Статистический анализатор

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 19) 11) 51)4 С 06 Р ИСАНИЕ РЕТЕНИ выб ния 4-24(56)Мф 13 17 ван ельство СССРР 15/36, 1985.ьство СССР15/36, 1974. 9 55 ш с ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫ ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 407 9060/206.06,86 07.05,88. Бюл. С.Н.Саранчин, А .Смирнов 681,3(088.8) Авторское свиде 39597, кл. С 06 торское свидете 651, кл. С 06 Г(54) СТАТИСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗАТОР (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при вычислении числовых характеристик случайных величин по выборочным данным. Цель изобретения состоит в повьппении точности оценки числовых характеристик путем исключ ния ложных значений из исследуемой орки за счет медианного сглаживаисследуемой последовательности. Работа анализатора основана на том, что в ходе медианного сглаживания входной последовательности ложные значения, содержащиеся в выборке, в ее обработке для нахождения числовых характеристик случайной величины участия не принимают. Анализатор содержит аналого-цифровой преобразователь 1, счетчик 2 объема выборки, регистры 3,4,18 памяти, блок 5 определения экстремальных значений, ключи 6,7,16, накапливающий сумматор 8, делитель на и 9, вычитатель 10, блок 11 нормирования, сумматор-вычитатель 12, блок 13 регистрации, регистр 14 сдвига, группу 15 элементов ИЛИ, деифратор 17, элементы 19 сравнения, инхронизатор 20, элемент И 21. 2 ил.Изобретение относится к вычислительной технике. и может быть использовано при вычислении числовых характеристик случайных величин по выбо 5рочным данным.Цель изобретения - повышение степени .точности оцейки числовых характеристик случайных величин путем исключения ложных значений из исследуе мой выборки.На Фиг.1 представлена структурнаясхема анализатора; на фиг.2 - Функциональная схема дешифратора,Анализатор содержит аналого-цифро вой преобразователь 1, счетчик 2 объема выборки, первый и второй регистры памяти 3 и 4, блок 5 определенияэкстремальных значений, первый и второй ключи 6 и 7, накапливающий суммартор 8, делитель на и 9, вычитатель10, блок 11 нормирования, сумматорвычитатель 12, блок 13 регистрации,регистр 14 сдвига, блок 15 элементовИЛИ 10, ключи 16, дешифратор 17, регистры 18 памяти, элементы 19 сравнения, синхронизатор 20 и элемент И 21,ДешиФратор (Фиг.2) содержит эле"менты И 22, элементы ИЛИ 23 и 24,элементы 25. ЗОАнализатор работает следующим образом,С информационного выхода аналогоцифрового преобразователя 1 первое значение случайной величины Х поступает на информационный вход каждого регистра 18 памяти. Одновременно на выходе окончания преобразования блока 1 формируется сигнал, который поступает на синхронизатор 20, с первого выхода которого сигнал поступает на вход разрешения записи третьего регистра 18 памяти, обнуляет его и разрешает запись первого значения случайной величины Х . Аналогично осуществляется запись второго и третьего значений Х, соответственно в четвертый и пятый регистры 18 памяти. С выходов регистров. 18 памяти значения случайной величины Х . поступают на элемен. 19 сравнения для их по- парного .,авнения. Если значение Х; на пергол,м входе окажется больше, чем на втором, выходной сигнал появится на первом выходе блока 19 сравнения,55 если меньше, чем на втором, выходной сигнал гояв вя на втором выходе. В случае равенства входных значений выходной сигнал присутствует на первом выходе блоха 19 сравнения.Управляющие сигналы с выхода аналого-цифрового преобразователя 1 поступают также на вход счетчика 2 объема выборки, первый вход элемента И 21и вход регистра 14 сдвига, При поступлении на вход регистра 14 сдвигатретьего сигнала на его выходе, кото-.рый соединен с вторым входом элемента И 21 и входом запрещения записирегистра сдвига 14, появляется сигнал, дальнейшее продвижение импульсов в регистре 14 сдвига прекращается, а на его выходе и втором входеэлемента И 21 постоянно будет присутствовать сигнал. Регистр 14 сдвигаи элемент И 21 предназначены для Формирования управляющих сигналов, необходимых для работы дешифратора 17,наччная с момента записи третьегозначения Х. и его попарного сравнения с двумя предыдущими, В зависимости от соотношения сравниваемых значений случайной величины Х на входах1дешифратора 17 присутствует одна изсеми возможных комбинаций при попарном сравнении трех величин Х;. Каждой входной комбинации соответствуетпоявление сигнала на одном из.трехвыходов дешифратора 17,Сигнал с одного из выходов дешифратора 17 поступает на управляющийвход соответствующего из трех ключей16, информационный вход каждого изкоторых соединен с выходом соответствующего из блоков 18 памяти. В результате из трех значений Х , записанных в регистры 18 памяти, натретий вход блока 5 и вход сумматора8 через блок элементов ИЛИ 15 поступает их медианное значение.В момент прихода на регистры 18памяти четвертого значения Х, на пер 1вом выходе синхронизатора 20 появляется сигнал, поступающий на вход разрешения записи третьего регистра 18памяти,обнуляет ячейки памяти и разрешает запись четвертого значения величны Х;. В элементах 19 сравненияпроизводится попарное сравнение второго, третьего и четвертого значенийХ , определение в дешифраторе 17 ихмедианного значения и поступлениеэтого значения через соответствующийключ 16 и блок элементов ИЛИ 15 натретий вход блока 5 и вход сумматора 8. Таким образом, первым значени 13942 ем, поступающим для дальнейшей обработки, является медиана иэ Х Х и Х , вторым - медиана из Х 4, Хи Хз, третьим - медиана из Х, Х и Хи т.д. Данная часть схемы предназначена для проведения медианного сглаживания входной последовательности значений по тройкам, в результате которой ложные значения, выбросы сглаживаются, т.е. получается новая выборка случайной величины Х, которая1подчинена тому же закону, что и ХПоступающие на вход сумматора 8 значения Хсуммируются для дальней1щего определения выборочного среднего Х в блоке 9:н)20 Первое по порядку значение Х, записы вается через блок 5 в блоки 3 и 4. С приходом следующих значений Х", ХХпроисходит их сравнение с величинами, записанными в блоки 3 и 25 4, и текущая коррекция по результатам сравнения минимального и максимального значений, После сравнения в блоке 5 последнего значения Х в регистре 3 памяти находится минималь О ное, а в регистре 4 максимальное значения выборки. По окончании цикла в вычитателе 1 О вычисляется размах выборки К:К = Хмюкс Хи35На выходе блока 11 формируетсясреднее квадратическое отклонение выборочного среднего 6- 40где 6 - среднее квадратическое отклонение единичного отсчета измерения; 45Ь - табулированный коэффициент,зависящий от объема выборки;и - объем выборки.По вычисленным значениям Х и Ь- всумматоре-вычитателе определяетсяверхняя и нижняя границы доверительного интервала, в котором находитсяизмеряемая величина Х при выбраннойдоверительной вероятности Х - К 6;хфХ+ КЬ,55где К - поэффициент, зависящий отвыбранной доверительной вероятности и объема выборки(табулирован). 19Момент окончания цикла и начало вычисления числовых характеристик случайных величин определяется счетчиком 2 объема выборки, который осуществляет подсчет и + 2 значений Х1 ф поступивших дпя медианного сглаживания по тройкам.Формула и э о б р е т е н и яСтатистический анализатор, содержащий счетчик объема выборки, аналого-цифровой преобразователь, два регистра памяти, блок определения экстремальных значений, два ключа, накапливающий сумматор, делитель на п (п - заданный объем выборки, натуральное число), вычитатель, блок нормирования, сумматор-вычитатель, блок регистрации, причем вход аналого-цифрового преобразователя является входом анализатора, выход окончания преобразования аналого-цифрового преобразователя соединен со счетным входом счетчика объема выборки, выход переполнения которого соединен с управляющими входами первого и второго ключей, информационный выход счетчика объема выборки соединен с входом объема выборки блока регистрации, выходы минимального и максимального значений блока определения экстремальных значений соединены соответственно с информационными входами первого и второго регистров памяти, выход первого регистра памяти соединен с первым входом блока определения экстремальных значений и информационным входом первого ключа, выход второго регистра памяти соединен с вторым входом блока определения экстремальных значений и информационным входом второго ключа, первый выход которого соединен с входом уменьшаемого вычитателя, вход вычитаемого которого соединен с выходом первого ключа, второй выход второго ключа соединен с входами разрешения работы делителя на и и блока регистрации, выход вычитания соединен с входом блока нормирования, выход которого соединен с входом среднего квадратического отклонения блока регистрации и первым входом сумматора-вычитателя входы верхней и нижней граней довери. тельного интервала блока регистрации соединены соответственно с выходом суммы и выходом разности сумматора 1394219вычитателя, второй вход которого соединен с выходом делителя на и и входом среднего блока регистрации, выход накапливающего сумматора соеди 5 нен с информационным входом делителя на и, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены регистр сдвига, блок элементов ИЛИ, элемент И, с третьего по пятый ключи, с третьего по пятый регистры памяти, три элемента сравнения, синхронизатор и дешифратор, первый, второй и третий выходы дешифратора соединены соответственно с уп 15 равляющими входами третьего, четвертого и пятого ключей соответственно, выход окончания преобразования аналого-цифрового преобразователя соединен с информационным входом регистра сдвига, с первым входом элемента И, с входом запуска синхронизатора, выход третьего разряда регистра сдвига соединен с вторым входом элемента И и входом запрета записи регистра сдвига, вход обнуления которого соединен с выходом переполнения счетчика объема выборки, первый, второй и третий выходы синхронизатора соединены с входами разрешения записи третьего, четвертого и пятого регистров памяти соответственно, информационные входы которых соединены с информационным выходом аналого-цифрового преобразователя, первый и второй входы первого элемента сравнения соединены соответственно с выходами третьего и четвертого регистров памяти, первый и второй входы второгоэлемента сравнения соединены соответственно с выходами четвертого и пятого регистров памяти, первый и второй .входы третьего элемента сравнениясоединены соответственно с выходамипятого и третьего регистров памяти,выход "Больше или Равно" первого элемента сравнения соединен с первым информационным входом группы дешифратора, выход "Меньшепервого элементасравнения соединен с вторым информационным входом группы дешифратора,выход Больше или Равно второго элемента сравнения соединен с третьиминформационным входом группы дешифратора, выход "Меньше" второго элемента сравнения соединен с четвертым информационным входом группы дешифратора, выход "Больше или Равно" третьегоэлемента сравнения соединен с пятыминформационным входом группы дешифратора, выход "Меньше" третьего элемента сравнения соединен с шестым информационным входом группы дешифратора,выход элемента И соединен с входомразрешения выдачи результата дешифратора, выходы третьего, четвертого ипятого регистров памяти соединены соответственно с информационными входами соответствующих ключей, выходы которых соответственно соединены с первыми, вторыми и третькчи входами блока элементов ИЛИ, выход которого соединен с третьим входом блока определения экстремальных значений и входом накапливающего сумматора.139421 9 СоставиТех е ль В.Орлов и ык ктор А.Ворович р д М.Д д Корректор С.Ч сн 4 роизводственно-по ичес аз 2221/45 Тира ВНИИПИ Госуда по делам иэ 113035, Москва, Ж704 Под твенного комитета СС ретений и открытий 35, Раушская наб., д едприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4