Устройство для определения характеристик случайных импульсных потоков

 

Союз Советскии

Социалистическик

Респубпик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

<щ773627

К АВТОРСКОМУ СВМДОИЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (51) М. Кл.з

G 06 F 15/36 (22) Заявлено 020479 (21) 2744276/18-24 с присоединением заявки Йо (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 23;1080. Бюллетень Йо.39 (SS) У К 681.. 3 (088. 8) Дата опубликоваиия описания 02. 11. 80 (72) Авторы изобретения

Л.М.Аснин и Т.В.Иванова (71) Заявитель (54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК

СЛУЧАЙНЫХ ИМПУЛЬСНЫХ ПОТОКОВ

Изобретение относится к ст-.ециали,-ированным средствам вычислительной техники случайных процессовИзвестно устройство для измерения одной из основных характеристик случайных импульсных потоков, функции распределения чисел событий в фиксированном интервале времени, представляющие собой упрощенные вари- 10 анти стандартных многоканальных анализаторов (1 .

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является устройство для определения характеристик случайных импульсных потоков, ; †.редназначенное для измерения функции распределения, дисперсии и корреляционной функции числа событий в фиксированном интервале времени, 20 содержащее формирователь прямоугольных импульсов, адресный счетчик, и выходной дешифратор,,и+1 элементов И, n+2 счетчиков импульсов, генератор импульсов, элемент задержки, селектор импульсов, триггер с р-..здельным запуском, элемент ИЛИ, переключатели режима работы. В этом устройстве исследуемый процесс разбивается..ыа кванты фиксированной 30 длительности с помощью генератора импульсов j2 .

Недостатком известного устройства является его ограниченная область применения.

Цель изобретения — расширение области применения, а именно измерение функции распределения, корреляционной функции и дисперсии числа событий в пакете "обытий (под пакетом событий понимается такая совокупность событий, в которой временной интервал между любыми соседними событиями не превышает какойлибо фиксированной величины " ).

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для определения характеристик случайных импульсных потоков, содержащее генератор импульсов, формирователь импульсов, выход которого соединен с входом селектора импульсов и с первым неподвижным контактом первого переключателя, подвижный контакт которого подключен к первому входу адресного счетчика, разрядные выходы которого через дешифратор соединены с первыми входами и элементов И, выходы которых подключены к входам соответствующих и счетчиков импуль773627 сон, второй вход адресного счетчика соединен с подвижным контактом вто рого переключателя, первый неподвижный контакт которого подключен к выходу элемента задержки, вход которого соединен с (и+1) счетчиком импульсов, первым входом (n+1)-го элемента И и первым неподвижным кон- тактом третьего переключателя, подвижный контакт которого подключен к вторым входам элементов И, а второй неподвижный контакт третьего переключателя соединен с первым неподвижным контактом первого переключателя, второй неподвижный контакт которого подключен к выходу элемента

ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом (и+1)-го элемента HJIN а второй вход — co вторым входом (и+1)-го элемента И и выходом триггера, первый вход которого соеди-. . нен с выходом селектора импульсов 20 и входом (n+2 )-го счетчика импульсов, второй вход триггера соединен с выходом адресного счетчика и вто-. рыгл неподвижным контактом второго переключателя, оно содержит- допол- 2 нительный переключатель и блок пересчета, первый вход которого соединен с генератором импульсов и с первым неподвижным контактом дополнительного переключателя, подвижный контакт которого подключен к входу элемента задержки, а второй неподвижный контакт дополнительного переключателя соединен с выходом блока пересчета, второй вход которого подключен к формирователю импульсов.

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства; на фиг. 2 - диаграммы работы блока пересчета.

Устройство содержит Формирователь

1 (прямоугольных) импульсов, адрес- 40 ный счетчик 2, дешифратор .3 на и выходов, п элементов И 4 -4> „ n счетчиков импульсов 5 -5n, генератор 6 импульсов, элемент 7 задержки, и+1 счетчик 8 импульсов, селектор 9 45 импульсов, триггер 10 с раздельным запуском, (и+1)-й элемент H 11„элемент ИЛИ 12, (n+2)-й счетчик 13 импульсов, три переключателя 14 (индексами 15-23 обозначены контакты переключателей), блок 24 пересчета, дополнительный переключатель 25 (индексами 26-28 обозначены контакты переключателя 25).

Принцип работы устройства заключается в следующем. Два положения переключателей 14 и 25 соответствуют измерениям следующих характеристик случайного импульсного потока:

?. Распределение числа событий в Фиксированных интервалах време- бО ни z.t (переключатели 14 в положении

15-17, 18-20, 21-23, переключатель

25 н положении 27-28);

h. Дисперсия и Функция корреляции числа событий в фиксированных ., 65 интервалах времени gt (переключатели

14 в положении 17-17, 19-20, 22-23, переключатель 25 в положении 27-28);

Щ . Распределение числа событий в пакетах событий в интервалах времени ьtn (переключатели 14 в положении 15-17, 18-20, 21,-23, переключатель 25 н положении 26-28);

A . Дисперсия и Функция корреляции числа событий н пакетах событий в интервалах времени li ty (переключатели

"14 в положении 16-17, 18-20, 21-23,переключатель 25 н положении 26-28);

В перном режиме попарно соединены следующие контакты переключателя

14-15-17, 18-20, 21-23 и контакты переключателя 25-27-28. При этом исследуемый сигнал поступает на вход формирователя прямоугольных импульсов 1, который формирует прямоуголь-, ные импульсы равной амплитуды и длительности в моменты наступления событий. Импульсы с выхода формирователя прямоугольных импульсов 1 подаются на первый счетный вход адресного счетчика. 2.

Число, зафиксированное в адресном счетчике 2, соответствующее числу поступивших импульсов, параллельным кодом подается на и выходной дешиФратор 3, и определяет появление напряжения на соответствующем данному числу -м выходе дешифратора, n — выходов дешифратора 3 соединены со вторыми входами и — элементов И

4 -4г, и напряжение на i-м выходе дешифратора 3 служит разрешающим для. i-ro re ента И. На первые входы элементов И 4 -4 р поступают короткие импульсы (считывания) с генератора 6 импульсов, период следонания ко орых равен в данном случае длительно ти Фиксированных интервалов gt. Эти же импульсы, ио задержанные элементом 7 задержки (импульсы сброса) поступают на второй, сбросовый вход адресного счетчика

2. Импульс считывания проходит нб вход i""-го элемента И, поскольку только на него подано разрешакщее напряжение. Выходы и элементов И 4„ -4и соединены со входами счетчиков импульсон 5 -5г, и импульс с выхода i-го элемента И поступает соответственно на вход i-го счетчика импульсон. По окончании регистрации импульс сброса приводит адресный счетчик 2 в исходное состояние. Таким образом, происходит регистрация каждого интернала времени уе,, соответственно числу событий, наступинших за этот интервал, в одном Йз и счетчиков импульсов

5g -5 .

По окончании измерений счетчик

i-го канала показывает число h.„ а (n+1)-й c eTßHIt 8 нмпульсон общее число интервала t-Н.

773627

Оценка распределения числа импульсов в интервале определяется из .выражения

%1

Р 4 нд d.. = „1,2...,n, 5 где и дс — число импульсов в иксиф рованном интервале дt; д . ;+„ — интервал значений Мд регистрируемых i-и счетчиком импульсов.

Во втором режиме измерений попарно замкнуты контакты переключателей

16-17, 19-20, 22-23, 27-28.- При .этом выход формирователя прямоугольных импульсов 1 соединен со входом селектора импульсов 9 и с первыми входами и элементов 4 -4 . Селектор импульсов 9 пропускает каждый К-тый входной импульс. Таким образом, происходит отбор произвольных событий.

К-ый импульс, прошедший на выход се- 2О лектора импульсов 9, поступает на первый вход триггера с раздельным запуском 10 и запускает его.

Сигнал с выхода триггера 10 через элемент ИЛИ 12 и переключатель по- р5 ступает на вход адресного счетчика

2 и записывает в нем число "1", при этом на первом выходе дешифратора

3 появляется разрешающее напряжение, подающееся на первый из и элементов

И 4л . При этом импульсы с выхода формирователя 1 импульсов начинают поступать на вход первого из п счетчиков импульсов 5л .

Одновременно сигнал с выхода триггера 10 поступает на первый вход (n+1)-ãî элемента И 11 и разрешает прохождение импульсов с генератора

6, которые подаются на второй вход элемента И 11. Импульсы с генератора 6 проходят на выход элемейта И . 4Î

li и далее через элемент ИЛИ 12 — на первый вход адресного счетчика 2.

Первый иМпульс с генератора 6 запи 1ет в адресном счетчике 2 число "2" и соответственно разрешающее напряжение появится на втором выходе и выходного дешифратора 3. При этом импульсы с выхода формирователя 1 прямоугольных импульсов 1 начинают поступать через второй из и элементов И на вход второго из и счетчиков импульсов. И так далее n- импульс генератора 6, поступивший на вход адресного счетчика 2, разрешает прохождение импульсов с выхода

Форьщрователя 1 на вход и-го счетчика импульсов 5. В момент поступления и-го импульса на вход адресного счетчика 2, с дополнительного выхода адресного счетчика 2 подается импульс на второй вход триггера 10 с раздельным запуском и через переключатель на второй сбросовый вход . адресного счетчика 2 и переводит их в исходные состояния. При этом прекращается поступление импульсов на вход адресного счетчика 2. Этот цикл будет повторяться с поступлением каждого К-ro импульса с выхода формирователя 1.

При этом число циклов Фиксирует счетчик импульсов 13, а общее число импульсов с генератора 6, т.е. общее число фиксированных интервалов за время измерений,. счетчик 8 импульсов.

Таким образом, первый из п.счетчиков импульсов фиксирует общее число событий, наступивших в интерва" лах времени от произвольно выбранных событий до концов интервалов дс, содержащих эти события, т.е. в интервалах времени Ь . Среднее значение числа событий в интервале времени 4 определяется по пок аз аниям счетчиков импульсов 5л и 13:

Ъ

И =,— 1

4 М где h показание счетчика импуль4 i

М вЂ” показание счетчика импульссв 13. (i+1)-й счетчик импульсов (i=1, 2, 3,..., и-1) фиксирует общее число событий, поступивших в i-ых интервалах времени де, следующих за интерваламн, содержащими произвольно выбранные с=бытия, т.е. в интервалах ;-.påìeíè дт . Среднее значение числа событий в интервале времени определяется по показаниям счетчиков импульсов 5(+Ли 13:, И„+л

ЙдА„. = Общее число событий за время измерений — МК, где М вЂ” показание счетчика 13 импульсов;

К вЂ” коэффициент отбора селектора 9 импульсов.

Общее число фиксированных ичтервалов за время измерений — Н (показание счетчика импульсов 8}, Таким образом, среднее значение числа событий в фиксированных интервалах времени дс

МК

ИМ,= по окончании измерений по показаниям всех счетчиков определяются дисперсии и коэффициенты корреляции для сдвигов i=1. 2,, n-1 по Формулам

Hh, „-И К

Pi 2НЪ„-М К

В третьем режиме работы попарно соединены следующие -контакты пере773627 ключателей 14 и 25, 15-17, 18-20, 21-23, 26- 28. При этом импульсы с выхода генератора импульсов б пода»отся на первый вход блока 24 пересчета имеющего коэффициент пересчета

m„ т.е. на выходе блока 24 проходит каждый m-й импульс генератора б. Частота генератора б импульсов выбираЕтся таким образом, чтобы выполнялось соотношение

Т N=C» где Т вЂ” период следования импульсов генератора 6;

m - -коэффициент пересчета блока

24 пересчета; à — критерий пакетообразования, т.е. минимальный интервал между соседними событиями, при котором эти события относятся в разные пакеты событиИ.

На второй вход блока 24 подаются импульсы с выхода формирователя 1, служащие в данном случае сбросовыми, т.е. с наступлением кажДого события блока 24 пересчета переводится в положение "0" и счет импульсов, посту.пающих с генератора б начинается сначала. Таким образом, на выходе

24 появится импульс лишь в том случае, если пауза между соседними событиями превысит интервап t . На фиг. 2 представлены диаграммы работы блока пересчета. Импульсы с выхода блока 24 пересчета образуют после.довательность временных интервалов ,».t„ таким образом, что каждому интервалу 4htn соответствует пакет событий. В этом режиме работы последо- . вательность интервалов b,»»» заменяет последовательность интервалов ае, В остальном измерение распределения числа событий в интервалах времени не отличается от измерения по программе 1 (распределения числа событий в „фиксированных интервалах времени дс).

В четвертом режиме работы попарно соединены следующие контакты

Переключателей 14 и 25, 16-,17, 1920, 22.-23, 26-28 ° При этом устройство выполняет следующие функции: формирование интервалов времени, которым соответствуют пакеты событий, описанное в программе Я и измерение, описанное в программе и . Таким образом, s результате измерений, внесенных в известное устройство, появляется воэможность проводить пакетный анализ, в том числе труднодоступный корреляционный анализ. Пакетный анализ необходим при исследовании случайных импульсных потоков, имеющих тенденцию к группированию событий.

Формула изобретения

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Курочкин С.С. Многомерные статиче»:кие анализаторы, М., "Атомиздат", 1968, с. 276. 2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2561927/18-24, кл. G 06 F 15/Зб4, 1977 (прототип). бО

Устройство для определения характеристик случайных импульсных потоков, содержащее генератор импульсов, формирователь импульсов, выход которого соединен с входом селектора импульсов и с первым неподвижным контактом первого переключателя, подвижный контакт которого подключен к первому входу адресного счетчика, разрядные выходы которого через дешифратор соединены с первыми входами п элементов И, выходы которых подключены к входам соответствующих . n счетчиков импульсов, второй вход

15 адресного счетчика соединен с подвижным контактом второго переключателя, первый неподвижный контакт которого подключен к выходу элемента задержки, вход которого соединен

2О с (и+1) счетчиком импульсов, первым входом (n+1)-ro элемента И и первым неподвижным контактом третьего переключателя, подвижный контакт которого подключен к вторым входам элементов И, а второй неподвижный подключен к вторым входам элементов

И, а второй неподвижный контакт третьего переключателя соединен с первым неподвижным контактом первого переключателя, второй неподвижный контакт которого подключен к выходу элемента ИЛИ, первый. вход которого соединен с выходом (n+1)-го элемента ИЛИ, а второй вход — со вторым входом (n+1)-го элемента И и выходом триггера, первый вход кото Ьго соединен с выходом селектора импульсов и входом (n+2)-ro счетчика импульсов, второй вход триггера соединен с выходом адресного счет4О чика и вторым неподвижным контактом второго переключателя, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения области применения, оно содержит дополнительный переключатель и .блок пересчета, первый вход которого соединен с генератором импульсов и с первым неподвижным юонтактом дополнительного переключателя, подвижный контакт которого подключен к входу элемента задержки, а второй неподвижный контакт дополнительного переключателя соединен с выходом блока пересчета, второй вход которого подключен к формирователю импульсов.

773627

8xod WВходя-g йиад и

dpi

Ae.z

Составитель Э.Сечина

Редактор Г.Волков Техред A.Ач Корректор Н.Стец

Заказ 7506/62 Тираж 751 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий °

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4