Цифровой анализатор функций распределения временных интервалов

Союз Советских Социалистических РеспубликОп ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ(51) М. Кл.6.06 Р м заявкис присоединен (23) Приорите ударственный комитетвета Министров СССРа делам изобретенийи открытий 43) Опубликовано 05.03.78. Бюллетень 9(54) ЦИФРОВОЙ АНАЛИЗАТОР фУНКБИЙ РАСПРЕДЕЛЕНВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ Изобретение относится к устройствам аппаратурного анализа характеристик случайных процессов и предназначено для использования в аппаратуре статистической обработки сигналов.Известен цифровой анализатор функций распределения временных интервалов, используемый в аппаратуре статистической обработки сигналов, содержащий счетчик, блок усреднителей, элементы И, линии задержки 1.Наиболее близким по технической суцности является анализатор, содержащий опорный генератор, выход которого соединен с первым входом счетчика измерения длительностей интервалов, второй вход которого подключен к выходу блока квантования по амплитуде и времени, вход которого является входом анализатора, выход счетчика подключен к первочу входу блока усреднителей интервалов через дискриминатор, а к второму входу - непосредственно 2.Однако, вследствие того, что функция распределения содержит информацию о параметрах закона распределения случайной величины в неявной форме, известные анализаторы не позволяют оперативно сравнивать законы распределения случайных величин, принимать решение об идентичности или различии законов распределения случайных влицин, что необходимо при непрерывном анализслучайных процессов в реальном масштабе времени.Кроме того. при непрерывном анализе в течение длительного ьремени наблюдаготся сбоиаппаратуры, вызываемые, напричер, электромагнитными помехами, кратковременными перерывачи в подаче питания и др., что можетискажать рези льтяты анализа, оздявать ситццию ложной тревоги и сугцественно затрудняет10 работу с анализатором,Целью изобретния являтя рцширепнфункциональных возможгготей зпэлиззторг .асцет обеспечения возможности опратнвногосравнения и установления идентичноти законов распределения слуцайпых велицшц иовыгпение помехоустойчивости его. в частности,сохранение его рабогосиособггости и искл 1 огение ложных тревог при сбоях аппаратуры.Для этого в анализатор введены блоки започипания эталонной функции распределения,блок сравнения расггределений, блок выявлениянеравнозначности и блок переклоцсния, первыйвход которого соединен с выходом блока усреднителей интервалов, третий вход которого соедин с выходом блока неравнозначности, стретьим входом счетчика измерения длительностй интервалов, со вторым входом блока6956 59 переключения; первый выход которого подклк- чен к первым входам блоков запоминания талонной функции распределения, вторые входы которых являются вторым входом анализатора, выход первого блока запоминания эт.донной функции распределения соединен с первь; - ми входами блока сравнения распределений и блока неравнозначности, второй вход которого подключен к выходу второго блока запоминания эталонной функции распределения, при этом второй вход блока сравнения распределений соединен со вторым выходом блока переключения, а третий вход - с выходом опорного генератора.На чертеже приведена структурная электрическая схема цифрового анализатора распределения временных интервалов.Ц,ифровой анализатор содержит опорный генератор 1 и блок квантования по амплитуде и времени 2, выходы которых подключены к счетчику измерения длительностей интервалов 3. Счетчик 3 подключен к входу дискриминатора 4, имеющему столько выходов, на сколько зон разбиты возможные значения измеряемых интервалов. Каждый выход дискриминатора 4 подключен к соответствующему каналу блока усреднителей интервалов 5. Туда же подключен и выход счетчика 3. Блок усредцителей интервалов 5 подключен к информационному входу блока переключения режимов 6. Блок переключения режимов 6 имеет два состояния: вычисление и обновление информации.В состоянии вычисление выход блока усреднителей 5 подключен к первому входу блока сравнения распределений 7, а в состоянии обновление информации - к блокам запоминания эталонной функции распределения 8 и 9.Блок запоминания эталонной функции распределения 8 имеет еще один вход для записи эталонной функции распределения от внешнего источника, а его выход подключен ко второму входу блока сравнения распределений 7 и к первому входу блока выявления неравнозцачности 10. Блок выявления неравнозначности 1 О имеет второй вход, к которому подключен блок 9, и выход, подключенный к управляющему входу блока переключения 6, к входам установки в исходное состояние счетчика 3 и блока усреднителей 5. Блок сравнения распределений 7 имеет сицхроцизирующий вход, подкл;очецный к выходу опорного генератора Принцип работы анализатора заключается в следующем.Анализируемый сигнал поступает на вход блока квантования 2, на выходе которого вырабатываются сигналы о пересечении анализируемым сигналом выбранного уровня квантования. Сигналы о пересечении уровня квантования поступают в качестве управляюгцих на вход счетчика 3, поочередно разрешая или запрещая прохождение на второй вход счетчика импульсов опорного генератора 1, следующих с заданной частотой квантования, Количество импульсов, прошедшее на счетчик 3 между двумя управляющими сигналами и зафиксированное 5 1 О 5 20 25 30 35 Ю 45 50 55 60 4ца его выходе, пропорционально длительности соответствующего времеццого интервала.Ицформа ,ия о длительности очередного измеренного ицтерва а с высода счетчика 3 поступает на дискриминатор 4, который определяет, к какой зоне цо длительности относится измеренный ицтерва.т, и подключает соответствуюций канал блока усреднителей интервалов 5 к выходу счетчика 3.Блок усредцителей 5 содержит столько каналов, ца сколько зон разбиты все возможные значения длительности измеряемых интервалов, В каждом канале работает самостоятельный усредцитель, на гыходс которого после многократного повторения описанных выше операц:й формируется величина, пропорциональная частоте попадания измеренных интервалов в соответствующую зону длительности.Совокупность этих величин по всем каналам ца вьходе блока усреднителей 5 определяет функцию распределения измеряемых интервалов.Если блок переключения 6 находится в состоянии вычисление, то функция распределения через блок 6 поступает ца блок сравнения распределений 7. На второй вход блока 7 поступает эталонная функция распределения из блока 8.В блоке 7 производится сравнение двух поступивших на него функций распределения и вычисление вероятности того, что сравниваемые функции распределения соответствуют одному и тому же закону распределения. Вычисление производится по одному из известных критериев согласия, например Х - квадрат или Колмогорова. При этом работа блока сравнения распределений 7 по синхроцизирующему входу, подключенному к опорному генератору 1, синхронизирована с работой остальных блоков анализатора, что позволяет выполнять в блоке 7 вычисления по выбранному критерию согласия одновременно с определением функции распределения другими блоками анализатора, т. с, без увеличения общего времени анализа случайного процесса.Эталонную функцию распределения можно записать в блок запоминания 8 от внешнего источника по специальному входу. Кроме того, в качестве эталонной можно использовать функцию распределения, полученную на выходе олока усредцителей 5 в некоторый, выбираемый оператором момент времени, Для этого блок переключения режимов 6 устанавливается в состояние обновление информации и подключает выход блока усреднителей 5 к входу блока 8 запоминания эталонной функции распределений 8.Эталонная функция распределения подается дополнительно в блок 9, Выходы блоков 8 и 9 контролируются на равнозначность блоком О,Если в сигналах, хранящихся в блоках 8 и 9, возникает неравнозначность, то ца выходе блокаО вырабатывается сигнал о том, что произошел сбой в работе ацпаратурььПо этому сигналу счетчик 3 и блок усреднителей интервалов 5 устанавливаются автоматически или оператором в исходное положение и596956 Формула изобретения Заказ 1141/47ПодписноеППП Патент,Ул. Проектная, 4 НИИПИ раж 826 Филиал Ужгород, начинают заново измерять длительность временных интервалов и функцию их распределения, а блок переключения 6 устанавливается в состояние обновление информации. При этом с выхода блока усреднителей 5 в блоки 8 и 9 записывается новая функция распределения, 5 которая в дальнейшем принимается за эталонную. При появлении сигнала о произошедшем сбое обновление информации в блоках 8 и 9 может быть произведено и по внешним входам.После обновления информации в блоках 8 и 9 блок переключения (режимов) 6 переводится в состояние вычисление и работа анализатора продолжается, как было описано выше.Предлагаемый анализатор может решать ряд дополнительных задач по сравнению с прототипом. Он позволяет сравнивать законы рас пределения случайных величин по критерию согласия, принимать решение об идентичности или различии законов распределения случайных величин. Перечисленные задачи анализатор решает без снижения его быстродействия, что особенно важно при непрерывном анализе 20 случайных процессов в реальном масштабе времени. Кроме того, наличие контрольного запоминающего устройства исключает опасность ложной тревоги при случайных сбоях в работе аппаратуры. 25 Цифровой анализатор функций распределения временных интервалов, содержащий опорный генератор, выход которого соединен с пер вым входом счетчика измерения длительностей интервалов, второй вход которого подключен к выходу блока квантования по амплитуде и времени, вход которого является входом анализатора, выход счетчика подключен к первому входу блока усреднителей интервалов через дискриминатор, а ко второму входу - непосредственно, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей анализатора за счет обеспечения возможности оперативного сравнения и установления идентичности законов распределения случайных величин, в него введены блоки запоминания эталонной функции распределения, блок сравнения распределений, блок выявления неравнозначности и блок переключения, первый вход которого соединен с выходом блока усреднителей интервалов, третий вход которого соединен с выходом блока неравнозначности, с третьим входом счетчика измерения длительностей интервалов, со вторым входом блока переключения; первый выход которого подключен к первым входам блоков запоминания эталонной функции распределения, вторые входы которых являются вторым входом анализатора, выход первого блока запоминания эталонной функции распределения соединен с первыми входами блока сравнения распределений и блока неравнозначности, второй вход которого подключен к выходу второго блока запоминания эталонной функции распределения, при этом второй вход блока. сравнения распределений соединен со вторым выходом блока переключения, а третий вход - с выходом опорного генератора.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Авторское свидетельство Мо 454560, кл.6 06 Г 15/36, 1973,2, Авторское свидетельство Мо 486323, кл. б 06 Г 15/36, 1974.