Способ статистического временного анализа

 

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и предназначено для статистической регистрации распределений моментов наступления событий различных физическихпроцессов , вызываемых периодическими импульсами возбуждения. Цель изобретения - расширение области применения способа, увеличение диапазона изменения интенсивности анализируемых потоков и повьшение скорости сбора экспериментальных данных при высокой интенсивности этих подтоков. Поставленная цель реализуется за счет применения следующего способа. Формируют последовательность стартовых импульсов, синхронизированных с моментами генерации сигналов возбз звдения исследуемого процесса. Формируют реализации этого процесса, представляющие собой последовательность стоповых импульсов, синхронизированных с моментами появления событий иссле дуемого процесса, вызванньпс отдель (Л ными сигналами возбуждений. Задают временной диапазон проведе«ия анализа и подсчитывают количество поступивших в нем стоповых импульсов. Измеряют в этом же диапазоне одиночные време.нные интервалы между стартовым и стоповым импульсами для отдельных ю реализаций. В запоминающем устройстО ) ве гистограммирующего типа накаплиСП О5 вают цифровые коды результатов измерений до полут ения их некоторого за данного количества. Рассматриваемый способ обеспечивает проведение временного анализа моментов появления событий в потоках произвольного вида; 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

К - "

1и

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

И, ГОСУДАРСТНЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 38 74 25 9/? 4-21 (22) ?5.03.85 (46) 23.10.86. Бюл. № 39 (71) Белорусский ордена Трудового

Красного Знамени государственный университет им. В.И.Ленина (72) В.В.Апанасович, Е.В.Новиков и А.Ф.Чернявский (53) 681.325 (088.8) (56) Володько Л.В., Демчук М.И., Севченко А.И., Зажогин А.II. Черкавский А.Ф. Исследование статистического метода регистрации законов высвечивания люминесценции. — Журнал прикладной спектроскопии. 1972, т. 16, вып. 6, с. 1001-1007, Большаков Н.А. Статистические проблемы выделения. потока сигналов из шума. — M.: Советское радио, 1969, с. 464.

Авторское свидетельство СССР ,¹ 387268, кл. G Oi N 21/64 30.06.71. (54) СПОСОБ СТАТИСТИЧЕСКОГО ВРЕМЕННОГО АНАЛИЗА (57) Изобретение относится к информационно-измерительной технике и предназначено для статистической регистрации распределений моментов наступления событий различных физическихпроцессов, вызываемых периодическими импульсами возбуждения. Цель изобретения — расширение области примене„„SU„„1265677 А 1 (5Р 4 С О! N 21/64 . С О4 Е 1О/On ния способа, увеличение диапазона изменения интенсивности анализируемых потоков и повьппение скорости сбора экспериментальных данных при высокой интенсивности этих псУгоков. IIocтавленная цель реализуется за счет применения следующего способа ° Формируют последовательность стартовых импульсов, синхронизированных с моментами генерации сигналов возбуждения исследуемого процесса. Формируют реализации этого процесса, представляющие собой последовательность стоповых импульсов, синхронизированных с моментами появления событий иссле дуемого процесса, вызванных отдельными сигналами Возбуж 1ений Задают временной диапазон проведения анализа и подсчитывают количество поступивших в нем стоповых импульсов. Измеряют в этом же диапазоне одиночные временные интервалы между стартовым и стоповым импульсами для отдельных реализаций. В запоминающем устройстве гистограммирующего типа накапливают цифровые коды результатов измерений до получения их некоторого за- данного количества. Рассматриваемый способ обеспечивает проведение временного анализа моментов появления событий в потоках произвольного вида; t ил.

1265677

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и преднаэначейо для статистической регистрациираспределений моментов наступления событий различных физических процессов, вызываемых периодическими импульсами возбуждения, например, в импульсной флуориметрии, ядерно-физических исследованиях, выполняемых по время-пролетной методике, и т.д.

Цель изобретения — расширение области применения способа за счет обеспечения регистрации распределе.ний моментов наступления событий

Произвольных сигнальных потоков, а также увеличение диапазона изменения интенсивности анализируемых потоков и повышение скорости сбора экспериментальных данных при высокой интенсивности этих потоков.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу статистического многоканального временного ана- д лиза, заключающемуся в формировании последовательности стартовых электрических импульсов, синхронизированных с моментами генерации сигналов воз буждения исследуемого физического процесса, формирования реализаций исследуе.— мого процесса, которые представляют собой последовательности стоповых электрических импульсов, синхронизированных смоментами появления, вызванных. отдельными сигналами возбуждения событий исследуемого процесса, задания временного диапазона проведения анализа путем формирования временных интервалов определенной длительности, начало которых связано со стартовыми импульсами, подсчете количества стоповых импульсов, поступивших в диапазоне анализа, измерении в сотдельных реализациях процесса одиночных временных интервалов между стартовым 45 и стоповым импульсами, поступившими в диапазоне анализа., накоплении цифровых кодов результатов измерений в запоминающем устройстве гистограммирующего типа до получения их некоторого наперед заданного количества, запоминают число К поступивших в диапазоне анализа стоповых импульсов в первой реализации процесса, или, если в первой реализации таких импульсов нет, в ближайшей из последующих реализаций, имеющей хотя бы один импульс в заданном временном диапазоне, в ближайшей иэ следунпцих далее реализаций исследуемого процесса, имеющей не менее К импульсов в диапазоне анализа, выделяют K-й поступивший в этом диапазоне импульс и измеряют временной интервал между стартовым данной реализации и выделенным, стоповым импульсами, затем уменьшают число К на единицу и в дальнейших реализациях процесса проводят следующий цикл измерений интервала между стартовым .и (К-1)-м выделенным стоповым импульсами. повторяя указанные процедуры до получения

К=1 и измерения временного интервала между стартовым и первым стоповым импульсами текущей реализации процесса, после чего определяют новое значение К подсчетом числа поступивших в диапазоне анализа стоповых импульсов в последующей реализации исследуемого процесса, имеющей такие импульсы.

На чертеже показана временная диаграмма одного цикла анализа.

Процесс выполнения статистического многоканального временного анализа может быть разбит на ряд повторяющихся циклов измерений, каждый иэ которых выполняется за несколько последовательных реализаций исследуемого физического процесса.

Сформировав синхронизированные с моментами появления соответственно сигналов возбуждения и событий исследуемого процесса стартовые и стоповые электрические импульсы, генерируют также временной интервал, задающий диапазон анализа. В первой реализации процесса подсчитывают количество стоповых сигналов, поступивших в заданном временном диапазоне. Если в ответ на первый сигнал возбуждения в рассматриваемом диапазоне импульсов процесса не поступило, циклы повторяют до получения первого ненулевого значения. В следующей реализации процесса из последовательности стоповых сигналов выбирают тот по счету, номер которого совпадает с полученным на предыдущем этапе. Еслй такого импульса в реализации нет ,(т.е. в диапазоне анализа поступило меньшее количество импульсов) (реализация 2), циклы возбуждения повторяют до генерации реализации потока с такрм импульсом и проводят, измерение временного интервала от

1265677 старта до этого импульса (реализация

3). Полученный результат запоминают, а в следующей реализации выделяют импульс, номер которого на единицу меньше, чем при предыдущем измерении (реализации 4-6) . Указанные операции товторяют до тех пор, пока из последовательности не выделится первый импульс и измерится .временной интервал до него (реализация 6) . Рассмот- 1О ренная последовательность действий и составляет один цикл регистрации, Такие циклы повторяют до тех пор, пока в запоминающем устройстве не будет накоплено требуемое количество 15 результатов измерений, после чего процесс анализа оканчивается.

Покажем, что при таком способе временного анализа для произвольных потоков отсутствуют искажения формы регистрируемых временных спектров.

Обозначают черезЯ =(Тс,, Т) рабочий диапазон регистрации стоп-импульсов относительно задающего старт-импульса. Вводят в рассмотрение систе- 25 му плотностей параметрического задания потока а., (t,,..., t;), i=1,2... таких, что а; (1,..., й;), (1С, dt.„ — вероятность наступления на не менее i событий, первые i из ко- ЗО торых попали в интервалы {t; -dt„., Д .1=1,2,...,i. Обозначают f(t) интенсивность исходного потока стопимпульсов. Так как f{t)dt совпадает с вероятностью попадания импульса в интервал (t-dt, tg, т.е. равна сумме вероятностей попадания первого, второго,..., импульса исходного потока в указанный интервал, то

" < ((с)=< Д ...) а;(е,...,с;,,с) ь=1 т хйеч,..., С1е;, °

Сравнивая полученные формулы видно, что интенсивности нового и исходного потока совпадают f"(t)=f(t) .

Таким образом, предлагаемый способ по сравнению с известным, примнимым только для пуассоновских случайных потоков, обеспечивает проведение временного анализа моментов

45 появления событий в потоках произвольного вида. Кроме того, способ позволяет выполнять измерения в потоках случайных событий такой интенсивности, что среденее число импульсов, 50 поступающих в рабочем диапазоне анализа, превьппает единицу. В то же время в известном способе при среднем . числе импульсов в диапазоне измерений более одного. резко, возрастает интенсивность блокировки процесса накопления информации, что ведет к пропорциональному увеличению времени набора экспериментальных данных до получеРассматривают случайный поток„

:каждая реализация которого представ.— ляет собой совокупность импульсов, выделенных по приведенным правилам из числа поступивших в интервалеЯ стоповых импульсов исходного потока за один цикл регистрации (реализа- >. ция 1) ° Этот поток новый, находят его интенсивность, учитывая, .что.все импульсы потока фиксируются без потерь, Пусть P-„ — вероятность появления в новом .потоке реализаций содержа н щих ровно i импульсов, à f.„(t) — интенсивности условных потоков, каждый из которых составлен из реализаций, содержащих ровно i импульсов (i=1, 2,...,) тогда .интенсивность нового потока f » "(t) = Q1, ". „(t) . а 4

Как следует из рассмотренной последовательности действий, P совпадает с вероятностью поступления в интервале Я,- импульсов исходного потока

p =A,-A i=1,2,..., где А; +1

Г ... f a;(t,...,c,), с-1

dt„ — вероятность поступления в Я не менее i импульсов исходного пото» ка. Так как f-, (t)dt совпадает с сум-, мой вероятностей попадания первого второго,..., i-ro импульса исходного потока в интервал (t-dt t), то с (.,(й)=) — — f ... (а, (с,,..., т о 3-1

t) у t) dt ° ° Ф ае1=

При этом получают

t t

z"

)ay ф, )-2,0

ddtñ, °, dt; А-E(A; -", )

) <<.)

tÝ

= ) f... (а,. (с,,..., t„,, t ) d t <,..., = т, dt s g

1265677

S нйя заданной статистической точности. Кроме того, в тех сЛучаях, когда интенсивность потока настолько велика, что в диапазоне анализа постоянно поступает два и более стоповых импульса, регистрация временных спектров по известному способу становится вообще невозможной.

Формула изобретения

Способ статистического временного анализа, при котором формируют последовательность стартовых электрических импульсов, синхронизированных с моментами генерации сигналов возбуждения исследуемого физического процесса, формируют представляющие собой отдельные реализации этого процесса последовательности стоповых электрических импульсов, синхронизированных с моментами поступления событий исследуемого процесса, появление которых вызвано текущими сигналами возбуждения, задают временной диапазон проведения анализа путем формирования временных интервалов определенной длительности, начало которых связано со стартовыми импульсами, подсчитывают количество стоповых импульсов, поступающих в диапазоне анализа, измеряют в данных реализациях процесса одиночные временные

35 интервалы между стартовым и стоповым импульсами, поступившими в диапазоне анализа, а в гистограммирующем запоминающем устройстве накапливают гистограмму результатов измерений, о т—

Ь л и ч а ю шийся тем, что, с целью расширения области применения способа за счет обеспечения регистрации распределения моментов наступления событий произвольных сигнальных потоков, а также увеличения диапазона изменения интенсивности ана- . лизируемых потоков и повышения скорости сбора экспериментальных данных при высокой интенсивности этих потоков, запоминают число К поступивших в диапазоне анализа стоповых импульсов в первой реализации процесса, если в первой реализации таких импульсов нет, в ближайшей из последующих реализаций имеющей хотя бы один импульс в заданном временном диапазоне, а в ближайшей из следующих далее реализаций исследуемого процесса имеющей не менее К импульсов в диапазоне анализа, выделяют К-й поступивший в этом диапазоне импульс и измеряют временной интервал между стартовым импульсом данной реализации и выделенньм (.стоповым импульсом, затем уменьшан1т число К на единицу и в дальнейших реализациях процесса проводят следующий цикл измерений интервала между стартовым и К-1-м выделенным в реализации стоповым импульсами, повторяют указанные процедуры до получения К=1 и измеряют временной интервал между стартовым и первым стоповым импульсами текущей реализации процесса, после чего определяют новое значение К подсчетом числа поступивших. в диапазоне анализа стоповых импульсов в последующей реализации исследуемого процесса, имеющей такие импульсы.

12б5677

Стар

Яиапа аналюа

Рюппац

Фапиэаии

Реа_#_ыуац

Реапизаци

Реалии,бац

0еаиизаци

Реа и ация

Реалии.бац

Реалы ация

Составитель В.Величкин

Техред И.Попович Корректор Л. Пиллнпенко

Редактор Н.Гунько

Заказ 5659/42 Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. ужгород, ул. Проектная, 4