Статистический анализатор временных интервалов

ОЙ ИОАН 5 6046 Союз Советских Социалистических Республик(61) Дополнительное к авт, свид 2) Заявлено 18.03 с присоединен 1) 2114992/2 л г06 Г 15/36 ем заявкиГасудврственныи камитет Савета Министрав СССР па делам изабретений и аткрытий(71) Заявитель Т, В. Донецкая и Л, И. Дрельенинградский ордена Ленина политехнический институт им. М. И. Калинина 54) СТАТИСТИЧЕСКИИ АНАЛИЗАТ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ то статистическии анализа, входы ко 1Изобретение относится к специализированным вычислительным устройствам, предназначенным для анализа статистических свойств случайных величин и их оценок,В известных устройствах автоматическое построение гистограмм центрированных случайных процессов с использованием блока центрирования возможно лишь в довольно узком энергетическом спектре и только с разрядами одинаковой величины 1.Г 1 ри анализе последовательности импульсов, интервалы между которыми рассматриваются как реализации исследуемой случайной величины, в известных устройствах 2 удается расширить динамический диапазон путем ра.- членения анализируемых интервалов на временные участки с помощью последовательно соединенных элсмшггов задержки и сокращения временного размаха пилообразного напряжения электронной с. емы задержки, подключенной к выходу этой последовательной цпочки элементов.Недостатки известных устройств, связанные с возможностью построения гистограммы только с разрядами одинаковой всличины и с изменением сочности, в какой-то степени устраняются нормированием величин разрядов в зависимости от диапазона измерений измеряемой величины с помощью блока нормирования 33 Известный статистическш анализатор временных интервалов содержит счетчик интервалов, подключенный выходом к входам блокауставок и блока определения математического ожидания, второй вход которого соединенс выходом генератора импульсов, дешифратор,подключенный выходами к входам блока памяти, блок центрирования, соединенный первым входом с выходом блока определения ма 10 тематического ожидания, управляющий входкоторого подключен к одному из выходов блока управления. Другие выходы блока управления связаны соответственно с управляющими входамн блока уставок, блока памяти исчетчика интервалов, подключенного входом квходу устройства и первому входу блока управления,Границы разрядов гистограмм в такоманализаторе устанавливаются в относительных единицах, что затрудняет окончательнуюобработку результатов измерений.Целью изобретсния - повышение точности при адаптивном согласовании диапазонаизменения центрированных входных сигналовс динамическим диапазоном устройства, получение границ разрядов гистограммы в абсолютных единицах н упрощение обработки результатов измерения.Это достигается тем, чзо анализатор содержит блок3торого подключены к выходам блока управления и блока памяти, а выходы - к второмувходу блока управления и к управляющемувходу генератора импульсов, подключенноговторым выходом к второму входу блока центрирования. Третий вход блока центрированияподсоединен к одному из выходов блока управления, а информационные выходы блокацентрирования к входам дешифратора, управляющий вход которого соединен с управляющим выходом блока центрирования.Блок-схема устройства показана на чертеже, где 1 - счетчик интервалов; 2 - блок определения математического ожидания; 3блок центрирования; 4 - дешифратор; 5блок памяти; 6 - генератор импульсов; 7 -блок уставок; 8 - блок управления; 9 -блок анализа.Статистический анализатор временных интервалов содержит счетчик 1 интервалов, навход которого поступают импульсы исследуемой последовательности, являющиеся границами временных интервалов. Выход счетчикасвязан с блоком 7 уставок и блоком 2 определения математического ожидания, выход блока 2 - с блоком 3 центрирования, который всвою очередь подключен к последовательносоединенным дешифратору 4 и оперативномублоку 5 памяти. Оперативный блок памятисвязан также с информационным входом блока 9 анализа, выходы которого подключены кгенератору 6 импульсов и блоку 8 управления,д выходы генератора импульсов - с олоком 2определения математического ожидания иблоком 3 центрирования. Вход блока 7 устдвок соединен с блоком 8 управления, па входкоторого поступают импульсы исследуемойпоследовательности, а выходы блока управления - со счетчиком 1 интервалов, блоком 2определения математического ожидания, блоком 3 центрирования и б.1 оком 9 анализа.Работает анализатор следующим образом.Последовательность импульсов, интервалы между которыми рассматриваются как реализации анализируемой случайной величины,поступает па счетный вход счетчика 1 интервалов н вход блока 8 управления, Исходно, волоке 7 установлено число, опредсляемое количеством интервалов, заданным для построения гистограммы,В блоке 2 получается значение математического ожидания анализируемой случайнойвеличины, которое нсобходпмо для выполнения опсрации центрирования длительности и;1 тсрвдлов при построении 1 ч 1 стОГрдмм.Цспгрпровдннс осущсствлястся в блоке 3опутем вычисления разности 1 тску 1 цсго зндчеония интервала 1 и оценки среднего 1 и фиксао оции знаказ дп 1, после чего абсолютное зндочение (1) подается па информационный входодешифраторд 4, а В 1 дп- на управляющийвход,5 1 О 15 20 25 30 35 40 45 ЬС дй 60 65 4Каждому выходу дешифратора 4 сответо ствует некоторый диапазон изменения , т. е. один р азряд гистогр а м мы.Для определения оценки математического ожидания и осуществления центрирования от генератора 6 импульсов в блоки определения математического ожидания и центрирования поступают соответственно частоты 11 и 12, которые определяются условием сохранения нсобходимой точности измерения временного интервала.Выходы дешифратора связаны с блоком 5 памяти, причем, каждому выходу соответствует одна ячейка блока памяти.При поступлении в блок 8 управления импульса, соответствующего концу текущего интервала, схема управления формирует последовательно следующие импульсы: прибавление в ячейку блока памяти, определяемую нд этот момент последним возбужденным состоянием дешифратора, единицы младшего разряда; исходную установку блока центрирования,Работа устройства для автоматического построения гистограммы осуществляется в один или два цикла,Число циклОВ Обус;10 Влсно состоянием блока 9 анализа после окончания первого цикла, т, е. после момента сравнения числа, исходно записанного в блоке 7 уставок, с числом в счетчике 1 интервалов, и подачи сигнала из блока управления в блок анализа,Блок анализа предназначен для управления частотой , поступающей от гснсратора импульсов в блок центрирования, в зависимости от состояния регистров блока памяти, получившегося в результате первого цикла работы устройства.Если после первого цикла в ячейки блока памяти, соотвстству 1 ощис крайним разрядам гистограммы, оказались записанными какие- либо числа, указывающие на количество раз попадания случайной величины в данные разряды, то по сигналу из блока анализа блок управления формирует импульс, останавливающий процесс построения гистограммы, а также импульсы сброса счетчика интерва;1 ов, блока Определения математического ожидания, блока центрирования. В случае, если после первого цикла соответственно по одному, по два, по три и так далее разряда с каждого края гистограммы оказались пусты, то с блока анализа проходит в блок генератора импульсов сигнал, по котором из 1 епястс 51 частота, поступающая от генератора в блок цеп ри 1)ОВ 11 ни 5. ОДНОВрменно НО сигналу, ко О- рый подастся из блока анализа в блок управления, блок управления осуществляет начальную установку счетчика, блока центрирования и блока памяти,В зависимости от числа пар пустых разрядов с каждого края гистограммы соответственно изменяется частота 52.Если приравнять число разрядов гистограммы равным К, то ширина одного разряда, при условии их равенства, 516046оо7 дсКогде. Т , - принятое, аксимальное возможное центрирование значение исследуемой случайной величины,При появлении пар пустых разрядов с каждого края гистограммы, для обеспечения построения гистограммы с максимально возможной точностью по всем диапазоне изменения анализируемой случайной; величины, оказывается возможным растянуть границы каждому из разрядов путем управления частотой 12.Пусть, например, пустыми оказались по одному разряду с каждого края гистограммы. В этом случае частота 12 должна быть равнойЭто - новая частота, поступающая из генератора импульсов в блок центрирования,Если же пустыми окажутся по и разрядов с каждого края гистрограммы, то частотаопределяется по формулеУправление генератора импульсов блоком анализа может осуществляться, например, либо цифровым способом путем использования счетчиков с коэффициентом пересчета задаваемым кодом, либо аналоговым способом при применении управляемого напряжением генератора.Таким образом при использовании блока анализа обеспечивается полностью автоматизированное построение гистограммы с максимально возможной точностью для имеющегося диапазона изменения случайной величины.По окончании второго цикла, т. е. после момента сравнения числа, исходно записанного в блоке уставок 7, с числом в счетчике интервалов, блок управления формирует импульсы, останавливающий процесс построения гистограммы, а также импульсы сброса счетчика интервалов, блока определения математического ожидания и блока центрирования.С этого момента в оперативном блоке памяти хранится гистограмма, построенная в реальном масштабе времени,6Таким образом, незначительное увеличениеколичества используемого оборудования в предлагаемом устройстве, связанное с введением блока анализа, позволяет существенно 5 улучшить эксплуатационные характеристикивсего устроиства для построения гистограммы распределения временных интервалов.Формула изобретенияСтатистический анализатор временных интервалов, содержащий счетчик интервалов,подключенньш выходом к первым входам блока уставок и блока определения математиче 1 д ского ожидания, второй вход которого соединен с первым выходом генератора импульсов,дешифратор, подключенный выходами к входам блока памяти, блок центрирования, соединенный первым входом с выходом блока оп 20 ределения математического ожидания, управляющий вход которого подключен к одному извыходов блока управления, другие выходы которого соединены соответственно с управляющими входами блока уставок, блока памяти,счетчика интервалов, подключенного входом квходу устройства, первому входу блока управления, отличаюи 1 пйся тем, что, с целью повышения точности при адаптивном согласованиидиапазона изменения центрированных входных сигналов с динамическим диапазоном устройства, анализатор содержит блок анализа,входы которого подключены соответственно квыходам блока управления и блока памяти, авыходы - соединены соответственно с вторымвходом блока управления и с управляющимвходом генератора импульсов, подключенноговторым выходом к второму входу блока центрирования, третий вход которого подключен к одному пз выходов блока управления,4 О информационные выходы блока центрирования подключены к входам дсшпфратора, управляющий вход которого соединен с упразляющим выходом блока центрирования,Источники информации, принятые во внн 45 мание при экспертизе:1. Мирский Г. Я. Аппаратурное определение характеристик случаиных процессов, М.,Энергия, 1972.2. Лвт. св, Ло 341049, СССР, М, кл.- б 06 Е1536, 1972,3. Лвт. св. Ло 343274, СССР, М, кл. 6 06 Г15/36, 1972,516046 Составитель В. Жавинский Техред 3. Тараненко Редактор И. Грузова Корректор Е, Хмелева МОТ, Загорский филиал Заказ 5194 Изд, Мз 1377 Тираж 864 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5