Анализатор функций распределения экстремумов

11 ь" цокмая. " - сн, и- е;,;еснап: ОПИСАНИЙ ИЗОБРЕТЕН ИЯ746545 Союз Советски кСоциалистически кРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51) М. Кд, С 06 Р 15/36 с присоеЛинением заявки Лтз Гооударстввнный комитет СССР(23) Приоритет Опубликовано 07,07.80, Бюллетень М 25Дата опубликования описания 10,07,80 пе делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения В, И, Жулев, Г. М. Зотов и Г, А, Садовский Рязанский радиотехнический институт(54) АНАЛИЗАТОР ФУНКЦИЙ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЭКСТРЕМУМОВИзобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники, может быть использовано в системах экстремального регулирования приисследованиях механических объектов напрочность и долговечность,Известен анализатор 11, содержащийпреобразователь напряжение - число импульсов, двоичный счетчик, линию задержки, ключи переписи кода, запоминающий1 Ореги стр, преобразователь код-аналог,дифференцирующий блок, триггер, дешифратор, канальные схемы И, регистратор позволяет анализировать мгновенныеи экстремальные значения случайных про 15цессов.Известен также анализатор функцийраспределения экстремумов Я содержащий синхронизатор, первый выход которого подключен к первому входу аналогоцифрового преобразователя, второй входкоторого соединен с выходом формирователя входных сигналов, вход которогоявляется входом анализатора, выход аналого-цифрового преобразователя подключен к первым входам первого регистра и блока сравнения кодов, второй вход которого объединен с первым входом второго регистра и соединен с выходом первого регистра, выход второго регистра подключен к первому входу многоканального регистратора, выход которого соединен с входом синхронизатора, второй третий и четвертый выходы которого подключены соответственно ко вторым входам второго. и первого регистров и к третьему входу блока сравнения кодов.Недостаток известных анализаторов заключается в том, что в ряде случаев они регистрируют ложные экстремумы, что является источником дополнительной погрешности.Ложная информация об обнаружений экстремума появляется в том. случае, если исследуемый сигнал попадает в зону нечувствительности компаратора аналого-цифрового преобразователя, т.е. на гранину между двумя дифференциаль3 74ными коридорами. При этом АБП можечвыдавать код, относящийсято к "одному;то к другому коридору.Белью изобретения является повышение точности анализатора.С этой целью в анализатор функцийраспределения экстремумов введенытриггер знака производной, коммутатори два блока определения экстремумов,при этом пятый выход синхронизатораподключен к первым входам блоков определения экстремумов, вторые и третие-входы которых соединены соответственнос единичным и нулевым выходами триггера знака производной, едияйчный и нулевой входы которого подключены соответ "-ственно" к первому ивторому выходам .сложение и вычитание блока сравнениякодов, выходы блоков определения экстре" мумов соединены с соответствующимивходами коммутатора, выход которогоподключен ко второму входу многоканального регистратора, каждый блок определения экстремумов содержит два формирователя, элемент И, триггер, элементИЛИ и счетчик, при этом первый входэлемента И является первым входом блокаопределения экстремумов, выход элемента И подключен к счетному входусчетчика, вход установки в нуль которогообъединен с входом установки в нультриггера и соединен с выходом элементаИЛИ, первый вход которого соединен свыходом счетчика и является выходомблока определения экстремумов, второйвход элемента И подключен к единичному выходу триггера, единичный вход которого соединен с выходом первого формирователя, вход которого является вторым входом блока определения экстремумов, второй вход элемента ИЛИ подключен к выходу второго формирователя,вход которого является третьим входомблока оппеделения экстремумов.На фиг. 1 изображен предлагаемыйанализатор; на фиг, 2 - временныедиаграммы, поясняющие принцип его работы.Анализатор содержит формирователь 1" -входных сигналов, аналого-цифровой преобразователь 2, блох 3 сравнения кодов, регистр 4, счетчик 5, вторые формирователи 6, триггеры 7, триггер 8знака производной, синхронизатор 9, первый и второй блоки 10 - 11 определений экстремумов, элементы И 12, регистр 13, коммутатор 14, многоканальный регистратор 15, элемеяты ИЛИ 16первые формирователи 17. Выход формирователя 1 входных сигналов, входом подключенного к источнику исследуемого сигнала, через аналогоцифровой преобразователь 2, регистры 4,513 соединен с многоканальным регистратором 15. Выходы блока 3 сравнениякодов, соединенного входами с кодовымивыходами аналого-цифрового преобразователя и первого регистра 4, подключены10 через триггер знака производной 8, формирователи импульсов 6, 17 и элементы ИЛИ 16 к входам триггеров 7. Выходы элементов И 12, одними входамиподключенных к триггерам 7, а вторыми15 к синхронизатору 9, соединены со счетными входами счетчиков 5, установочные.входы которых через элементы ИЛИ 16подключены к выходам счетчиков 5, которые через коммутатор соединеныс20 многоканальным регистратором 15, Синхронизатор подключен х аналого-цифровому преобразователю 2, регистрам 4,13, блоку сравнения кодов 3 и многоканальному регистратору 15.25 Анализатор работает следующим образом.Напряжение исследуемого процессаЦ ( 1 ), нормализованное в формирователе входных сигналов с частотойЗ 0 выборки преобразуется аналого-цифровым преобразователем 2 в параллельный код, На блок 3 сравнения кодов саналого-цифрового преобразователя поступает код текущего значения следуеЗ 5 мого сигнала, а с регистра 4 значение,измеренное в предыдущем такте. В случае, если текущее значение большепредыдущего, то блок сравнения кодоввыдает управляющий сигнал по шине +",40 а если меньше, по шине -. В исходномсостоянии счетчики 5 обнулены, а триггеры 7 находятся в нулевом состоянии.Рассмотрим процесс выделения мо-.ментов появления максимумов. При мо 45потопном возрастании входного напряжения блок сравнения кодов будет выдавать сигнал по шине "+ до моментавремени 1 (фиг, 2), а следовательно, триггер 8 будет находиться в еди 50 ничном состоянии. В момент 1 изменяется знак первой производной входногонапряжения (фиг. 2), следовательно, те кущее значение хода аналого-цифровогопреобразователя 2 становится меньше,55чем предыдущее, хранящееся в регистре4, поэтому на выходе блока 3 появляется сигнал на шине -" и триггер 8переходит в нулевое состояние. В этот5 7465же момент запускается формирователь17 блока 10, импульсом которого триггер 7 этого же блока устанавливаетсяв единичное состояние, Управляющий потенциал с выхода триггера 7 разрешаетпрохождение тактовых импульсов с синхронизатора О через элемент И 12 насчетчик 5, коэффициент пересчета которого равен трем. Если счетчик 5 зафиксирует три импульса до момента следующего изменения знака первой производной входного напряжения, то импульспереполнения будет являться признакомпоявления максимума, истинное значениекоторого на два такта раньше бидо записано в регистр 13. Этот же импульс,пройдя через коммутатор 1 4, переписывает максимальное значение в многоканальный регистратор 15, а через элемент ИЛИ 16 устанавливает триггер 7 щов нулевое состояние, Таким образом,триггер 7, элемент И 12 и счетчик 5формируют строб, длительность которогоравна трем периодам дискретизации ив течение которого запрещается записькаких-либо значений в многоканальныйрегистратор 15, т,е, решение о наличииэкстремума принимается по истечениитрех тактов от момента его действйтельного появления,Аналогично осуществляется выделение импульсов минимумов триггером 7, элементом И 12, счетчиков 5, второго бло. ка 11 определения количества экстремумов,.В случае попадания исследуемого процесса в зону нечувствительности компаратора аналого-цифрового преобразователя, т,е. на границу двух дифференциальных коридоров (фиг, 2),(интервал времени 1 - 14анапого-цифровой преобразователь может выдавать значения то к одному, то к другому каналу.В момент 1 блок 3 выдает сигнал. по шине "-, в результате чего срабатывают триггеры 8, 7, элемент И 12 и счетчик 5 начинает счет, но уже черездва такта произойдет смена знака на выходе блока З.Срабатывает,трщтер 8 и сигнал с его выхода через формирователь 6 и элемент ИЛИ 16 установит триггер 7 и счетчик 5 в нулевое состояние, При этом импульс, характеризующий момент ложного экстремума, не выделяется, так как счетчик за время двух тактов не переполняется. 25 ЗО 35 45 50 55 45 6Выделенные экстремальные значения сортируются и накапливаются в многоканальном регистраторе. После того, как в нем будет зафиксировано число экстремумов, равное заданному объему статистики, синхронизатор выключается и анализ на этом заканчивается. В результате в многоканальном регистраторе накапливается информация о плотности распределения максимумов или минимумов или тех и других вместе (определяется коммутатором 14)Таким образом, анализатор позволяет измерять плотности распределения экстремальных значений случайного процесса, исключая при этом дополнительную погрешность от выделения ложных экстремумов.Формула изобретения1, Анализатор функций распределения экстремумов, содержащий синхронизатор, первый выход которого подключен к первому Входу аналого-цифрового преобразователя, второй вход которого соединен с выходом формирователя входных сщ- налов, вход которого является входом анализатора, выход аналого-цифрового преобразователя подключен к первым входаМ первого регистра и блока сравнения кодов, второй вход которого объединен с первым входом второго регистра и соединен с выходом первого регистра, выход второго регистра подключен к первому входу многоканального регистратора, выход которого соединен с входом синхронизатора, второй, третий и четвертый выходы. которого подключены соответственно ко вторым входам Второго и первого регистров и к третьему входу блока сравнения кодов, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены триггер знака производной, коммутатор и два блока определения экстремумов, при этом пятый выход синхронизатора подключен к первым входам блоков определения экстремумов, вторые и третие входы которых соединены соответственно с единичным и нулевым выходами триг-гера знака производной, единичный и нулевой входы которого подключены соот ветственно к первому и второму выходам блока сравнения кодов, выходы блоков определения экстремумов соединены с соответствующими входами коммутатора,7 746 выход которого подключен ко второму входу многоканального регистратора., 2, Анализатор функций распределения экстремумов по и, 1, о т л и ч а юш и й с я тем, что каждый блок определения экстремумов содержит два формирователя, элемент И, триггер, элемент ИЛИ и счетчик, при этом первый вход элемента И является первым входом Ьлока определения экстремумов, выход элемента И подключен к счетному входу счетчика, вход установки в нуль которого объединен с входом установки в нуль триггера и соединен с выходом элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом счетчика и является выходом блока определения экстремумов, второй 545 8вход элемента И подключен к единичному выходу триггера, единичный вход которого соединен с выходом первого формирователя,вход которого является вторымвходом блока определения экстремумов, второй вход элемента ИЛИподключен к выходувторого формирователя, вход которогоявляется третьим входом блока определения экстремумов.30Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР399868, кл. 6 06 Р 15/36, 1973.2. Авторское свидетельство СССР506869, кл. 6 0615/36, 1976прототип) .746545 М) г. Составитель Л. Григорьян-Чтенцедактор Г. Петрова Техред А.Щепанская Корректор М. Демчик Тираж 751 ЦНИИПИ Государст по делам иэобр 3035, Москва, Жкаэ 3949/39 Подписноевенного комитета СССРетений и открытий