Устройство для определения функции плотности вероятностей

(23) Приоритет - Опубликовано 07.07 ЛО. Бюллетень,% 25 по делам изобретеиий и открытий(088. 8) Дата опубликования описания Ю.07.80(72) Автор изобретения А. С, Шюша Каунасский политехнический институт им. Антанаса Снечкуса(84) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФУНКЦИИ ПЛОТНОСТИ ВЕРОЯТНОСТЕЙ1Изобретение относится к автоматикеи вычислительной технике и может бытьиспользовано при разработке аппаратурыдля исследования быстрых случайныхсигналов сО спектром. до сотен мегагерц,а также для ввода в ЦВМ данных с дис 5кретным представлением аналоговых величин двумерной функции плотностей вероятностей,Известно устройство дпя определения10двумерной функции плотности вероятностей, состоящее из генератора, двух каналов амплитудно-импульсной модуляциии амплитудой дискриминаторов, схемысовпадений, счетчика результата, схемызадержки импульсов и схемы, задающейчисло выборок 11.Однако ввиду ограниченного быстродействия амплитудно-импульсных модуляторов и амплитудных дискриминаторов;осуществляющих отдельное квантованиепо времени и амплитуде, эти. устройстване позволяют исследовать широкоподосные сигналы. Использование схемы фик 2сированной задержки импульсов и отсутствие схем автоматического управления уровнями срабатываниядискриминаторов не поз воляет автоматизировать процесс преобразования в последовательность кодов значений функции плотности вероятностей по двум координатам и использовать указанноеустройство для ввода в ЦВМ информации с обьектов в реальном масштабе временнаНаиболее близким техническим реш кием к предлагаемому является устройство для определения функции плотности, содержащее быстродействующий амплитудно-временнойквантоватедь с двумя управляемыми порогами и логическим элементом И, генератор импульсов, преобразоватедь код-аналог, вырабатывающий два напряжения с постоянным амллитудным сдвигом, первый и второй счетчики автоматического управления амплитудной координатной и счетчик результата с элементом И и блоком регистрации 2.3 74Недостатком устройства является то, что оно не имеет входа для подключения сигнала, определяющего вторую координату плотности вероятностей, в нем отсутствует и схема квантования входного сигнала по времени с управляемым временным сдвигом. Это ограничивает возможности устройства преобразованием в последовательность кодов одномерной функции плотности вероятностей..Целью изобретения является расширение функциональных возможностей усгройства эа счет обеспечения воэможнос-,ти двумерного амплитудного и временно/го анализа,Указанная цель достигается тем, чтов устройство для определения функцииплотности вероятностей, содержащеепервый амплитудно временной квантователь, первый вход которого является первым входом устройства, второй вход под- ключен к выходу генератора ймпульсови входу первого счетчика, выход которо" госоединен с входом втброго счетчикаи первым входом первого блока элементов И, выход которого подключен к регистратору, авторой входсоединен"свыходом третьего счетчика, выход второго счетчика подюйбчен к входу перво-го преобразователя код-напряжение, вьи ход которогб соединен с третьим входомпервого вмщштудно-временнСьго квантбвателя, введены второй блок элементовИэ блок элементов И-ИЛИ, преобразо- ватель код-время, второй преобразователь код-напряжение, четвертый счетчики второй амплитудно-временной кванФователь, первый вход которого является .вторым входом устройства, а выход под-ключен к первому входу второго блокаэлементов И, второй вход- котсрбгсь соединен с выходом .первбго амплитудно-временнбго кввнтователя, а выходвторогоблока элементов И соединен с входомтретьего счетчика, второй ы третийвходы второго амплйтудно-временногоквантователя соединены собтветственнос выходами преобразователя код-напряжение и преобразователя код-вреься,"первый вход которого подключен к выходугенератора импульсов а второй вход -к первому выходу блока элементовИ-ИЛИ, второй выход которого подключен к входу преобразователя код-нанряжение, управляющий вход блока элементов И-ИЛИ является управляющим входом устройства, первый вход соединенс выходом второго счетчика и входом6551 4.четвертого счетчика, выход которогоподключен к второму входу блока элементов И-ИЛИ.На чертеже показана схема предлагаемого устройства для определения функции плотности вероятностей,Устройство состоит из двух идентичных (двухпороговых ".тробируемых) вмплитудно-временных квантователей 1 и 2,40 45 50 55 10 15 20 25 30 35 генератора 3 импульсов, счетчиков 4,5, 6 и 7, двух преобразователей 8 и 9 код-напряжение, преобразователя код-время 10, блока 11 регистрации, блоков элементов 12 и 13 И и блока элементов 14 И-ИЛИ.Устройство работает следующим образом.При двумерном амплитудном анализе исследуемые сигналы поступают соответственно на входы квантователей 1 и 2, на управляющие временные входы которых подаются соответственно с выхо- дов генератора 3 и преобразователя 10 код-время 1 стробирующие импульсы псьрядка 1 нс. На управляющие амплитудные входы квантователей 1 и 2 поступают соответственно с. Ьыходов преобразователей код-напряжение 8 и 8 по два пороговых напряжения О 4 и 04 +ЬО 4, сдвинутые один относительно другого в фиксированную величину амплитуднбго окна анализа ь 0,1 . В квантбвателях 1 и 2 осуществляется квантование исследуемого сигнала по времени и амплитуде, причем выходные логические сигналы у формирукьтся в соответствии с йулевымавнениемурУ= 4 с 2 ьгде Х и Хлогические сигнвпы о превышении амплитудой исследуемого сигнала заданных уровней О и О, ь д О в момент квантования по времени.Функции блока квантования выполняют два быстродействующкх стробируемых компаратора, выполненные, например в виде триггеров на тунельных диодах, одному из которых задается уровень срабатывания 0,1; другому О 4+ ЬО 4, а иэ их выходных сигналов Х и А логическим элементом И формируется выходной сигнал М . В соответствии с укаэвнной функцией каждый из кввнтоввтелей осуществляет отбор импульсов, соответствующих попаданию исследуемых сигналов в амплитудные окна анализа ЬО на уровнях О 4, заданных для каждого кввнтователя 1 и 2 выходными сигналами преобразователей код-напряжение 85 1 О 15 26 25 Устройство для определения функции плотности вероятностей, содержащее первый амплитудно-временной квантователь, первый вход которого является первым входом устройства, второй вход подключен к выходу генератора импульсов и входу первого счетчика, выход которого соединен с входом второго счетчика и первым входом первого блока элементов И, выход которого подключенк регистратору, а второй вход соединен с выходом третьего счетчика, выход второго счетчика подключен к входу первого преобразователя код-напряжение, выход которого соединен с третьим входом первого амплитудно-временного квантователя, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с 45 50 55 5 746и 9. Время соответствующее одновременному попаданию обоих исследуемых сигналов в заданные амплитудные окна,фиксируется выходными импульсами блока элементов 12 И, на входы которогоподаются выходные сигналы квантователей.Результат преобразования одной точкифункции двумерной плотности вероятностей накапливается в счетчике 4 (результата) за время, определяемое емкостьюсчетчика 5 (периода накопления) и частотой генератора 3. Сигналы переполнения счетчика 5 открывают с помощьюблока элементов 13 И шину, соединяющую счетчик 4 с блоком 11 регистрации,в котором при этом запоминается результат одной точки функции, Функции блока11 регистрации выполняет ЦВМ. Этотже сигнал переполнения счетчика 5 увефличивает содержимое счетчика 6 (кана;лов одной координаты) на единицу, чемобусловливается увеличение напряженияна выходе преобразователя 8 код-напряжение первого канала на один квант.При этом счетчики 4,5 и 6 устанавливаются в нулевое состояние и начинается накопление следующего значения функции. Емкость счетчика 6 соответствуетчислу каналов первой координаты. Сиг- ЗОнал его переполнения увеличивает содержимое счетчика 7 (каналов второй координаты) на единицу, чем обусловливается увеличение напряжения на выходе преобразователя 8 код-напряжение второгоканапа на один квант. При этом счетчики 4,5 и 6 устанавливаются в нулевоесостояние и начинается накопление значений функции по первой координате,В рассмотренном режиме двумерного 4амплитудного анализа на управляющийвход 15 блока 14 элементов И-ИЛИподается единичный сигнал, которыйподключает на вход преобразователя 9код-напряжение выходной код счетчика7, а на вход преобразователя 10 кодвремя - нулевой код.При двумерном временном анализеплотности вероятностей один исследуемый входной сигнал подключается наоба входа квантователей 1 и 2, Науправляющий вход блока 14 элементовИ-ИЛИ подается нулевой сигнал, который подключет на вход преобразоватепя 9 код-напряжение выход счетчика6 (первой координаты), чем обеспечивается задание одинаковых уровней срабатывания квантоватвлей 1 и 2. Этот же управляющий сигнал 15 подключает выход счетчика 7 (второй координаты) иа вход преобразователя 10 код-время, который при этом в соответствия с состоянием счетчика 7 управляег интервалом сдвига между его выходными импульсами, определяющими моменты стробиро.вання (наблюдения входного сигнала) квантователей 1 и 2, В остальном рассмотренные процессы протекают аналс- гично рассмотренному режиму. Таким образом, при двумерном временном анализе в счетчике 4 результата накапливаются последовательности значений функции аютности вероятностей, соответствуюшие попаданию исследуемого сигнала в амплитудное окно а О при наблюдении щ"о в сдвинутые на фиксированный ряд звачений моментов времени, число и велнчйна которых определяется емкостью счетчика 6 и диапазоном преобразователя 10 код-время.Использование новых эпементов - второго квантователя 2, преобразователя 10 код-время, преобразователя 9 коднйпряженне, счетчика 7 (второй координаты) н блоков элементов 12 И и 14 И-ИЛИ - выгодно отличает устройствоот известного, так как обеспечиваетсявоэможность преобразования в последовательность кодов- функции двумернойплотности вероятностей, обеспечиваетсявозможность выбора в качестве второйкоординаты функции как амплитуды другого входного сигнала, фиксируемойодновременно с амплитудой первого, так1и временной координаты одного исследуемого сигнала. Формула изобретенияСоставитель Э. СечинаРедактор М. Недолуженко Техред Л, Теспюк Корректор М, Коста,104/18Тираж 751 ПодписиЦНИИПИ Государственного коцитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. йиал ППП "Патент, г. Ужгород,оект 7 74 целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения возможности двумерного амплитудного и временного анализа, оно содержит второй блок элементов И, блок элементов И-ИЛИ, преобразователь код-время, второй преобразователь код-напряжение, четвертый счетчик и второй амплитудно-временной квантователь, первый вход которого является вторым входом устройства, а выход подключен к первому входу второго блока элементов И, второй вход кото- рого соединен с выходом первого амплитудно-временного квантователя, а выход второго блока элементов И соединен с входом третьего счетчика, второй и третий входи второго амплитудно-временного квантоватепя соединены соответственно с выходами преобразователя код-напряжение и преобразоватапя код-время,д Г. Г 1 8первый вход котдрого подключен к выходу 1 енератора импульсов, а второй входк первому выходу блока элементов И-ИЛИ,второй выход которого подключен к входу преобразователя код-напряжение,. управляющий вход блока элементовИ-ИЛИ является управляющим входомустройства, первый вход соединен с выходом второго счетчика и входом четщ вертого счетчика, выход которого подключен к второму входу блока элементов И-ИЛИ,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Мирский Г. Я. Аппаратурное определение характеристик случайных процессов. М., Энергия, 1972, с. 334,2. Авторское свидетельство СССРпо заявке М 2387237 Л 8-24,щ кл, Ц 06 6 7/52, 1976 (прототип),