Статистический анализатор

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ иц699526 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 080776 (21) 2383502/18-24 сприсоединениеызаявкиИ вЂ” (23) Приоритет—

Опубликовано 25.1179, Бюллетень ¹43

Дата опубликования описания 30. 11. 79 (51) м. к.2

G 06 F 15/36

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (Д) (ДЯ681.333 (088. 8) (72) Авторы изобретения

С. И. Сухишвили и 3, В. Кавжарадзе (71) Заявитель

Тбилисский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института метрологии имени Д. И. Менделеева (54) СТАТИСТИЧЕСКИИ АНАЛИЗАТОР

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для обработки случайных процессов.

Известен статистический анализатор, содержащий входное устройство, ампли- 5 тудный селектор, формирующее устройство, соединенные последовательно, временной селектор, первый вход которого соединен с выходом формирующего устройства, а второй вход с генерато- 10 ром счетных импульсов, выход временного селектора соединен с счетчиком импульсов, управляющий вход амплитудного селектора соединен с шиной эталонного напряжения (1) . Недостатком 15 известного устройства является большая продолжительность времени исследования случайного процесса для определения функции распределения.

Наиболее близким к иЗобретению по 2р технической сущности является статистический анализатор, содержащий источник эталонного напряжения, соединенный с входом делителя напряжения,выхо ды которого подключены соответствен- Й но к п-каналам, каждый из которых со- стоит из блока сравнения, выход которого соединен с входом триггера Шмидта, группу элементов И, первые входы которых подключены к нулевым выходам $p григгеров Шмидта, кроме первого канала, вторые входы элементов И группы соединены с входом счетчика и с выходом первого элемента И, первые входы первого и второго элементов И подключены к выходу генератора импульсов, вторые входы первого и второго элементов И соединены соответственно с единичным и нулевым выходами первого триггера, нулевой вход которого соединен с выходом счетчика, третий вход второго элемента И подключен к единичному выходу второго триггера, выходы элементов И группы соединены соответственно с первыми входами элементов ИЛИ первой группы, вторые входы которых соединены с входом вычитвющего счетчика и с выходом второго элемента И, выходы элементов ИЛИ пер« вой группы подключены соответственно к входам счетчиков группы, выходы которых соединены соответственно с счетными входами триггеров группы, выходы которых подключены к входам первого элемента ИЛИ (2).

Недостатком этого анализатора является низкое быстродействие.

Цель изобретения — повышение быстродействия анализатора.

699526

Это достигается тем, что в устройство введены вторая группа элементов

ИЛИ и второй элемент ИЛИ, входы которого соединены соответственно с выходами счет (ика и первого элемента

ИЛИ, выход второго элемента ИЛИ подключен к нулевому входу второго триггера, первые входы элементов ИЛИ второй группы соединены соответственно с выходами триггеров Шмидта, кроме первого канала, вторые входы элементов ИЛИ второй группы подключены к единичному входу второго триггера, выходы элементов ИЛИ второй группы соединены соответственно с третьими входами элементов и группы.

На чертеже дана структурная схема анализатора. Он имеет источник 1 эталойного напряжения, делитель 2 напряжения, блоки 3 сравнения, триггера

Шмидта 4, вторую группу элементов

ИЛИ 5, группу элементов И б, элемент

И 7, счетчик 8, первую группу элементов ИЛИ 9., элемент И 10, вычитающий счетчик 11, группу счетчиков 12, группу триггеров 13, элемент ИЛИ 14, элемент ИЛИ 15, первый 16 и второй 17 триггеры, генератор импульсов 18, вход анализатора 19, первый пусковой вход анализатора 20, второй пусковой. вход анализатора 21.

Анализатор работает следующим образом.

В режиме определения плотности вероятностей в начале все триггеры находятся в состоянии нуля после того, как подается случайный процесс на блоки 3 сравнения, куда же через делитель 2 напряжения подаются соответствующие уровни от источника 1 эталонного напряжения, подается импульс на первый пусковой вход 20, что вызовет переброс триггера 16 в положение единица, и подается разрешение на элемент И 7, через который начнут проходить импульсы с выхода генератора 18 импульсов на вход счетчика 8 и на вторые входы элементов

И б, один из которых в зависимости . от состояния соответствующих триггеров Шмидта 4 будет пропускать импульсы через элемент ИЛИ 9 на один из накопительных счетчиков 12.

Легко видеть, что импульсы будут проходить через тот элемент И 6, который управляется двумя соседними триггерами Шмидта 4, которые находятся в фазных состояниях, т. е. для

1-тогф Канала U 4 х(1)< U," + 1. Этим будет обусловлено нахождение исследуемого случайного процесса в промежутке аХ °

Количество импульсов, прошедшее на соответствующий счетчик группы, будет пропорционально времени нахождения случайного процесса в соответствующем промежутке. В ходе изменения значения случайного процесса будут открываться и закрываться разные элементы И б, и импульсы будут проходить на разные накопительные счетчики 12.

Это будет продолжаться до тех пор, пока счетчик 8 не переполнится и импульс с выхода счетчика 8 не перебросит триггер 16 в положение нуль, что обеспечит закрытие элемента И 7, и импульсы больше не будут проходить на входы счетчиков 12. Содержимое счетчиков 12 к этому времени будет соответствовать значению плотности вероятностей в соответствующих интервалах.

В режиме определения, моды определение моды должно происходить непосредственно после определения, плотности вероятностей,, для чего после пере15 полнения счетчиков. подается импульс на второй пусковой вход анализатора

21. Триггер 17 перебросится в положение единица, подаст разрешение на элемент И 10 и импульсы с выхода генератора 18 будут проходить на счетчик 11 и накапливаться в счетчиках

12 до тех пор, пока один из счетчиков

12 не переполнится, а переполняется, тот, который содержит больше всех накопленных импульсов, что соответствует моде случайного процесса. Счетчик

11 при этом работает в режиме вычитания.

После переполнения счетчика 12 соответствующий триггер 13.перебросится в положение единица и сигнал с единичного плеча через элемент ИЛИ 14 вернет триггер 17 в положение нуль и этим процесс определения моды (медиаНы математического ожидания для нормального случайного-процесса) заканчивается. Триггер 13, находящийся в положении единица и будет определять моду процесса.

Анализатор дает возможность исследовать и полимодальные законы распределения, что обеспечивается подачей импульса на второй пусковой вход, после каждого переполнения счетчика 12.

Этот импульс устанавливает триггеры

13 в положение нуль, перебрасывает триггер 17 в положение единица „ и, тем самым, продолжает заполнение счетчиков 12 до тех пор, пока не переполнит следующий по величине содержимого счетчика импульсов 12 и.т, д.;

При этом содержимое счетчика 11 будет соответствовать значению плотности вероятности соответствующей моде (так как разрядности счетчиков 10 и 11 берутся одинаковыми) ..

В режиме определения интегральной функции распределения в начальном состоянии все триггеры устройства находятся в состоянии нуля . После того, как подается случайный процесс

Щ на блоки 3 сравнения, куда же через делитель напряжения подаются соответствующие уровни от источника эталонного напряжения 1, подается импульс на первый и второй пусковые входы анализатора одновременно, что вызовет

699526 переброску триггеров 16 и 17 в положение. единица подается разрешение на элемент И 7 и через элементы блока

ИЛИ 5 — на первые входы элементов блока И 6. Через элемент И 7 импульсы с выхода генератора 18 подаются на вход счетчика 8 и на вторые входы элементов И 6, часть которых в зависимости от состояния инверсных выходов триг-. геров Шмидта будут пропускать импульсы через элемент ИЛИ 9 на соответствующие накапливающие счетчики 12.

Легко видеть, что импульсы будут проходить через те элементы И 6, которые управляются теми триггерами

Шмидта, которые находятся в положении нуль, т. е. для которых выполняется условие X(t) < Б .. Так как опорные напряжения с делителя.-подаются в порядке увеличения и условие

x(t)< U выполняется для i-того каЭ4 нала, то это условие будет выполнять- 2О ся для всех i rj где = i i + 1,...n каналов.

Количество импульсов, прошедшее на соответствующие накапливающие счетчики, будет пропорционально времени нахождения случайного процесса ниже соответствующего уровня. В процессе изменения входного случайного процесса будут открываться и закрываться разные элементы И 6, каждый элемент И 6 тем дольше будет открыт, чем больше соответствующее опорное напряжение, тем больше импульсов пройдет на соответствующий накапливающий счетчик 12.

Импульсы будут проходить на накопительные счетчики до тех пор, пока

5 не переполнится счетчик 8, с выхода которого импульс переполнения перебросит триггеры 16 и 17 в нулевое положение. Этим режим определения функции распределения закончится. К 4О этому моменту содержимое каждого счетчика 12 будет пропорционально времени пребывания случайного процесса ниже соответствующего уровня.

Ширина интервала, т. е. количест- ц во каналов, выбирается соответственно требуемой точности определения плотности вероятностей и функции распределения случайного процесса. Анализатор дает воэможность определить плотность вероятностей, интегральную функцию распределения и моду (медиану,.мат. ожидания для нормального процесса) случайных. процессов, а также осуществить вывод значений плотности вероятностей, функции распределения для разных интервалов (значений), как параллельно сразу после режимов определения плотности вероятностей и функции распределения со счетчиков 12, так и последовательно 4О с выхода счетчика 11 в порядке по величине, начиная с максимального значения. Технико-экономические преимущества изобретения по сравнению.с известным заключаются н том, что в уст- 5 ройстве совмещены функция оценки плотности вероятностей, моды (медианы и мат. ожидания для нормального эргодического случайного процесса) и функций распределения, что дает аппаратурную экономию при высоком быстродействии.

Формула изобретения

Сгатистический анализатор, содержащий источник эталонного напряжения, соединенный с входом делителя напряжения, выходы которого подключены соответственно к п-каналам, каждый из которых состоит из блока сравнения, выход которого соединен с входом триггера Шмидта, группу элементов И, первые входы которых подключены к нулевым выходам триггеров Шмидта, кроме первого канала, вторые входы элементов И группы соединены с входом счетчика и с выходом первого элемента И, первые входы первого и второго элементов И подключены к выходу генератора импульсов, вторые входы первого и второго элементов И соединены соответственно с единичным и нулевым выходами первого триггера, нулевой вход которого соединен с выходом счетчика, третий вход второго элемента И подключен к единичному выходу второго триггера, выходы элементов И группы соединены соответственно с первыми входами элементов ИЛИ первой группы,. вторые входы которых соединены с входом вычитающего счетчика, и с выходом второго элемента И, выходы элементов ИЛИ первой группы подключены соответственно к входам счетчиков группы, выходы которых соединены соответственно с счетными входами триггеров группы, выходы которых подключены к входам первого элемента ИЛИ, отличающийся тем, что, с целью повыаения быстродействия анализатора, в него введены вторая группа элементов ИЛИ и второй элемент

ИЛИ, входы которого соединены соответственно с выходами счетчика и первого элемента ИЛИ, выход второго элемента ИЛИ подключен к нулевому входу второго триггера,.первые входы элементов ИЛИ второй группы соединены соответственно с выходами триггера

Шмидта, кроме первого канала, вторые входы элементов ИЛИ второй группы подключены к единичному выходу второго триггера, выходы элементов ИЛИ второй группы соединены соответственно с третьими входами элементов И группы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 227725, кл. G 06 F 15/36, 1965.

2. Авторское свидетельсТво СССР

Р 525102, кл. G 06 F 15/36, 1974 (прототип).

699526

Подписное

Заказ 2483/51

Тираж 779

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель И.,". агорбинина

Редактор Н. Катаманина Техред N.Кузьма Корректор В. Синицкая