Статистический анализатор

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК,(19) (11) Э(500 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 3 идетельство 13/02,тельство СССР 15/36, 1975КИИ АНАЛИЗАТОР ои делител аратор, ся вход ерв соединен го напряж ерез пер ючен к с вхоия му е ервого счетчика ходу а ю л ися тем, что, быстродействия, о е запоминающее ус ел Я содержи ройство,второй схемувыш опера генер компа вноор ктовых импульсо второй счетчик,атор,етчиков ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(прототип),(54) (57 СТАТИСТИЧЕСсодержащий первый ичастоты, первый компвход которого являетзатора, второй входдом задания пороговоанализатора, выход члитель частоты подкл сравнения, узел уравновешивания и цифроаналоговый преобразователь, выход которого подключен к первому. вхо" ду второго компаратора, второй вход, которого является информационным вхое дом анализатора, а выход через второй делитель частоты подключен к счетному входу второго счетчика, выходы счетчиков соединены соответственно с первым и вторым входами схемы Г сравнения, выход которой подключен к информационному входу узла уравно-. вешивания, тактовый вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, первый управляющий выход узла уравновешивания подключен к упЖ равляющему входу оперативного запоминающего .устройства, выход которого . является выходом анализатора, а информационный вход объединен с входом цифоо- аналогового преобразователя и подключен к информационному выходу уз-, ла уравновешивания, второй управляющий выход которого соединен с входами установки в нулевое состояниеИзобретение относится к вычислительной технике и предназначено дляизмерения характеристик случайныхпроцессов и для обработки информациив приемных устройствах средств связипреимущественно в качестве аналогоцифрового амплитудного детектора.Известен статистический анализа"тор для измерения действующего значения сигнала, содержащий входнойусилитель, два компаратора,генератортактовйх импульсов, генератор псевдослучайных чиселцифроаналоговый пре-образователь, две группы двухвходовыхвентилей, аналоговый сумматор, логический,инвертор, источник калибровочного напряжения, решающий блок,реистрйрющее устрзйство И ,Однако этот анализатор имеет большой объем аппаратуры, много аналоговых узлов и низкое быстродействие,связанное с тем, что измерение производится путем сравнения входногосигнала споследовательностью случайных чисел,. что приводит к увеличению времени анализа,Наиболее близким техническим решением к изобретению является статистический анализатор, содержащий компаратор, блок умножения вероятностей,делители частоты и реверсивный счетчик 2 .Недостатком этого анализатора является то, что в нем может обрабатываться только цифровой сигнал, чтоведет к ограничению функциональныхвозможностей анализатора. Кроме того, его выходной сигнал требует дополнительного усреднения, что снижает быстродействие анализатора.Целью изобретения является повышение быстродействия статистическогоанализатора и расширение его функциональных возможностей, а именнообеспечение возможности обработкианалоговых сигналов при сохранениивысокой точности и надежности, присущих цифровым устройствам, а такжеобеспечение возможности использования статистического анализатора вкачестве аналого-цифрового амплитудного детектора. Цель достигается тем, что в стати стический анализатор, содержащий первый и второй делители частоты, первый компаратар, первый 1 вход которого является входом анализатора, второй вход соединен с 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 входом задания порогового напряженияанализатора, выход через первый делитель частоты подключен к счетномувходу первого счетчика, введены оперативное запоминающее устройство, генератор тактовых импульсов, второйкомпаратор, второй счетчик, схемасравнения, узел уравновешивания и цифроаналоговый 1 преобразователь, выход которого подключен к первомувходу второго компаратора, второйвход которого является информационным входом анализатора, а выход через второй делитель частоты подключен к счетному входу второго счетчика, выходы счетчиков соединены соответственно с первым и вторым входами схемы сравнения, выход которой подключен к информационному входу узла уравновешивания, тактовый вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, первый управляющий выход узла уравновешивания подключен к управляющему входу оперативного запоминающего устройства, выход которого является выходом анализатора, а информационный вход объединен с входом цифроаналогового преобразователя и подключен к информационному выходу узла уравновешивания, второй управляющий выход которого соединен с входами установки в нулевое состояниесчетчиков,На фиг. 1 представлена структурная схема статистического анализатора для обработки аналоговых входных сигналов; на фиг. 2 - структурная схема статистического анализатора для обработки как аналоговых,так и цифровых входных сигналов; на фиг. 3 - эпюры.напряжений случайного процесса, поступающего в виде радиосигнала; на фиг. 4 - эпюры напряжений случайного процесса, поступающего в виде амплитудных выборок.Статистический анализатор (для обработки аналоговых входных сигналов фиг.1) содержит компараторы и 2, которые соответственно через де. лители 3 и 4 частоты и счетчики 5 иб соединены с входами схемы 7 сравнения, выход которой соединен с первым входом узла 8 уравновешивания,а первый ее вход соединен с выходомгенератора 9 тактовых импульсов. Информационный выход узла 8 соединенс входом цифроаналоговыйо преобразователя (ЦАП) 10 и информационнымвходом оперативного запоминающего устройства 1 ОЗУ), управляющий вход которого соединен с управляющим выходом узла 8, третий выход которой соединен с входами установки в "О" счетчиков 5 и 6. Выход преобразователя 10 соединен с первым входом компаратора 1. Выход ОЗУ 11 является выходом устройства.Статистический анализатор (для О обработки цифровых и аналоговых входных сигналов, фиг.2) дополнительно относительно Фиг.1 содержит цифровые компараторы 12 и 13, подключенные соответственно к делителям 3 и 4 час тоты через переключатель 14, а к выходу ОЗУ 11. дополнительно подключен цифроаналоговый преобразователь 15.Анализатор работает следующим образом. 20.Исследуемый сигнал 5, который представляет собой амплитудные выборки случайного процесса или радиосигнал, поступает (при необходимости/через устройство согласования дина- д мического диапазона) н первые входы компараторов 1 и 2. На второй вход компаратора 2 подается пороговый сигнал Оо , неизменный в процессе анализа. Для радиосигнала Оо=О (фиг,З). Для сигнала, представленного амплитудными выборками, Оо определяется нижней границей амплитуд исследуемого сигнала О (Фиг.4).На первый вход компаратора 1 подается начальный пороговый уровень с35 ЦАП 1 О, равный"Ьх. есхх "о2где Оэяа- максимальное значение вход40 ного сигнала. Анализируется та часть сигнала, амплитуда которой заключена междУ О 0 и"Ов; и . На выходе ком 9 ваупаратора 2 образуется последовательность импульсов, вероятность появле 45 ния Р 2 которых принимается равной 1.Р 2 = Р (5Оо) =1-Е(О 0 )=3, (1) где Г - функция распределения исследуемого сигнала,На выходе компаратора 1 образуется 50 последовательность импульсов, вероятность появления Р которых зависит от величины порогового уровня Оп на входе компаратора 1Р 1 = Р(5 ) ОП)=1-Г(ОП )ф (2) ЫС выходов компараторов 1 и 2 последовательности импульсов поступают на выходы делителей 3 и 4 с козффициентами деления ф и ( соответствен но. На выходах. делителей 3 и 4 импульСы будут появляться с вероятностямн Р 1 Ж иК = 1( соответственно.С выходов делителей 3 и 4 импульсы поступают на входы счетчиков 5 и 6, которые считают их в течение дли- тельности одного шага анализаТигде Т - время анализа, в течение"которого определяется одно числовое значение аргумента функции распределения;и " число щагов, необходимьюс для определения одного значения аргумента функции распределения равное числу двоичньм разрядов выходного сигнала в цифровом коде. Число разрядов определяет точность представления выходного сигнала.Перед началом каждого шага анализа счетчики 5 и 6 обнуляются сигналом с узла 8, который в свою очередь управляется от генератора 9. Частота следования импульсов генератора 9 определяет скорость преобразований при анализе, и следовательно, темп появления значений выходного сигнала на выходе устройства.В конце каждого шага анализа схемя 7 сравнивает показания счетчиков 5 и 6, Если число на счетчике 5 превышает число на счетчике 6, то схема 7 выдает на узел 8 уравновешивания сигнал, в результате которого она вырабатывает такой цифровой код, который,нреобразовавшись в преобразователе 1 О, увеличивает пороговый уровень О на первом входе компаратора 1 на величину, равную06 х,такФгде в - номер вага анализа, изменяется отдо и.Если число на счетчике 5 меньше числа на счетчике 6, пороговый уровень Оп на первом входе компараторауменьшается на ту же величину,Таким образом, путем изменения значения порогового уровня Оп на первом входе компаратора 1 происходит выравнивание вероятностей появления импульсов на выходах делителей Э и 4. Р 1 Р 2ХР7 ак ткрытии кая наб., д. 4/5 ПП "Патент", г. Ужгород, улПроектна Фил 9308/43 Тира ВНИИПИ Государствпо делам изобр 113035, Москва, Ж нного тений 35, Ра