Устройство для определения характеристик случайных импульсных потоков

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскккСоциалисткческнкРеслублнкдв делам изобретеиий к вткрытиЯ(088;8) Дата опубликования опксаниа 18,05.80(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРИЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК СЛУЧАЙНЫХ ИМПУЛЬСНЫХ ПОТОКОВ 1Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники, предназначенным для аппаратурного определения характеристик случайных процессов.Известно устройство для определенияодной из основных характеристик случайных импульсных потоков - функциираспределения числа событий в фиксированном интервале времени, представля 10юшее собой упрощенные варианты станЛартных многоканальных аналнаатороа 1.Недостаток устройства - невозможность определения корреляционных связей между событиями (в потоке импуль 15сов),Наиболее близким по технической,сущности к изобретению является устройство для определения функции распределения числа собьтий на заданном интервале, содержашее адресный счетчик,разрядные выходы которого соединены,с соответствуюшими входами дешифратора, выходы которого соединены с первьь. 2ми входами элементов И, выходы которых подключены к входам соответствую ших счетчиков-накопителей, формирователь импульсов, вход которого является входом устройства, а выход соединен с первым входом перврго переключателя, выход которого соединен с первым входом адресного счетчика, второй вход которого подключен к выходу второго переключателя, первый вход которого подключен к выходу элемента задержки, ююд которого соединен с выходом гене ратора импульсов, со входом счетчика испьтганий и спервым входом третьего переключателя, выход которого подключен к вторым входам элементов И 121.Недостаток известного устройстваего ограниченные функциональные воэможности по определению дйснерсии и корреляционной связи между числомсобытий.Белью изобретения является расшире ние функцисаальных возможностей уст ройства, а именно: обеспечение возмож19 фПоставленная цель достигается тем,что в устройство введены селектор импульсов, триггер, дополнительный элементИ, элемент ИЛИ, дополнительный счетчик,вход которого соединен с выходом селектора импульсов и с первым входом триггера, второй вход которого подключен квыходу адресного счетчика, а выход соединен с первыми входами дополнительногоэлемента И и элемента ИЛИ, второй входдополнительного элемента И подключен квыходу генератора импульсов, а выход -к второму входу элемента ИЛИ, выходкоторого соединен с вторым входом первого переключателя, второй вход второгопереключателя соединен с выходом адресного счетчика, второй вход третьего переключателя подключен к выходу, формирователя импульсов и к входу селектораимпульсов.На фиг, 1 показана структурная схемапредлагаемого устройства; на фиг. 2 -диаграммы, поясняющие работу устройства.Устройство содержит формирователь 1импульсов (прямоугольной формы), адресный счетчик 2, дешифратор 3, элементы4 И, счетчик-накопитель 5, генератор 6импульсов, элемент 7 задержки, счетчик8 испытаний, селектор 9 импульсов,триггер 10 с раздельным запуском, дополнительный элемент 11 И, логическийэлемент 12 ИЛИ, дополнительный счеФчик 13, три переключателя 14, контакты15-23 переключателей.Принцип работы описываемого устройства заключается в следующем.Два положении перекаочателей 14соответствуют измерениям следующиххарактеристик случайного импульсногопотока:а) распределение числа событий вфиксированных интервалах времени г;б) дисперсия и функции корреляциичисла событий в фиксированныхинтервадах времени С,В первом режиме измерений попарносоединены следующие контакты трех переключателей 14 - 15-17, 18-20,21 23, При этом исследуемый сигналпоступает на вход формирователя 1 прямоугольных импульсов, который формирует прямоугольные импульсы равной амплитуды и длительности вмоменты наступления событий (фиг. 2 а). Импульсыс выхода формирователя 1 прямоугольныхимпульсов подаются на первый счетныйвход адрег:ного счетчика 2,где И - среднее значение числасобытий в фиксированныхинтервалах времени л.;И - среднее значение числасобытий в интервалевремениот произвольно выбранного событиядо конца интервала С,содержаа 1 его это событие;- среднее значение числа1событий в интервале времени с т.е, в 1 -омйинтервале, следующимза интервалом, содержащем произвольно выбранное событие.Таким образом, измерение дисгерсии и корреляционной функции числа событий в фиксированном интервале времени осуществляется реализацией следуюших операций: разбивка исследуемого процесса на отрезки времени, равные фиксированным интервалам т (с произвольно выбранным началом отсчета); измерение среднего числа событий за фиксированный интервал времени с отбор событий независимо от исследуемого процесса; измерение среднего числа событий на отрезках времени от отобранных событий до концов фиксированных интервалов , , содержащих эти события; отбор-ых фиксированных интервалов времени С следующих за Интервалами, содержащими отобранные события; измерение среднего числа событий в интервалах времени с расчет дисперсии и коэффициентов корреляции для различныхпо формулам (1) и (2).50 В соответствии с этим в известное устройство, позволяющее измерять распределение числа событий в фиксированных интервалах времени, вводятся новые элементы и связи таким образом, что обра зованное новое устройство, кроме старых ,операций, позволяет реализовать новые, вышеперечисденнг 1 е. 3 7347 ности определения дисперсии и корреляционной функции числа событий в фикса рованном интервале времени, характеристик, весьма важных для изучения непуассоновских импульсных потоков, Дисперсия5 и корреляционная функция числа событий определяется какЭ(с)=28 й-Ис, (1)йс; - Йс 1 ОЯ== ю (2)2.М, - ИЧисло, зафиксированное в адресном счетчике 2, соответствующее числу поступивших импульсов, параллельным кодом подается на дешифратор 3 и определяет появление напряжения нв соответст вуюшем данному числу 1 -ом выходе дешифратора, Выходы дешифраторв 3 соединены с первыми входами элементов 4 - 4,И, и напряжение на 1 -ом выходе дешифраторв 3 служит разреша юшим для 1 -го логического элемента И, На вторые входы логических элементов 4 И поступают короткие импульсы (считывания) с генератора 6 импульсов (фиг. 2 б), период следовании которых равен длительности фиксированных интервалов с, Эти же импульсы (импульсы сброса) но задержанные элементом 7 задержки, поступают нв второй, сбросовый вход адресного счетчика 2. Импульс 20 считывании проходит нв вход 1 -ого логического элемента И, поскольку только на него подано разрешающее напряжение. Выходы элементов 4 И соединены со входами счетчиков- накопителей 5 и импульс с выхода-ого логического элемента И поступает соответственно нв вход-ого счетчика импульсов. По окончании регистрации импульс сброса приводит адресный счетчик 2 в исходное состояние. 30 Таким образом происходит регистрация каждого интервала времени . соответственно числу событий, наступающих за этот интервал, в одном из счетчиков- накопителей 5. 35Импульсы с генератора б проходят на выход логического элемента 11 И и далее через логический элемент 12 ИЛЛ на первь;й вход адресного счетчика 2, Первый импульс с генератора 6 за писывает" в адресном счетчике 2 число 2 и соответственно разрешающее напряжение появляетси на втором выходе дешифратора 3, При этом импульсы с выхода формирователи 1 прямоугольных импульсов начинают постувть через второй их элемент 4 Й на вход второгопульсов И так далее, О - 1 импульс генератора 6, поступивший на вход адресного счетчика 2,фраз- решает прохождение импульсов с выхода формирователя 1 примоугольных импульсов на вход счетчика-накопителя 5 т . Й -ый импульс, поступивший нв вход адресного счетчика 2, поступает с55 дополнительного выхода адресного счетчика 2 на второй вход триггера 10 с раздельным запуском и через переключатель нв второй сбросовый вход адресного счетчика 2 и переводит их в исходные состояния. При этом прекрвшаетсяпоступление импульсов нв вход адресногосчетчика 2, Этот цикл повторяется с поступлением каждого К-го импульса с выхода формирователя 1 прямоугольных импульсов. При этом число циклов фиксирует дополнительный счетчик 13, а обшеечисло импульсов с генератора 6, т.е.общее число фиксированных интервалов Ьза время измерений, - счетчик 8 испытаний,Таким образом, первый из о счетчиков-накопителей фиксирует общее число событий, наступивших в интервалахвремени от произвольно выбранных событий до концов интервалов с, содержаших эти собития, т.е, в интервалах времени 1. ( фиг. 2 г), Среднее значениечисла событий в,интервале времени Еопределяется по показаниям счетчиковнакопителей 5 и 13Ь;И=в=мгде Ь - показание счетчика-накопителя 5- показание счетчика 13.По окончании измерений счетчик-огоканала показывает число и , а счетчик 8 испытаний - общее число интервалов Ч; - НОценка распределения числа импульсовв интервале определяется из выражения:1; .,Р ю и (Ф 1= - :42.,о где й - число импульсов в фиксированном интервале- интервал значений й. регистри +руемых 1 - Я счетчиковимпульсов.Во втором режиме измерений попарно замкнуты контакты 16-17, 19-20, 22-23. При этом выход формирователя 1 прямоугольных импульсов соединен со входом селектора 9 импульсов и со вторыми входами элементов 4 И. Селектор 9 импульсов пропускает каждый К-тый входной импульс (фиг. 2 в); таким обра зом происходит отбор произвольных собыгий, К-тый импульс, прошедший на выход селектора 9 импульсов поступает на первый вход триггера 10 с раздельным запуском и запускает его.Сигнал с выхода триггера 10 через логический элемент ИЛИ и переключатель поступает на вход адресного счетчика 27 М 719 8 формула изобретении 7изаписывает" в нем число 1) прил определения характеустройство для опредпоявляетси Раэреш , " )" ристик случайных импульсных потоков,подаваемое на первый элемент ),И о ерзавшее адресный счетчик, РазрядныеОда , одрщсе адвыходы которого соединены с соответстимп льсов начинают поступатьвуюшими входами дещифратора) выходыкоторого соединены с первыми входамиэлементов И, выходы которых подключеныост ает на п выйВход дополк входам соответствуюших счетчиков-наиительного логического элемемента 11 И и 1 Окопителей, формирователь импульсов, входразрешает" прохождение импульсов скоторого является входом устройства, ад соединен с первым входом первогопереключатели выход которого сОединенэлемента 11 Ис первым входом адресно о с етчика(1 + 1)-ый счетчикимпульсов= 1, 2 " - второй вход которого подключен к вы 1 2 3 . о - 1)фиксирует общее число событий) поступив- ду второго переключатели, первыйших в-ых интервалах времени ъ, ) вход которого подключен к выходу элеследуюших за интервалами, содержашими . мента задержки, вход которого соединенпроизвольно выбранные события, т е в с выходом генератора импульсов, со вхоинтервалах времени т; ).фиг 2 Я )Р д- дом счетчика испытаний и с первым вхоС е 20чение числа собьпий в интервале о тьего переключатели выход КОвремени т., определиетси по показаниям го подключен к вторым входам элеменсчетчиков-накопителей 5;+,) и 13товИ, отличаюшееся тем,и+ что, с цельюрасширения функциональныхС М возможностей эа счет дополнительногоопределении средних значений событий,Обшее число событий эа время изменеобходимых дли расчета дисперсии иений - МК; где М - показание счетРкорреляционной функции числа событий,. чика 13 импульсов; К, - коэффициентв устройство введены селектор импульсов,отбора селектора 9 импульсов. ЭО в устротриггер, дополнительный элемент И, элеОбшее число фиксированных интервамент ИЛИ, доюлнительный счетчик, входлов С за время измерений - Б (показакоторого соединен с выходом селекторание счетчика 8 испытаний).импульсов и с первым входом триггера,Таким образом, среднее значение числавторой вход которого подключен к выходуообытий и фиксированных интервалах вре адресного счетчика, а выход соединен сменипервыми входами дополнительного эле - , йКмента И и элемента ИЛИ, второй входЙдополнительного элемента И подключенПо окончании измерений по гюказаниям а к выходу генератора импульсов, а выход -всех счетчиков определиютси дисперсии к второму входу элемента ИЛИ) выходи коэффипиенты корреляции дли сдвигов которого соединен с вторым входом пер 1 =1 2 3 . и -1 поформулам) вого переключателя, второй вход второго1) ))преобразованным из ( ) и( 1) 2) переключатели соединен с выходом адресного счетчика, второй вход третьего пег а2 йреключатели подключен к выходу формирователя импульсов и к входу селекторат гимпульсов.Источники информации,н) )лм об зо д Р,Ж принятые ао внимание при экспертизем об зом благодаря использованию эффекта смешенной в фборки пред-, ирскийлагаемое устройство позволяет опредь. деление характерисважные дли исследования случа ных им 2, Курочкин С. С, Многомерные стаи ьсных потоков характеристики - диспулбыт й фик- Я тические анализаторы. М., Атомиэдат,.) ерсию и корреляпщо числа событий фик,. пеи 1968, с. 276,сированных интервалов времени.7347 19Составитель В. ЖовинскийРедактор С. Лыжова Техред А. Шепанская Корректо2226/13 Тираж 751 ПодписноеЦНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.ектная,иал ППП Патент, г. Ужгород,