Статистический анализатор

 

СОюз Советских

Социалистических

Республик

«ii962979 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву . (22) Заявлено 01.04.81 (21)3267196/18-24 сприсоединением заявки ¹ (51) М. Нл.з

G 06 Г 15/36 (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР ло делам изобретений и OTkpblTHH

Опубликовано 300982. Бюллетень Мо 36

Дата опубликования описания 30 (53) УДК б 81. 3 (088.8) {72) Авторы изобретения

А,А.Зеленков и О.Г.Мирошниченко

Киевский ордена Трудового Красного 3 институт инженеров гражданской ави (71) Заявитель (54) СТАТИСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗАТОР

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть исполь. зовано в устройствах для измерения параметров случайных процессов.

Известен анализатор длительностей выбросов случайных процессов, содер.жащий пороговое устройство, генератор импульсов, формирователи, элементы И, элемент ИЛИ, пересчетное устройство, регистр сдвига, дешифратор, канальные счетчики )1).

Наиболее близким по техническому решению к предлагаемому является статистический анализатор, содержащий сумматор, пороговый блок и формирователь, схему сравнения, цифроаналоговый преобразователь и два дискриминатора, две схемы совпадения и реверсивный счетчик, генератор импульсов, делитель, имеющий Р выходов, коммутатор, накапливающий счетчик и дешифратор, канальные схемы совпадения и канальные счетчики (2).

К недостаткам указанных устройств следует отнести наличие сложного .по реализации делителя, который должен иметь Р выходов. ho количеству уровней квантования). В таком делителе должно осуществляться деление частоты повторения импульсов «оот» ветственно на 1, 2, ..., Р. Генератор импульсов должен иметь частоту повторения кратную Р . Это,в свою

f очередь, вызывает трудности в построении генератора импульсов с кварцевой стабилизацией. Особенно эти трудности будут сказываться при построении переключаемого многодиапазонного генератора импульсов для анализатора, исследующего сигналы в широком спектре частот. Кроме того, для осуществления коммутации выходов делителя необходим коммута-тор.

К недостаткам относится и то, что при таком .построении анализатора число каналов (при достаточной точности измерений) получается неоправданно большим и определяется числом

М = S = К (f,qt + 2f ° дт + ,„ Х „,ст, t

+ ... +.f..ät ), где Я вЂ” максимально возможная пло-.

25. щадь выброса, определяемая исходя из априорных сведений о спектре исследуемых процессов.

Действительно, каждый импульс с, : выхода делителя через коммутатор

962979 поступает, на вход накапливающего счетчика и переводит последний в следующее состояние, открывающее посредстном дешифратора следующий канал анализатора (схему совпадения), т.е, ширина дифференциального коридора получается излишне малой, Если предположить, что выбросы имеют треугольную форму (это справедливо на больиих уровнях анализатора), то

1 10

S. „Х2 АТ, где А — амплитуда, а Т—

inОХ 2 длительность выброса. Для анализатора имеем! где Р— максимальный уровень кнантонания, вских

Т „ — максимальная длительность выброса.

Ю

При этом Р и f. определяют точность анализа, которая прямо пропорциональна этим величинам. Пусть, например, Р 16, f = 10 Гц, Т „„С1„ = 10 с.

Тогда S „„ „ = — 10.16.10 = 800 кв.ед. 25

2 а Я„,„ „,= 1 кн,ед., т,е. число каналов должно быть равно 800, что совершенно неоправдано.

Цель изобретения — упрощение устройства. 30

Поставленная цель достигается тем, что в статистический анализатор, содержащий сумматор, первый вход которого объединен с первым входом порогового блока и является информа- 35 ционным входом анализатора, вторые входы сумматора и порогового блока объединены и соединены с шиной нулевого потенциала, выход порогового блока соединен с входом формировате- 40 ля импульсов, первый выход которого соединен с входом сброса накопитель ного счетчика, выход которого подключен к входу дешифратора, разрядные выходы накопительного счетчика соединены соответственно с информационными входами группы элементов И, выходы которых подключены к входам соответствующих счетчиков, упранляющие входы элементов И группы объединены и подключены к „второму выходу формирователя импульсов, при этом выход сумматора соединен с первым входом схемы сравнения, второй вход которого подключен к первому выходу цифро-аналогового преобразователя, вход которого подключен к выходу реверсивного счетчика, суммирующий и вычитающий входы которого соединены соответственно с выходами первого и второго элементов И, 60 управляющие входы которых объединены и подключены к выходу генератора импульсов, информационные входы элементов И подключены соответственно к выходам первого и второго дискримина- 65 торов, входы которых объединены и подключены к выходу схемы сравнения; введены преобразователь напряжения в частоту и делитель частоты, выход которого соединен с информационным входом накопительного счетчика, управляющий вход — c вторым выходом формирователя импульсов, а информационный вход делителя частоты подключен к выходу преобразователя напряжения в частоту, вход которого соединен с вторым выходом цифро-аналогового преобразователя.

На чертеже показана блок-схема анализатора.

Анализатор содержит сумматор 1, схему 2 сравнения, цифро-аналоговый преобразователь 3, дискриминаторы

4 и 5, первый б и второй 7 элементы

И, генератор 8 импульсов, ренерсивный счетчик 9, преобразователь 10 напряжения н частоту, делитель 11 частоты, накопительный .счетчик 12, пороговый блок 13, формирователь 14 импульсов, дешифратор 15, группу элементов И 16, счетчики 17.

Принцип работы анализатора основан на равномерном квантовании по уровню амплитуды выброса, при этом площадь. выброса определяется как

S = U yt< + U. at + ... +

Ь1„, так как при равномерном квантовании

U< = aU, У = ZaU и т.д., где aU уронень квантования, то

Б =ЬУ ° at + 2ЬУ at. + ... +

+ ьU Ьй,„, Если осуществляется преобразование напряжения в частоту импульсов, то

Я = Ky(f -д tg + Zf, at + . ° . +

+ f Ьй) =N.

Анализатор работает следующим образом.

Мгновенное значение напряжения выброса с выхода сумматора 1 поступает на схему 2 сравнения, на нторой вход которой подается напряжение с выхода цифро-аналогового преобразователя 3, В зависимости от знака разности этих напряжений срабатывает один из дискриминаторов 4 или 5, открывая при этом либо элемент И 6 либо элемент

И 7. Импульсы генератора 8 будут проходить либо на суммирующий, либо на вычитающий входы реверсивного счетчика 9 до тех пор, пока напряжения, подаваемые на схему 2 сравнения,не сравняются. Н этом случае закрываются оба элемента И 6 и 7. Таким образом, на выходе цифро-аналогового преобразователя 3 получается ступенчатое напряжение (величина ступеньки — ЬЯ, повторяющее форму выброса, далее ступенчатое напряжение с выхо962979

Формула изобретения

S5 да преобразователя 3 поступает.на вход преобразователя 10 напряжения в частоту, который должен обеспечить линейное преобразование входного сигнала в диапазоне уровней от АУ до р ЬБ в частоту .импульсов ° Импульсы, частота повторения которых пропорциональна квантованному сигналу, поступают на вход делителя 11, коэффициент деления которого определяется как К = S /14, где М - число каналов анализатора. Для рассмотренного ранее примера и для M = 32 имеем, что К = 800/32 = 25. Видно, что коэффициент деления К делителя можно легко изменять например, переключателем) в случае построения цифрового анализатора с переключаемыми диапазонами частот исследуемых сигналов.

Если в какой-то момент времени амплитуда напряжения на выходе цифро-аналогового преобразователя 3 равна, например, i ЬУ, то частота повторения импульсов с выхода преобразователя 10 будет ранна

Эти импульсы будут поступать через делитель 11 на вход накопительного счетчика 12 в течение времени btq и т.д.

Таким образом, общее количество импульсов, поступившее на вход накопительного счетчика 12, за время действия выброса будет пропорциоНально площади выброса S8. При этом на. выходе порогового блока 13 формируется импульс, длительность которого равна длительности выброса.

По заднему фронту этого выброса формирователь 14 импульсов вырабаты-. вает:короткий имнульс, который пройдет через открытый дешифратором 15 соответствующий элемент И 16 группы на вход соответствующего счетчика

17. Одновременно этот импульс сбросит делитель 11 в исходное состояние; . Накопительный счетчик 12 сбрасывается в исходное состояние импульсом с первого выхода фбрмирователя 14, Временное положение этого импульса соответствует переднему фронту импульса. с выхода порогового блока 13, т.е. моменту появления очередного выброса.

ПО истечении необходимогО времени анализа в счетчиках.17 будут накоплены ординаты оценки плотности распределения площадей выбросов, Предлагаемый анализатор проще известного и дает возможность построения простого многодиапазонного.анализатора для исследования сигналов в широком спектре частот.

5 Статистический анализатор, содержащий сумматор, первый вход которого объединен с первым входом порогового блока и является информационным входом анализатора, вторые входы

10 сумматора и порогового блока объединены и соединены с шиной нулевого потенциала, выход порогового блока ,соединен с входом формирователя импульсов, первый выход которого соединен с входом сброса накопительного счетчика, выход которого подключен к входу дешифратора, разрядные выходы накопительного счетчика соединены соответственно с информационными. входами группы элементов И., выходы которых подключены к входам соответствующих счетчиков,. управляющие входы элементов И группы объединены и подключены к второму выходу формирователя импульсов, при этом выход сумматора соединен с первым входом схемы сравнения, второй вход которой подключен к первому выходу цифро.аналогового преобразователя, вход которого подключен к выходу реверсивного счетчика, суммирующий и вычитающий входы которого соединены соответственно с выходами первого и второго элементов И, управляющие входы которых объединены и подключены к выходу генератора импульсов, информационные входы элементов И подключены соответственно к выходам первого и второго дискриминаторов, входы которых объединены и подключены к выходу схемы сравнения, отличающийся тем, что, с цЕлью упрощения, он содержит преобразователь напряжения в частоту и делитель частоты, выход которого соединен с информационным входом накопительного счетчика, управляющий вход — с вторым выходом формирователя импульсов, а информационный вход делителя частоты подключен к выходу преобразователя напряжения в частоту,. вход которого соединен с вторым выходом циф. ро-аналогового преобразователя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1 ° Авторское. свидетельство СССР

9734718, кл. G 06 F 15/36, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР

9741276, кл. G 06 F 15/36, 1978 (прототип) .

962979

Составитель 3.Сечина

Техред A.Бабинец Корректор С.Шекмар

Редактор E.Ïàïï

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

Эаказ 7516/71 Тираж 731 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий. 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5