Анализатор случайных процессов

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Севз Советских Социапистнческих Республик(51) М. Кл. 6 06 С 7/52 с присоединением заявки Нов(23) Приоритет -Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(54) АНАЛИЗАТОР СЛУЧАЙНЫХ ПРОЦЕССО 5 Изобретение относится к вычислите льной технике и может найти применение при определении статистических характеристик случайных процессов.Известно устройство для определения моды случайного процесса, содержащее два канала измерения относитель ного времени пребывания сигнала в интервале уровней, входы которых подключены ко входу устройства, а выходы к соответствующим входам схемы сравнения, регулятор уровней анализа, выходы которого связаны с соответствующими входами каналов измерения ивольтметра 1.Недостатком этого устройства является одноканальность, необходимость ручной перестройки уровней анализа и большая продолжительность одного цикла работы устройства, невозможность автоматизированного ввода результатов в вычиолительные машины.Наиболее близким к предлагаемому является анализатор, содержащий после довательно соединенные входное устройство, аналого-циФровой преобразователь, цифровой дискриминатор и электронно-счетный частотомер, выход генератора импульсов опроса связан с управляющими входами аналого-цифроого преобразователя цифрового дисриминатора, и частотомера2,Недостатком этого устройства являтся его одноканальность, что требует родолжительной работы при определеии плотности вероятностей Случайного роцесса, невозможность аппаратурного пределения моды и медианы этого про 10 цесса.Цель изобретения - повышение быстродействия и расширецие функциональных возможностей путем определения моды и медианы,.Поставленная цель достигается тем, 15 что в анализатор случайных процессов,содержащий схему сравнения, генера - тор импульсов, кнопку запуска, аналого-цифровой преобразователь, первый вход которого является входом ана-.20 лизатора, а выходы через дешифраторподключены к информационным входам соответствующих счетчиков, содержит элементы И, триггеры, дополнительный счетчик, индикаторы, сдвигающий регистр, делитель частоты, сумма- тор и распределитель, входы которого соединены соответственно с выходамисчетчиков и входами сумматора, выходкоторого подключен к первому входу З 0 первого триггера, второй вход кото 813474рого соединен с установочными входами индикаторов, с первыми входами второго и третьего триггеров и через кнопку запуска - с выходом генератора импульсов и первым входом первого элемента И, второй вход которого подключен к выходу третьего триггера, а выход соединен с первым входом второго элемента И, входом делителя ча.стоты, управляющим входом сдвигающего регистра и первым входом третьего элемента И, выход которого подключен к дополнительному счетчику, а второй и третий входы третьего элемента И соединены соответственно с выходом первого триггера и первым выходом второго. триггера, второй выход которого подключен ко второму входу второго элемента И, выход которого соединен со вторым входом аналого-цифрового преобразователя, при этом второй вход второго триггера соединен с выходом Щ делителя частоты и информационным входом сдвигающего регистра, разрядные выходы которого подключены к вторым входам соответствующих счетчиков и управляющим входам индикаторов, информационные входы которых соединены с выходом схемы сравнения, второй вход третьего триггера соединен с последним разрядным выходом сдвигающего регистра.На чертеже приведена структурная схема устройства.Устройство содержит вход 1 анализатора, аналого-цифровой преобразователь 2, дешифратор 3, счетчики 4, генератор 5 импульсов, кнопку 6 запуска, элементы 7-9 И, триггеры 10- 12, делитель 13 частоты, сдвигающий регистр 14, сумматор 15, дополнительный счетчик 16, распределитель 17, схему 18 сравнения, индикаторы 19. 4 ОЛнализатор работает следующим об- . разом.1. Определение плотности вероят ностей. Напряжение реализации случайного процесса х( й ) со входа 1 подается на информационный вход аналого-цифрового преобразователя 2. При нажатии кнопки 6 запуска первый импульс от генератора 5 импульсов поступает на триггеры 10-12, переводя их в такое состояние, при котором на вторых входах элементов И 7 и 8, а также на третьем входе элемента И 9 появляется "разрешающее" напряжение,. Этот импульс подается также на установочные входы индикаторов 19, переводя их в исход ное состояние.Через элементы 7 и 8 импульсы от генератора 5 импульсов поступают на управляющий вход аналого-цифрового преобразователя. 2, а с выхода элемен та 7 также на вход делителя 13 частоты, управляющий вход сдвигающего регистра 14 и первый вход элемента И 9;В моменты опросов входные напряжения реализаций преобразуются в цифро вую форму и с преобразователя 2 выдаются в параллельном коде на дешифратор 3, Соответственно значению входного напряжения появляются импульсы на выходе дешифратора 3, имеющем определенный номер. С выхода., например К-го импульс поступает К-й счетчик 4Ф в котором зафиксируется единица, соответствующая выполнению событияХ -- (Х (с 1)(Х, +, (1)дХ дХ2где:) - момент опроса;Хк - уровень анализа;дХ- ширина дифференциальногокоридора, определяемая"ценой" младшего разрядааналого-цифрового преобразбвтеля 2При последующем опросе аналогоцифрового преобразователя единица фиксируется в счетчике импульсов, для которого выполняется соотношение (1).После поступления на вход делителя 13 частоты 11 импульсов (й - коэффициент пересчета) выходной сигнал последнего переводит триггер 11 в состояние, при котором появляется "разрешающее" напряжение на втором входе элемента И 9 и снимается,"разрешающее" напряжение со второго входа элемента И 8, при этом прекращается поступление импульсов на управляющий вход преобразователя 2, По окончании измерений в К-м счетчике 4 зафиксируется число Ок .Оценка плотности вероятностей связана с числом ИК соотношениема,Х )дХ йПри выборе коэффициента пересчетаМ из условияХй = 10 ., то сю (Х ) =Я10Устройство получается прямопоказывающим, а число 5 определяет положение занятой в отчете ОК.2. Определение медианы. После появления "разрешающего" напряжения на втором входе элемента И 9 импульсы с выхода элемента И 7 подаются через элемент И 9 на вход дополнительного счетчика 16, который их считываетОдновременно выходной сигнал делителя 13 частоты, поступающий на информационный вход сдвигающего регистра 14 под воздействием пульсов, поступающих на управляющий вход, продвигается таким образом, что при поступлении каждого импульса от генератора 5 на выходах регистра 14 последовательно, начиная с первого, появляются сигналы опроса счетчиков 4. Числа, записанные в счетчиках и равные оценке плотности вероятностей м(Хк) последовательно выдаются на входы813474 0 Формула изобретения сумматора 15 и распределителя 17. Емкость сумматора 15 равна Н/2. Поэтому импульс переполнения на .выходесумматора появляется при поступлениина его вход М/2 импульсов, что соответствует выполнению условия Р (Х ) = 1 - Р (Х ) = 0,5,хгде Р (Х ) = Е си(Х,) - оценкаФункции герояФости случайного процесса Х(с),Значение Х;, при котором появляется импульс переполнения сумматора 15 равно медиане случайного процесса х( ). Этот импульс переполнения переводит триггер 10 в положение, при котором снимается "разрешение" напряжения с третьего входа элемента И 9 и прекращается счет импульсов дополнительным счетчиком 16. Таким образом, 20 на вход дополнительного счетчика 16 подаются импульсы от генератора 5 с момента начала опроса счетчиков 4 до опроса того счетчика 4, сигнал с которого вызвал импульс переполнения 25 сумматора 15, Число М, показываемое дополнительным счетчиком 16 равно номеру счетчика 4, при опросе которого выполняется условие Р(Х;) = 0,5, Значение медианы Хм = МлХ. При выборе ширины диФференциального коридора из условия л Х = 10 значение Х = М.10 , Устройство получается прямопоказывающим, а число Р определяет положение занятой в отчете М.3, Определение моды. Числа, записанные в счетчиках 4, при опросе последних через распределитель 17 поступают на один из входов схемы 18 сравнения. Роль распределителя заключена в том, что он последовательно подклю чает выходные сигналы счетчиков 4 на гервый или второй вход схемы 18 сравнения. Схема 18 сравнения последовательно сравнивает сигналы поступающие с первого и второго, второго и 45 третьего и т. д. счетчиков 4. При равенстве выходных сигналов 1-го и (1 + 1)-го сравниваемых счетчиков выходной сигнал схемы 18 сравнения подается на информационные входы индикаторов 19. Появление выходного сигнала схемы 18 сравнения соответствует выполнению условия щ"(Х;) =(юР,Х; + 1)- равенству оценки плотности вероятности случайного процесса в двух соседних диФФеренциальных коридорах, значение Х,равно значению моды случайного процесса. На управляющий вход (1 + 1)-го индикатора 19 в момент срабатывания схе мы 18 сравнения подается напряжение с .(1 + 1)-го выхода сдвигающего регистра 14. При одновременном поступлении сигналов (1 + 1)-й индикаторвключается, сигнализируя о том, что 65 значение моды равно Х . , При после 1+1довательном сравнении сйгналов счет-чиков 4 включается столько индикаторов 19, сколько мод имеет анализируемый процесс. Численное значение моды определяется по номеру включенного индикатора, так что (1 + 1)-й номер соответствует значению моды, численно равному Х;Таким образом, технико-экономическая эФФективность предлагаемого статистического анализатора заключаетсяв сокращении продолжительности измерения, расширении Функциональных возможностей известных устройств и улучшении их эксплуатационных характеристик. Анализатор случайных процессов, содержащий схему сравнения, генератор импульсов, кнопку запуска, анало. го-цифровой преобразователь, первый вход которого является входом анализатора, а выходы через дешифратор подключены к информационным входам соответствующих счетчиков, о т л и" ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения Функциональных возможностей за счет определения моды и медианы и говышения быстродействия, он содержит элементы И, триггеры, дополнительный счетчик, индикаторы, сдвигающий регистр, делитель частоты,сумматор и распределитель, входы которого соединены соответственно с выходами счетчиков и входами сумматора, выход которого подключен к первому входу первого триггера, второйвход которого соединен с установочными входами индикаторов, с первыми входами второго и третьего триггерови через кнопку запуска - с выходомгенератора импульсов и первым входом первого элемента И, второй входкоторого подключен к выходу третьего триггера, а выход соединен с первым входом второго элемента И, входом делителя частоты, управляющим входом сдвигающего регистра и первымвходом третьего элемента И, выход которого подключен к дополнительномусчетчику, а второй и третий входытретьего элемента И соединены соответственно с выходом первого триггера и первым выходом второго триггера,второй выход которого подключен ковторому входу второго элемента И, выход которого соединен со вторым входом аналого-цифрового преобразователя,при этом второй вход второго триггера соединен с выходом делителя частоты и информационным входом сдвигающего регистра, разрядные выходы которого подключены к вторым входам соответствующих счетчиков и управляющим813474 тавитель Э. Сечинаред Т.Маточка Корректор Н, Овыдк едакФор Н. Волови аказ 7 3етений и открытий113035, Раущская наб., д. тная, 4 ПП "Патент",город, ул фил входам индикаторов, информационные входы которых соединены с выходом схемы аравнения, второй вход третьего триггера соединен с последним раз рядным выходом сдвигающего регистра.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе Тираж 745 ИЛИ Государств по делам изобр Москва, Ж,1. Блохин А. В. Лппаратурный анализ характеристик случайных процес-сов. М., "Энергия", 1976, с. 70-71.2 Мирский Г. Я. Аппаратурное оп.ределение характеристик случайныхпроцессов. М "Энергия", 1971,с. 304 (прототип),Подписное ного комитета СССР 4