группы подключен к инверсному выходу i-го элемента ИЛИ первой группы, каждый вход которого соединен с выходом одноименного разряда i-ro счетчика группы, суммирующий и вычитающий входы которого под;ключены к выходу i-ro элемента И вто

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (Я),4 G 06 F 15/36

OllHCAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ, (21) 3750574/24-24 (22) 05. 06 ° 84 (46) 23.12.85. Бюл. ¹ 47 (72) Н.И.Крылов и В.В.Соколов (53) 681.333 (088.8 ) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 970383, кл. G 06 F 15/36, 1 980.

Авторское свидетельство СССР № .995097, кл. G 06 F 15/36, 1981, (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ СТАЦИОИАРНОСТИ СЛУЧАЙНОГО ПРОЦЕССА, содержащее группу из N счетчиков, первый счетчик, группу иэ И регистров, первый регистр, группу иэ N блоков сравнения, первую группу элемен-.; тов И, первый элемент И, выход "Меньше" i-ro блока сравнения группы подключен к первому входу i-го элемента

И группы (i= Г, N) выход ".Больше"

i-ro блока сравнения группы соединен с вторым входом (i+1)-ro элемента И первой группы, первые входы блоков сравнения группы объединены и подключены к информационному входу . устройства, второй вход i-го блока сравнения группы соединен с выходом i-го регистра группы, о т л ич а ю щ е е с .я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет определения стационарности случайного процесса и формирования дифференциальных гистограмм, в него введены вторая и третья группы из N элементов И, первая и вторая группы из N элементов ИЛИ, группа из N триггеров, триггер, элементы И, элемент ИЛИ, элемент ИЛИ-НЕ, блок сравнения, компаратор, второй счетчик, второй регистр, причем выход первого регистра соединен с первым выходом компаратора, второй вход которого подключен к выходу первого счетчика, суммирующий.и вычитающий входы которого соединены соответственно с выходами первого и второго элементов И, первые входы которых .объединены с третьими входами j-x ()=2,N-1) элементов И первой группы, вторыми входами первого и g-го элементов И первой группы, первыми входами элементов И второй группы и подключены к выходу третьего элемента И, первый вход которого объединен с первым входом четвертого элемента И, и соединен с тактовым е входом устройства, второй вход третьего элемента И подключен к инверсному выходу пятого элемента И, прямой выход которого соединен с вторым вхоФ дом четвертого элемента И, третий вход которого подключен к прямому выходу элемента ИЛИ,вход которого

I соединен с прямым выходом i-ro элемента ИЛИ первой группы и объединен, © с первым входом i-ro элемента И треть © ей группы, вторые входы которых объединены со счетным входом второго счетчика и подключены к выходу четвертого элемента И, единичный вход триггера объединен с единичными входами триггеров группы и соединен с выходом компаратора, нулевой вход i ""

i-го триггера группы подключен к ин- фЬ версному выходу i-ro элемента ИЛИпервой группы, каждый вход которого соединен с выходом одноименного разряда j.-ro счетчика группы, суммирующий и вычитающий входы которого под ключены к выходу i-ro элемента И вто12003 рой группы и к выходу i-ro элемента

ИЛИ второй группы, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходом i-гб элемента И третьей группы и с выходом элемента И

И первой группы, четвертый вход g-ro элемента И первой группы и третьи входы первого и N-ro элементов Ипервой группы подключены соответственно к прямым выходам триггеров группы, инверсные выходы которых соединены с вторым входом i-го элемента И вто. рой группы,. третьи входы которых подключены к выходу "Меньше" i-ro блока сравнения группы, выход "Больше" которого соединен с третьими входами первого и N-ro и четвертым входом J-ro элементов И второй группы, выход элемента ИЛИ-НЕ подключен к первому входу пятого элемента И, вто00 рой вход которого объединен с вторым входом второго элемента И и соединен с прямым выходом триггера, инверсный выход которого подключен к второму входу первого элемента И, выходы второго счетчика и второго регистра соединены соответственно с первым и вторым входами блока сравнения, выход "Больше" которого подключен к первому входу шестого элемента И, выход "Меньше" блока.сравнения соединен с первым входом седьмого элемента И, второй вход которого объединен с вторым входом шестого элемента И и подключен к инверсному выходу элемента ИЛИ, выходы шестого и седьмого элементов И являются соответственно выходами "Нестационарность" и "Стационарность" устройства.

Изобретение относится к вычислительной и измерительной технике и может быть использовано для анализа распределений случайных величин и для контроля,стационарности случайных процессов., Цель изобретения — расширение функциональных возможностей за счет определения стационарности случайного процесса и формирования дифференциальных гистограмм, На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство содержит и регистров 1, регистр 2, регистр 3, И+1 блоков 4 и 5 сравнения, компаратор 6, Б+! счетчиков 7, счетчик 8, счетчик 9, .три группы по N+2 элементов И 10-12,. две группы по И+1 элементов ИЛИ 13 и 14, группы из И+1 триггеров 15, элемент ИЛИ 16, элемент HJIH-НЕ 17 и пять элементов И 18-22, информационный 23 и тактовый 24 входы и выходы

25 и 26 устройства.

Принцип работы устройства при осуществлении контроля стационарности случайного процесса заключается в сравнении двух гистограмм распределения амплитуд случайной функции, полученных в различные отрезки времени. Для сравнения гистограмм авто

2 матически проводятся две серии статистических экспериментов. При проведении первой серии экспериментов осуществляется накопление информации

5 в счетчиках 7 и 8; при проведении второй серии - считывание информации.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии реверсив, ные счетчики 7 и.8 и счетчик 9 уста-. новлены в нулевое состояние, триггеры l5 также установлены в нулЕвое состояние, соответстующее подаче разрешающего потенциала на входы элементов И 10, а регистры занесены значения границ интервалов гистограммы амплитуд входной функции а, а,..., а,, ° ° а„, в регистр 3 эайесейо мак20 симально допустимое значение разности частот абсолютных попаданий для каждого из разрядов гистограммы, опре» деляемое по критерию А,Н.Колмогорова.

На информационный вход 23 устрой ства в цифровом коде подаются значения амплитуд входной функции. По» ступление тактовых сигналов на вход

Зо 24 устройства соответствует съ иу информации.

Результатом проведения эксперименH та является соотношение содержимых счетчика 9 и регистра 3. Если записанное в счетчик 9 содержимое максимальной разности между числами по 3 1200300 4

Поданные на информационный. вход Так осуществляется вычисление модуля

23 с у тройства значения функции Х мо- разности между числом попаданий в гут принадлежать одному из следую- каждом из интервалов значений ампщих трех интервалов числовой оси литуд исследуемой функции в первой

).ма а

- а „j, а„, aN); )ay,+ co(, при и второй сериях статистических экспеэтом в первом И третьем случаях со- риментов. ответственно с первого выхода первого При равенстве нулю содержимого и второго выхода N-го блока 4 сравне- счетчика 8 на выходе элемента ИЛИния на входы соответствующих элементов НЕ 17, как и на прямом выходе элеИ 10 и Il.по ае д тся разрешающий потен- Ip мента И 20, — разрешающий потенцициал. Во втором случае всегда найдут- ал, который подается на вторые входы ся два блока 4 сравнения с.номерами элементов И 18 и 19, устанавливая

i a i-1 (i=2,3, ..., N), устанавлива- группу N+I триггеров в состояние, ющие факт истинности неравенств соответствующее подаче тактовых им(( х а; ) и (-.х у а; „j в результа- пульсов на вычитающие входы, причем те чего с первого выхода ;-го и с элемент И 18 закрыт запрещающим повторого выхода (i-1)-ro блока 4 срав тенциалом, поданным с инверсного вы-. нения подаются на два входа 1-х эле- хода элемента И 20, ентов И 10 и 11 разрешающие потен- Таким образом, в каждом k-м счетциалы, Поданный на вход 24 устрой- >р чике 7 (k=1 2,...«N+1) находитсЯ ства TaKTOBhIH импульс через DTKpMtblH разность между числом попаданий в . элемент И 10 поступает на суммирую- K é интервал значений слУчайной фУнке входы (N+2)-го счетчика 8 и од- ции в ходе проведения первой и втоного из 1 +1 счетчиков 7. При поступ- рой серий статистических эксперименлении на вход 24 второго тактового 25 тов ° сигнала осуществляются процессы, ана- Если содержимое хотя бы одного логичные описанным выше, Идентичные счетчика 7 не равно нулю, то с пря.процессы происходят до тех пор, пока мого выхода первого элемента ИЛИ 16 содержимое счетчика 8 не будет рав- на вход элемента И 19 подается раз30 но записанному в регистр 2 заданно- Решающий потенциал, Сигналы с входа му числу формирований гистограммы. 24 через элемент И 19 подаются на

При равенстве содержимых счетчи- входы элементов И 12 и счетчика 9. ка 8 и регистра 2 на выходе компара- При этом, если содержимое l-го счеттора 6 формируется разрешающий чика 7 равно нулю,. то с инверсного вьг потенциал, устанавливающий все триг- хода 1-го элемента ИЛИ 14 подается геры 15 в единичное состояние, при 5 на вход соответствующего элемента

35 котором каждый поданный на вход 24 И 12 потенциал, запрещающий прохожустройства тактовый сигнал через от- денне импульсов на вход счетчика 7. крытый элемент И II поступает на вы- На вход счетчика 9 поступают импульчитающие входы (N+2)-го счетчика 8 сы до тех пор, пока не будут рави одного из Б+1 счетчиков 7. Анало40 ны нулю содержимые всех счетчиков 7, гичные процессы происходят до тех . обеспечивая перезапись и счетчик 9 пор, пока при поступлении некоторого максимального из чисел находящихся

Ч-го тактового сигнала содержимое в счетчиках 7. какого-либо счетчика 7, например 1-го Если содержимое всех счетчиков 7 не будет равно". нулю. Йулевой код 45 равно нулю, то на прямом выходе

1-го счетчика обуславливает появле- элемента ИЛИ 16 будет потенциал, зание разрешающего потенциала на ин- прещающий дальнейшее прохождение чеверсном выходе 1-го элемента ИЛИ 14 Рез элемент И 19 с входа 24 УстРойустаиавливающего 1-й триггер 15 в ну- ства тактовых сигналов, на инвеРсном левое состояние, открывая 1-й элемент о вых6де элемента ИЛИ 16 бУдет РазРеИ 10 и закрывая 1-й элемент И 11. шающий потенциал, свидетельствующий

При поступлении на вход 24 сле- об окончании эксперимента. дующих за Ч-м тактовых сигналов, в зависимости от состояний триггеров

l5, каждый из сигналов проходит либо на суммирующий, либо на вычитающий вход одного из N+I счетчиков 7 и на вычитающий вход (N+2)-ro счетчика 8, 5 12003 впаданий в каждом из интервалов случайной функции меньше допустимой величины содержимого регистра 3, то процесс считается стационарным, в этом случае с первого выхода схемы 5 сравнения через элемент И 21 на первый выход

25 устройства подается разрешающий попотенцил, в противном случае с второго выхода блока 5 сравнения разрешающий потенциал, поданный через

1О элемент И 22 на выход 26 устройства, 00 4 свидетельствует о нестационарности процесса.

Предлагаемое устройство, обеспечивает решение задач контроля стационарности случайных процессов и формирования дифференциальных гистограмм, причем обеспечивается контроль стационарности не только нормального эргодического процесса, но и про- цессов с любьпч законом распределения амплитуд случайной функции.

ВНИИПИ Заказ 7869/55 Тираж 709 Подписное

Филиал ПП1 "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4