Статистический анализатор

СОЮЭ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУ БЛИН 177 4 С 06 Р 15/3 ЫЙ НОМИТЕТ ССС ОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТГОСУДАРСТ ПО ДЕЛАМ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ельство СССР15/36, 28.02,86,ство СССР15/36, 03.04.86,границы интер задаются в блоке(46) 23.07.88. Бюл. В 27 (71) Уфимский авиационный институт им. Серго Орджоникидзе(54) СТАТИСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗАТОР (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при определении законов распределения случайных сигналов. Цельюизобретения является повышение точности определения закона распределенияпри малом числе измерений. Анализатор содержит аналого-цифровой преобразователь 1, блок 2 сравнения, синхронизатор 3, регистры 4 41,4, элемент ИЛИ 5, сумматор 6, счетчик 7, блок 9 памяти, демультиплек- .сор 1 О, сумматоры 11, 11 11.Работа анализатора основывается наметоде последовательной дихотомии,при этом высоты столбцов функции плотности заранее рассчитываются и хранятся в блоке памятиеИзобретение относится к вычислительной технике и может быть исполь 9(х) = О при а)х и х)Ь, где а и Ь - границы интервала возможных значений случайнойВеличины х еДля каждой реализации х,. строят непрерывную функциюЧ (х) =,5 9; (х) (2)1 йгде К - количество разбиений исходноВ 1 55го интервала а, Ь при обра 6 отке одной реализации; У (х) - элементарная функция плотносчти, надстраиваемая на 1-и ша 50 зовано при определении законов распределения случайных сигналов.Целью изобретения является повышение точности определения законараспределения при малом числе измерений.Работа анализатора поясняется черОтежом, на котором приведена Функцио, ,нальная схема анализатора.Анализатор содержит аналого-цифровой преобразователь 1, блок 2 срав нения, синхронизатор 3, регистры 4, 154. 4, элемент ИЛИ 5, сумматор 6,счетчик 7, информационный вход 8;блок 9 памяти, демультиплексор 10,накапливающие сумматоры 11 1111 2 ОВ основу работы предлагаемогостатистического анализатора положеноиспользование ядерных оценок (Я-оце-нок) по методу Розенблата-Парэена.Известен ряд версий метода Я-оценок, 25например методы вкладов, уменьшения , неопределенности и др. Все они связаны общей идеей: при малом числе И об-рабатываемых реализаций случайнойвеличины учесть относительный, слу- ЗО . чайный характер каждой отдельной реализации. При этом каждая реализация"размазывается" по некоторому интервалу, а в качестве элементарной плотности распределения для -й реализации используется некоторая непрерывная Функция 9;(х), заданная на этоминтервале. Способ задания ФункцийУ;(х)(=1,И) определяет конкретнуюверсию метода Я-оценок. 4 О. Б анализаторе используется методпоследовательной дихотомии (МПД) .При этом Функция плотности распреде,ления имеет вид:1(х О при а хбЬ; 45(1) ге разбиения при. обработке1-й реализации,Алгоритм построения следующий. Напервом шаге исходный интервал разбивается пополам, часть, не содержащаяреализации х отбрасывается, а надоставшимся интервалом надстраиваетсяфункция плотности Ю; (х), представляющая собой плотность равномерногораспределения высотой Н, . Полученныйинтервал, снова разбивается пополам,"пустая" часть отбрасывается, а надоставшимся интервалом строится Функция плотности У, (х) высотой Н3 йи т,д,Процесс построения функций У.(х)(1=1,К) для -й реализации заканчивается при совпадении на очередномшаге величины интервала, содержащегореализацию х и заранее выбранногоинтервала аппроксимации, Для удобстваработы исходный интервал а, Ь 1 должен включать целое число г интервалов аппроксимации, равное степенидвойки. При этом число разбиений Кисходного интервала определяется соотношениемК=1 оя г. (3)Функции плотности Ч; (х) имеютодинаковый весУсловие нормировкипри этом выполняется соответствующимподбором высот НН= --- 1=1 К(4)где д - ширина исходного интервалаанализа, равная (Ь-а).Результирующая плотность распреде-:ления У(х) определяется суммированиемфунций 9(х)я кЮ(х) =,Я Ч(х) =,; ., 9; (х) . (5)1( 24 е 1Из описания метода следует, чтонепрерывная функция Ч,(х), построенная для ь-й реализации, однозначноопределяется расположением данной 1реализации на интервале анализа а,Ь 1 ф(или порядковым номером интервала(аппроксимации, содержащего -ю реализацию). Таким образом, для каждогоиз несовместных случайных событийх, е а, а+ 81х еа+(г) 8,Ь,(6)Ь-аб = --- ширина интервала аппроксимации,можно заранее рассчитать высоты каждого из г столбцов функции Ф (х), границы интервалов аппроксимации задаются в блоке 2 сравнения14117 Лнализатор работает следующимобразом.Поступающие на вход аналого в циф,рового преобразователя 1 реализацииисследуемого случайного сигнала х(Г)5преобразуются в цифровой код. Преоб,разование каждой реализации завершается Формированием на выходе концапреобразования импульсного сигнала,запускающего синхронизатор 3, на втором выходе которого появляется импульс, поступающий на .тактовый входблока 2 сравнения.Блок 2 выделяет 1-й интервал аппроксимации (1=1, г) исходного интервала анализа а,Ь, содержащий текущую реализацию.Синхронизация работы блока 2 осуществляется импульсами с выхода синхронизатора 3Блок 9 памяти матричной структурысодержит гхг ячеек памяти, причемв г ячейках первой строки матрицы хранятся значения высот каждого из г 25столбцов функции 9; (х), соответствующие случаю х;Са, а+8, в г ячейках.второй строки - значения высот каждого иэ г столбцов функции Ч;(х),соответствующие случаю. х;са+3,а+28 и т.д.Перед началом работы анализаторав регистр 4 заносится адрес первойячейки первой строки блока 9, в регистр 4 - адрес первой ячейки второй строки и т,д в регистр 4 -35адрес первой ячейки г-й строки, Сумматоры 6, 11 , 11 11 и счетчик7 устанавливаются в нуль.Единица на 1-м выходе блока 2 разрешает считывание адреса первой ячей 40 ки соответствующей строки блока 9 иэ ,1-го регистра 4, Этот адрес через элемент ИЛИ 5 поступает на информацйонный вход сумматора 6, одновременно импульсы с выхода синхронизатора 345 подсчитываются счетчиком 7, содержимое которого подается на другой информационный вход сумматора б и на адресный вход демультиплексора 10. При этом на вход блока 9 последова тельно поступают адреса первой, второй.г-й ячеек 1-й строки, Содержимое этих ячеек, т,е, значения высот первого, второго, , г-го столбцов соответствующей Функции Ф 1(х),15ВНИИПИ Заказ 3656/46 79 4через демультиплексор 10 поступаетна входы сумматоров 11 11,, 1.соответственно. Таким образом, в сумматорах 11 Формируется результирующаяплотность распределения (х) согласно (5),Импульс с выхода синхронизатора 3устанавливает в нуль сумматор 6 исчетчик 7, подготавливая анализаторк обработке следующей реализации, Фаэтом работа анализатора заканчивается.Формула изобретенияСтатистический анализатор, содержащий аналого-циФровой преобразователь, информационный вход которогоявляется входом анализатора, блоксравнения, счетчик, сумматор, элементИЛИ, блок памяти, синхронизатор, первый выход которого соединен с входамиустановки в "0 счетчика и .сумматора,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения точности, в неговведены г регистров (г - натуральноечисло интервалов аппроксимации), группа из г накапливающих сумматоров идемультиплексор, причем выход концапреобразования и информационный выходаналого в цифрово преобразователя соединены соответственно с входом запуска синхронизатора и информационнымвходом блока сравнения, входами задания порогов сравнения которого являются входы задания границ интерваловаппроксимации анализатора, тактовыйвход блока сравнения соединен с вторым выходом синхронизатора, третийвыход которого соединен с счетным входом счетчика, 1-й (г=1,2 .,г) выход блока сравнения соединен с входомсоответствующего регистра, выход которого соединен с соответствующим.входом элемента ИЛИ, выход которогосоединен с первым информационным входом сумматора, второй информационныйвход которого соединен с адреснымвходом демультиплексора и выходомсчетчика, выход сумматора соединенс адресным входом блока памяти, выходкоторого соединен с информационнымвходом демультиплексора, 1-й выходкоторого соединен с входом (г+1)-гонакапливающего сумматора группы, выход которого является выходом 1-гозначения плотности распределения анализатора. Тираж 704 Подписное