Статистический временной анализатор нестационарных потоков сигналов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 191 В 36 51) С 06 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ЛЬСТВУ АВТОРСКОМУ СВ ова- эле- подременнои анализа потоков сигналов р нестациона ме ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЧНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Научно-исследовательский институт прикладных физических проблемим. А.Н. Севченко Ьелорусского государственного университета им. В,И.Ленина(56) Мирский Г.Я. Аппаратурное опредление характеристик случайных процессов. - М.: Энергия, 1972, с. 422.Авторское свидетельство СССРУ 1091174, кл. С 06 Р 15/36, 1984.(54) СТАТИСТИЧЕСКИЙ ВРЕМЕННОЙ АНАЛИЗАТОР НЕСТАЦИОНАРНЫХ ПОТОКОВ СИГНАЛОВ(57) Изобретение относится к информационно-измерительной технике. Цель Изобретение относится к информационно-измерительной технике и можетиспользоваться при определении фуйкций измерения во времени интенсивностей различных физических процессов,вызываемых периодическими импульсамивозбуждения,Цель изобретения - повышение точности.На чертеже представлена функциональная схема статистического временного анализатора.Статистический ве 2изобретения - повышение точности измерения функции изменения. Поставленная цель достигается тем, что в статистический анализатор, содержащий первый преобразователь интервала времени в код, два счетчика, первый дешифратор, группу элементов И, группу канальных счетчиков, первый формирователь импульсов и первый элемент задержки, введены второй формирователь импульсов, четыре элемента И, второй элемент задержки, генератор импульсов, элемент НЕ, элемент И-НЕ, два триггера, три элемента ИЛИ, второй и третий дешифраторы, демультиплексор, ипреобразователей интервалов времени в д код, где 1=2 ,и, а и - количество ф анализируемых входных чисел, коммутатор и одновибратор. Предлагаемое устройство позволяет измерять функции С изменяющихся во времени интенсивностей различных физических процессов. Ф 1 иле содержит формирователи 1 и 2 импульсов, генератор 3 импульсов, элементыИ 4 - 7 группу элементов Й 8, элементы ИЛИ 9 - 11, элемент НЕ 12, элемент И-НЕ 13, триггеры 14 и 15, счетчики 16 и 17, группу канальных счетчиков 18, одновибратор 19, дешифраторы20 - 22, преобразователи 23 интервалов времени в код, коммутатор 24, демультиплексор 25, элементы 26 и 27 заки аход анализатора через Форми1 соединен с первым входоа И 4, второй вход которогключен к выходу триггера 14, третий вход - к выходу элемента НЕ 12, а выход - к суммирующему входу счетчика 17 и инцормационному входу демультип 5 лексора 25. Вход запуска анализатора через Формирователь 2 соединен с входом установки единицы триггера 14, входами запуска преобразователей 23.1-23,К интервалов времени и входом 10 элемента 26 задержки. Вход установки нуля триггера 14 через элемент ИЛИ 11 подключен к входу сброса анализатора и к выходу элемента 26 задеркки, который через элемент 27 задержки соединен с входом установки единицы триггера 15 и первым входом элемента И 7. Все, кроме старшего, информационные выходы счетчика 17 под ключены поразрядно к адресному входу демультиплексора 25 и коммутатора 24, входам элемента ИЛИ 9 и входам депкфратора 20. Выход старшего разряда счетчика 17 соединен с входом элемента НЕ 12, выходы демультиплексора 25 25 соединены с входами соответствующих преобразователей 23,1-23.К интервала времени.в код. Выход дешиюратора 20 подключен к второму входу элемента И 7, третий вход которого соединен с выходом элемента НЕ 12, Выходы элемента ИЛИ 9 и элемента НЕ 12 соединены соответственно с первьми и вторыми входами элемента И-НЕ 13 и элемента И 5, третий вход которого подклю 35 чен к выходу триггера 15, а выход - к управляющему входу генератора 3. Вы- . ход элемента И 7 соединен с суммирующим входом счетчика 16, выходы которого подключены поразрядно к входам дешифратора 21, выход которого соединен с шиной сигнала конца измерений, Входы элемента И б подключены к выходам элемента И-НЕ 13 и триггера 15, а его выход через одновибратор 19 к первому входу элемента ИЛИ 10, выход которого соединен с входами сброса преобразователей 23,1-23,К интервалов времени .в код, счетчика 17, итриггера 15.50Информационные входы коммутатора 24 подключены к выходам преобразова 1 телей 23.1-23.К интервала времени в код, а выходы " поразрядно к входам дешифратора 22, выход генератора 3 соединен с вычитающим входом счетчика 17 и с вторыми входами И 8. 1-8,К группы элементов. Кроме того, вход сороса анализатора подключен к входам установки нуля триггера, второму входу элемента ИЛИ 10 и входам сбросаканальных счетчиков группы 18. 1-18и,выходы дешифратора 22 соединены спервыми входами соответствующих элементов И 8.1-8.п группы, а выходы указанных элементов И группы подключены ксуммирующим входам соответствующихсчетчиков группы 18.1-18,п,В исходное состояние анализаторприводится сигналом сброса, которыйсбрасывает триггеры, счетчики и преобразователи интервала времени в коданализатора,Импульсы запуска, соответствующиеначалам отдельных реализаций исследуемого процесса, поступают на Формирователь 2, обеспечивающий их стандартизацию, а с выхода формирователя подаются на входы запуска преобразователей интервала времени в код 23 ивход элемента 26 задержки для заданиятребуемого диапазона временного анализа, а также устанавливают в единичное состояние триггер 14, Сигналы анализируемого случайного потока, связанного с этим импульсом возбуждения,поступают на Формирователь, которыйобеспечивает их стандартизацию, С выхода формирователя стоповые импульсычерез элемент И 4, открытый на времяанализа сигналом триггера 14, подаютсяна демультиплексор 25 и на суммирующийвход счетчика 17. Последний управляетдемультиплексором 25 и Фиксирует количество стоповых импульсов, поступивших в диапазоне анализа, Переключение счетчика 17 осуществляется по спаду входного импульса. В результатепервый из поступивших импульсов направляется демультиплексором на входсброса первого преобразователя 23,1,второй импульс останавливает второйпреобразователь 23.2 и так далее, допоспеднего преобразователя 23.К.Емкость счетчика 17 выбирается всоответствии с числом событий, которые могут быть зарегистрированы в диапазоне анализа с добавлением ещеодного старшего разряда. Установление в единичное состояние этого дополнительного разряда счетчика, фиксирует превышение числом поступивших событий установленного значения К, блокируя через элемент НЕ 12 элемент И 4до окончания диапазона анализа,Выходной импульс элемента 26 задержки, Фиксирукщий окончание диапазо165483 45 50 55 на анализа, через элемент ИЛИ 11 сбрасывает триггер 14, который блокирует поступление импульсов через элемент И 4 на счетчик 17 и демультиплексор 25. Состояние всех, кроме старше 5 го, разрядов счетчика 17 анализируется элементом ИЛИ 9 и дешифратором 20. Высокий потенциал на выходе элемента 9 фиксирует, что в диапазоне анализа вообще проходит события. Дешифратор 20 формирует на выходе низкий потенциал в том случае, когда содержимое счетчика равно 1, т,е, в диапазоне анализа поступило Ровно 1 с импульсов. 15Если в диапазоне анализа поступило меньше Е импульсов (старший разряд счетчика 17 сброшен, а на выходе дешифратора 20 имеется:.высокий потенциал), импульс с выхода элемента 27 задержки через элемент И 7 поступает на счетчик 16, который фиксирует число реализаций процесса с меньшим, чем Е Числом событий. После окончания этих операций по заднему фронту выходного сигнала элемента 27 задержки устанавливается в единичное состояние триггер 15. Если в диапазоне анализа произошло переполнение счетчика, т.е. старший разряд счетчика 17 устанавли вается в единичное состояние,или вообще нет поступления сигналов и на выходе элемента ИЛИ 9 остается низкий потенциал, то через элемент И 6, включенный триггером 15 и элементом И-НЕ 13, запускается одновибратор 19, который вырабатывает импульс сброса анализатора в исходное состояние го-. товности к новому циклу измерений. Если события в диапазоне анализа про изошли и их число не превышает К, то через элемент И 5 включается генератор импульсов 3, который формирует .управляющие сигналы для записи информации в канальные счетчики 18.1-18,п, обеспечивающие накопление гистограммы результатов измерений.Коммутатор 24, управляемый счетчиком 17, подключает при этом к входам дешифратора 22 выходы последнего из сработавших преобразователей 23. Выходной код указанного преобразователя дешифрируется дешифратором 20, с одного из выходов которого подается разрешающии потенциал на соответствующий канальный элемент И 8.1-8,п группы. Поэтому первый импульс генератора 3 через выбранный канальный элемент И поступает на соответствующий 6 6канальный счетчик группы 18.1-18,п, производя добавление единицы к его содержимому.По спаду импульса генератора 3 со. держимое счетчика 17 уменьшается и через коммутатор 24 к входам дешифратора 22 подключаются выходы сработавшего предпоследним преобразователя из группы 23. Следующий импульс генератора производит аналогичным образом запись информации в один из счетчиков 18 в соответствии с выходным кодом следующего преобразователя временных интервалов в код, а также пос" тупает на вычитаюший вход счетчика 17, Обнуление последнего свидетельст-. вует о том, что считывание информации со всех сработавших преобразователей окончено, При этом низким потенциалом с выхода элемента ИЛИ 9 через элемент И 5 выключается генератор 3 а через элементы 13 и о включается од. новибратор 19, формирующий сигнал сброса. Циклы измерений повторяются д тех пор, пока содержимое счетчика 16 достигает некоторого установленного значения 11, которое фиксирует дешифратор 21, Формируя сигнал "Конец измерений. Регистрируемая данным анализатором гистограмма полностью отражает форму функции изменения по диапазону анализа интенсивности исследуемого сигнального потока. При этом для получения абсолютных значений интенсивности достаточно разделить содержимое отдельных канальных счетчиков на число 11 и величину шага квантования временной шкалы преобразователями временных интервалов в код. Для упрощения этих вычислений значение 11 выбирают таким образом, чтобы его произведение на величину шага квантования временных интервалов давало целую степень двух, если преобразование выполнялось в двоичном коде, и степень десяти - при двоично-десятичном кодировании. В этом случае операция деления сводится к сдвигу запятой в накопленных в канальных счетчиках цифровых кодах.Число регистрируемых в диапазоне анализа событий, т.е. число используемых преобразователей временных интервалов в код также выбирают равным целой .степени двух, так как это позволяет использовать стандартные двоичные счтечики 17 числа событий и демультиплексор 25. Однако, укаэанноечисло может быть и любым другим, дажеравным единице.Формула изобретенияСтатистический временной анализатор нестационарных потоков сигналов, содержащий первый преобразователь интервала времени в код, два счетчика, 1 О первый дешифратор, группу элементов И, группу канальных счетчиков, первый ,Формирователь импульсов и первый элеент задержки, выход первого дешифраора соединен с первыми входами элементов И группы, выходы которых соединены со счетными входами канальныхсчетчиков группы соответственно, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения точности, в него введены второй Формирователь импульсов, четыре элемента И, второй элемент задержки, генератор импульсов, элемент НЕ, элемент И-НЕ, два триггера, три элемента ИЛИ, второй и третий дешифрато ры, демультиплексор, ипреобразователей интервалов времени в код, где 1=2. ,и, а и - количество анализируемых входных чисел, коммутатор и одновибратор, причем инФормационный вход 3 О анализатора через первый формирователь импульсов соединен с первым вхо дом первого элемента И, второй вход Которого подключен к прямому выходу первого триггера, третий вход к выходу элемента НЕ, а выход - к суммирующему входу первого счетчика и к информационному входу демультиплексора вход запуска анализатора через второй Формирователь импульсов соединен с входом установки единицы первого триггера, входами запуска первого и второго преобразователей времени в код и входом первого элемента задержки, вход установки нуля первого триггера соединен с выходом первого элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с входом сброса анализатора, второй вход первого элемента ИЛИ соединен с выходом первого элемента задержки и с входом второго элемента задержки, выход которого соединен с входом установки в "1" второго триггера и первым входом. второго элемента И, информаци".онные выходы, кроме старшего разряда,первого счетчика подключены поразрядно. к адресному входу демультиплексора,входам второго элемента ИЛИ и входампервого дешифратора, выход старшегоразряда первого счетчика соединен свходом элемента НЕ, группа выходов демультиплексора соединена с входамипреоЬразователей интервалов времени вкод, выход первого дешифратора подключен к второму входу второго элемента И, третий вход которого соединенс выходом элемента НЕ, выход второгоэлемента ИЛИ соединен с первыми входамиэлемента И-НЕ и третьего элементаИ, выход элемента НЕ соединен с вторыми входами элемента И-НЕ и третьегоэлемента И, третий вход которого подключен к прямому выходу второго триггера, выход третьего элемента И подключен к входу запуска генератора импульсов, выход второго элемента И соединен с суммирующим входом второгосчетчика, вход сброса которого подклюЧен к входу сброса анализатора, а выход - к входам второго дешифратора,выход которого соединен с выходомсигнала конца измерений анализатора,первый и второй входы четвертого элемента И подключены к выходам элемента И-НЕ и второго триггера соответственно, а выход четвертого элемента Исоединен с входом одновибратора,первый и второй входы третьего элемен.та ИЛИ соединены с выходом одновибратора и входом сброса анализатора соответственно, выход третьего элемента ИЛИ соединен с входами сброса преобразователей интервалов времени вкод, входом сброса перного счетчика ивходом второго триггера, информационные входы демультиплексора подключенык выходам преоьразователей интерваловвремени в код, а выходы - к входамвторого дешифратора, выход генератораимпульсов соединен с вычитающим входом первого счетчика и с вторыми входами элементов И группы, входы сбросаканальных счетчиков группы подключенык входу сброса анализатора.а Тираж 41 б ака одп Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 Государственного комитета и 1 13035, Москва, Ж ноеиям при ГКНТ СССР изобретениям и открыт Раушская наб., д. 4/