Статистический анализатор

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1) 6 06 Р 15/3 ГОСУД ПО ДЕ АНИЕ ИЗОБРЕТСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ П ЕН АВТ срого ВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) 1. Авторское свидетельство СССР 9 478317, кл. 6 06 Р 15/36, 1973 (прототип).(54) (57) С 1 АИС 1 ИЧ)3 С 1(ИИ АИАЛИЗАТ 0 Р по авт. св9 478317, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем определения качественной оценки влияния внешних факторов на исследуемый случайный процесс, он содержит блок памяти, дополнительную схему сравнения, делитель кодов, дополнительныи делитель частоты, умножитель, дополнительные счетчик, группу элементов. И, второй дополнительный накапливающий сумматор и блок вычитания, выход которого через дополнительный делитель частоты подключен к первому информационному входу делителя кодов, выход кот.801103242 А соединен с первым входом дополнитель ной схемы сравнения, второй вход которой подключен к выходу блока памяти, а выход является выходом анализатора, управляющий вход делителя кодов. объединен с управляющим входом умно- жителя и подключен к выходу схемы сравнения, а второй информационный вход делителя кодов и информационный вход умножителя объединены и подключены к выходу первого дополнительного накапливающего сумматора, выход умно- жителя соединен с первым входом блока вычитания, второй вход которого подключен к выходу второго дополни- тельного накапливающего сумматора, первый вход которого подключен к вы-,рС коду второго элемента И, второй вход соединен с выходом дополнительной группы элементов И, а третий вход объединен с первым входом дополнительной группы элементов И, с входом дополнительного счетчика и подключен Я к выходу второго клапана, выход дополнительного счетчика соединен с вторым входом дополнительной группыэлементов И.Изобретение относится к области специализированных средств вычислительной техники, предназначенных для автоматического анализа случайных процессов, и может быть использовано, например, для решения экономических 5 задач, управления технологическими процессами.По основному авт. св. Ф 478317 известен статистический анализатор, содержащий делитель частоты, счетчи ки, информационные выходы которых подключены соответственно к первой и. второй группе вентилей, первая группа вентилей соединена с входами накапливающего сумматора, первый и второй 15 точнику тактовых импульсов, управляющие входы клапанов подключены к вы 25 30 35 45 50 55 клапаны, информационные входы которыз подключены соответственно к источнику обрабатываемого сигнала и к исходу первого триггера, вход которого соединен через счетчик выборки с выходом первого клапана, выход второго клапана подключен к первому делителю частоты, третий клапан, подключенный входом к первому триггеру, а выходомк второму триггеру, схему ИЛИ, под"ключенную одним входом к выходу второго клапана, первую и вторую схемыИ, первые входы которых соединеныс генератором импульсов, а вторыесоответственно подключены к второму и третьему триггерам, схему сравнения и дополнительный накапливающий сумматор, соединенный с первой группойвходов схемы сравнения, входы дополнительного накапливающего сумматораподключены к выходам второй группывентилей, вторая группа входов схемы сравнения соединена с выходами накапливающего сумматора, подключенного "0к третьему триггеру, второй вход которого соединен с выходом первогоклапана, а выход подключен к первому счетчику и к третьему клапану, выходвторой схемы И через второй делительчастоты соединен с одним из входовдополнительного накапливающего сумматора, выход схемы сравнения . подключен к одному из входов первой схемы И, выход которой соединен со схемой ИЛИ, выход которой подключен к информационному входу первого счетчика,второму входу первой группы вентилейи второму входу накапливающего сумматора, выход второго делителя частоты соединен с входом второго счетчика и вторым входом второй группывентилей 111. Однако с помощью такого анализатора невозможно определить степень влияния внешних факторов на исследуемый случайный процесс.Цель изобретения - расширение функциональных воэможностей путем обеспечения качественной оценки влияния внешних факторов на исследуемыйслучайный процесс.Поставленная цель достигается тем,что статистический анализатор дополнительно содержит блок памяти, дополнительную схему сравнения, делителькодов, дополнительный делитель частоты, умножитель, дополнительные счетчик, группу элементов И, второй дополнительный накапливающий сумматор иблок вычитания, выход которого черездополнИтельный делитель частоты подключен к первому информационному входу делителя кодов, выход которого соединен с первым входом дополнительной схемы сравнения, второй вход которой подключен к выходу блока памяти, а выход является выходом анализатора, управляющий вход делителя кодов объединен с управляющим входомумножителя и подключен к выходу схемысравнения, а второй информационныйвход делителя кодов и информационныйвход умножителя объединены и подключены к выходу первого дополнительного накапливающего сумматора, выходумножителя соединен с первым входомблока вычитания, второй вход которого подключен к выходу второго дополнительного накапливающего сумматора,первый вход которого подключен к выходу второго элемента И, второй входсоединен с выходом дополнительнойгруппы элементов И, а третий вход объединен с первым входом дополнитель"ной группы элементов И, с входом дополнительного счетчика и подключен к выходу второго клапана, выход дополнительного счетчика соединен с вторым входом дополнительной группы элементов И.На чертеже представлена структурная схема предлагаемого статистического анализатора.Статистический анализатор содержит схему ИЛИ 1, выходом подключенную к входу счетчика 2, к импульсному входу первой группы вентилей 3 и суммирующему первому входу накапливающего сумматора 4. Информационные выходы счетчика 2 через группы вентилей 3 соединены с входами накапливающего сумматора 4 таким образом, что выход первого разряда счетчика 2 подключен к входу второго разряда накапливающего сумматора 4, выход второго разряда счетчика - к входу третьего разряда и т.д. Благодаря этому при поступлении на импульсные входы импульса в сумматор 4 заносится удвоенное содержимое счетчика 2. Выход накапливающего сумматора 4 соединен с первым входом триггера 5, выход которого подключен к первому входу схемы И б, второй вход которого соединен с внешним источником постоянной частоты, и к входу первого счетчика 2. Выход схемы И б соединен одновременно с вторым суммирующим входом н ак апли вающего сумматора 4 и с входом делителя частоты 7, выходом подключенного к первому вычитающему входу накапливающего сумматора 8, Потенциальные входы группы вентилей 9 соединены с инверсными входами триггеров счетчика 10, причем выход первого разряда счетчика 10 соединен с входом второго разряда первого дополнительного накапливающего сумма тора 8, выход второго разряда счетчика 10 в , с входом третьего и т.д, Счетчики 2 и 10 предназначены для подсчета числа входных импульсов. Информационные входы блоков 8, 9, и 15 10 подключены к выходу делителя частоты 11, входом соединенного с входом схемы ИЛИ 1. Устройство содержит счетчик 12. Делители частоты предназ- начены для уменьшения частоты следования импульсов Н раз. Выход клапана 1 3 соединен также с входом триггера 14 и входом клапана 15, выходом соединенного с входом триггера 5 и через счетчик 16 выборки с вторым входом триггера 14. Вход клапана 13 служит входом устройства. Счетчик 16 выборки предназначен для подсчета числа импульсов. Число разрядов этого счетчика соответствует длине исследуемой выЗО борки. Выход триггера 14 подключен к первому входу клапана 17, второй вход которого соединен с выходом триггера 5, . а выход подключен через триггер 18 к входу схемы И 19. Второй вход схемы И 19 соединен с выходом схемы 20 сравнения кодов, управляющим входом умножителя 21 и управляющим входом делителя 22 кодов. Входысхемы 20 сравнения кодов подключены соответственно к выходам накапливаю О щих сумматоров 4 и 8. Выход нака-ливающего сумматора 8 соединен также с информационным входом умножителя 21 и вторым информационным входом делителя 22. Умножитель 21 предназначен 45 для умножения цифрового кода на заданное число. Схема сравнения 20 предназначена для выработки сигнала при превышении цифровым кодом с первого входа цифрового кода со второго входа. Выход умножителя 21 подключен к первому входу блока 2 3 вычитания, Выход третьего счетчика 12 через последовательно соединенные группу элементов И 24 и накапливающий сумматор 25 подключен к второму входу блока 23 вычитания, причем выход первого разряда счетчика 12 подключен к входу второго разряда накапливающего сумматора 25, выход второго разряда - к входу третьего разряда и .т.д. Вторые входы группы элементов И 24 и накапливающего сумматора 25 подключены к выходу схемы И 6. Выхор блока 23 вычитания подключен к пер-;ному информационному входу делителя65 22 кодов через дополнительный делитель 26 частоты. Делитель 26 предназначен для деления цифрового колана постоянное число. Делитель 22 кодов предназначен для деления одногона другой кодов числа со своих входов, Выход делителя 22 соединен сперным входом дополнительной схемы27 сравнения, второй вход которойподключен к выходу блока 28 памяти,предназначенного для постоянногохранения цифровых кодов чисел, равных критерию Фишера. Схема 27 предназначена для сравнения кодов чиселсо своих входов и выработки сигналапри пренышении цифровым кодом напервом входе кода со второго входа.Выход схемы 27 служит вторым выходомустройства.Устройство работает следующим образом,В исходном состоянии счетчик 16выборки, накапливающие сумматоры 4 и8, триггеры 5, 14 и 18 сброшены нсостояние нуля. При этом клапаны 13и 15 открыты по первому входу, а клапан 17 закрыт по второму входу сигналом с выхода триггера 5. Схема И19 закрыта по третьему входу сигналом с выхода триггера 18, а схемаИ 6 закрыта по первому входу сигналом с выхода триггера 5. Входнаяимпульсная последовательность, соответствующая выборкам Х, исследуемогослучайного процесса через открытыйклапан 13 поступает на вход квадрато.ра, образованного счетчиком 12, группой вентилей 24, накапливающим сумматором 25,и на входы счетчика 10,группы вентилей 9, накапливающегосумматора 8, и через схему ИЛИ 1 насоответствующие нходы счетчика 2,группы вентилей 3 и накапливающегосумматора 4. Счетчик 2, группа вентилей 3 и накапливающий сумматор 4образует квадратор, код н сумматорекоторого равен квадрату числа импульсов, поступающих на вход счетчика 3. Так как импульс с выхода делителя 11 частоты сначала записываетсяв счетчик 10 и сумматор 8, а затемпоступает на вентили 9, квадратор,состоящий иэ счетчика 10, группывентилей 9 и накапливающего сумматора8, подсчитывает на своем выходе,т.е. выходе накапливающего сумматора 8, код числа, равный дополнительному коду квадрата числа импульсов.Таким образом, с приходом первойвыборки числа Х в накапливающемсумматоре 4 зафиксируется код числаХ 2, а в накапливающем сумматоре 8х )код числа "11 в , где и - Разрядиность сумматоров 4 и 8, Импульс ок и чания прохождения выборокТактперебрасывает н единичное состояниетриггер 5, который по первому входу открывает схему И б, При этом импульсы с выхода схем И б поступают на вход накапливающего сумматора 4 и на делитель 7 частоты, импульсы с выхода которого поступают на вход 5 накапливающего сумматора,8. При поступлении .на вход сумматора 4 2 ь-Х импульсов он переполняется, и перепад на его выходе возвращает триггер 5 в исходное состояние, закрывая тем 10 самым схему И б по первому входу. К этоыу моменту в сумматоре 8 зафиксирован код числа15+ М При поступлении последующих значений выборок числа Хработа устройства происходит аналогично, После поступ-. ления В выборок значений Х в суммато-.20 ре 8 фиксируется код числа, равный ди спер сии Х, Х25к М М М-М импульс также приводит к переполнению счетчика 16 выборки. При этом перепад на его выходе опрокидывает триггер 14 в единичное состояние, 30 что приводит к закрытию клапанов 13 и 15 по первым входам и к открытию клапана 17 по второму входу. При накоплении числа 2" - Хс сумматора 4 триггер 5 возвращается в нулевое сос-З 5 тояние. Перепад на его выходе происходит через клапан 17, триггер 18 опрокидывается в единичное состояние, открывая тем самым схему И 19, по третьему входу. Схема 20 сравнения кодов выдает разрешающий сигнал, когда код числа в сумматоре 4 меньше или равен коду числа в сумматоре 8Это значит, что при окончании выборки схема И 19 по второму входу открыта, если значение дисперсии в сумматоре 8 не равно нулю.В момент, когда код числа в сумматоре 4 равен или больше кода числа в накапливающем сумматоре 8, сигнал с выхода схемы 20 сравнения 50 кодов закрывает схему И 19 по второму входу. При этом в накапливающем сумматоре 8 фиксируется код средне- квадратического отклонения.55 с округлением в большую сторону. Одновременно сигнал с выхода схемы 20 сравйения кодов включает умножитель 21 и делитель 22 кодов. Поэтому сигналу код среднеквадратического отклонения с выхода накапливающего сумматора 8 умножается на число разрядов этого сумматора и и поступает на второй вход блока 23 вычи"тания. На первый вход этого блокапоступает сигнал с третьего квадрато.ра, содержащего счетчик 12, группуэлементов И 24 и накапливающий сумматор 25. Сигнал на вход счетчика12 третьего квадратора поступает свыхода входного клапана 13. Код всумматоре 25 равен квадрату числа импульсов, поступивших на вход счетчика 12, т.е. квадрату общего числа импульсов, Поэтому на выходе блока 23вычитания действует код, равный остаточной сумме квадратов исследуемогопроцесса. Этот код с помощью делителя 26 делится на ии поступает напервый вход делителя 22, на второйвход которого поступает значение дис.персии с выхода накапливающего сум"матора 8. Делитель 22 кодов срабатывает по сигналу с выхода схемы 20сравнения кодов. Цифровой код с выхода делителя 22, равный отношениюдисперсии случайного процесса к дисперсии ошибки, поступает на первыйвход схемы 27 сравнения, на второйвход которой поступает цифровой кодиз блока 28 памяти,. равный числовомузначению критерия Фишера, вычисленному заранее в соответствии с положениемдисперсионного анализа. Схема 27 сравнения определяет, какой из ее входных кодов больше. Если код на первомвходе больше кода критерия Фишера,то на выходе схемы появляется сигнал,свдительствующий о том, что исследуемый процесс за время измеренияпретерпевает существенные измененияЕсли сигнал на первом входе схемы 27меньше критерия Фишера, то сигнална выходе равен нулю.Предлагаемое устройство, как и прототип, позволяет вычислить среднеезначение случайного процесса в счетчике 10, дисперсию в накапливающемсумматоре 8 и среднеквадратическоеотклонение в счетчике 2 Оно позволяет проанализировать влияние внешнихФакторов иа указанные измеряемые ха-.рактеристики случайного процесса.Кроме того, предлагаемый анализаторпозволяет качественно оценить степеньвлияния каждого внешнего фактора наслучайный процесс в целом, т.е. раэдалить внешние факторы на существеиные и несущественные,110 3242 ор Л.Веселовск Составитель Э.СачинаТехред М.Кузьма рректор А Тя е 699 комитета ССС и открытийаушская наб.,Оза/38 ТиражНИИПИ Государственногпо делам изобретений13035, Москва, Ж,Заказ одписное 4/5 илиал ППППатентф, г. Ужгород. Ул. Проектная, 4