Устройство для определения характеристик случайных импульсных потоков

Союз Советскиз Социалистическик Респубпик(23) Приоритет Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийДата опубликоваимя описания 02. 11. 80(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК СЛУЧАЙНЫХ ИМПУЛЬСНЫХ ПОТОКОВ Изобретение относится к специали.ирсванным средствам вычислительной техники случайных процессов. Известно устройство для измерения одной из основных характеристик случайных импульсных потоков, функции распределения чисел событий в Фиксированном интервале времени, представлявшие собой упрощенные вари анти стандартных многоканальных анализаторов 1Наиболее близким по технической сущности к предложенному является устройство для определения характеристик случайных импульсных потоков, ; в .редназначенное для измерения Функции распределения, дисперсии и корреляционной функций числа событий в Фиксированном интервале времени, содержащее формирователь прямоугольных импульсов, адресный счетчик, и выходной дешифратор, и+1 элементов И, и+2 счетчиков импульсов, генератор импульсов, элемент задержки, селектор импульсов, триггер с р:здельным запуском, элемент ИЛИ, переключатели режима работы. В этом устройстве исследуемый процесс разбивается ыа кванты фиксированной 30 длительности с помощью генератора импульсов 2 1 .Недостатком известного устройства является его ограниченная область применения.Цель изобретения - расширение области применения, а именно измерение функции распределения, корреляционной функции и дисперсии числа событий в пакете "обытий под пакетом событий понимается такая совокупность событий, в которой временной интервал между любыми соседними событиями не превышает какой- либо фиксированной величины ").Поставленная цель достигается тем, что в устройство для определения характеристик случайных импульсных потоков, содержащее генератор импульсов, Формирователь импульсов, выход которого соединен с входом селектора импульсов и с первым неподвижным контактом первого пере- ключателя, подвижный контакт которого подключен к первому входу адресного счетчика, разрядные выходы которого через дешифратор соединены с первыми входами и элементов И, выходы которых подключены к входам соответствуяцих и счетчиков импульсон, второй вход адресногр счетчикасоединен с подвижным контактом второго переключателя, первый неподвижный контакт которого подключен к выходу элемента задержки, вход которого соединен с (и+1) счетчиком импульсов, первым входом (и+1)-го элемента И и первым неподвижным кон- тактом третьего переключателя, подвижный контакт которого подключен к вторым входам элементов И, а второй неподвижный контакт третьего переключателя соединен с первым неподвижным контактом первого переключателя, второй неподвижный контакт которого подключен к выходу элемента ИЛИ, первый вход которого соединен 5 с выходом (и+1)-го элемента ИЛИ, а второй вход - со вторым входом (и+1)-го элемента И и выходом триггера, первый вход которого соеди. нен с выходом селектора импульсов 20 и входом (и+27-го счетчика импульсов, второй вход триггера соединен с выходом адресного счетчика и вторыгл неподвижным контактом второго переключателя, оно содержит допол нительный переключатель и блок пересчета, первый вход которого соединен с генератором импульсов и с первым неподвижным контактом дополнительного переключателя, подвижный контакт которого подключен к входу зле" мента задержки, а второй неподвижный контакт дополнительного переключателя соединен с выходом блока пересчета, второй вход которого подключен к формирователю импульсов.На Фиг. 1 приведена структурная схема устройства; на Фиг. 2 " диаграммы работы блока пересчета.Устройство содержит Формирователь 1 (прямоугольных) импульсов, адрес О ный счетчик 2, дешифратор .3 на и выходов, и элементов И 4 -4, и счетчиков импульсов 5 -5 г генератор 6 импульсов, элемент 7 задержки, и+1 счетчик 8 импульсов, селектор 9 45 импульсов, триггер 10 с раздельным запуском, (и+1)-й элемент И 11 элемент ИЛИ 12, (и+2)-й счетчик 13 импульсов, три переключателя 14 (индексами 15-23 обозначены контакты переключателей), блок 24 пересчета, дополнительный переключатель 25 (индексами 26-28 обозначены контакты переключателя 25).Принцип работы устройства заключается в следующем. Два положения переключателей 14 и 25 соответствуют измерениям следующих характеристик случайного импульсного потока:1. Распределение числа событий в Фиксированных интервалах време- бО ни ь.с (переключатели 14 в положении 15-17, 18-20, 21-23, переключатель 25 н положении 27-28);5. Дисперсия и Функция корреляции числа событий в фиксированных ., 65 интервалах времени г (переключатели 14 в положении 17-17, 19-20, 22-23, переключатель 25 в положении 27-28);Й Распределение числа событий в пакетах событий в интервалах времени ьги (переключатели 14 в положении 15-17, 18-20, 21,-23, переключатель 25 н положении 26-28);й . Дисперсия и Функция корреляции числа событий н пакетах событий в интервалах времени й г.гг (переключатели "14 в положении 16-17, 18-20, 21-23,переключатель 25 н положении 26-28);В перном режиме попарно соединены следующие контакты переключателя 14-15-17, 18-20, 21-23 и контакты переключателя 25-27-28. При этом исследуемый сигнал поступает на вход Формирователя прямоугольных импульсов 1, который Формирует прямоуголь-, ные импульсы равной амплитуды и длительности в моменты наступления событий. Импульсы с выхода Формирователя прямоугольных импульсов 1 подаются на первый счетный вход адресного счетчика 2. Число, зафиксированное в адресном счетчике 2, соответствующее числу поступивших импульсов, параллельным кодом подается на и выходной дешиФратор 3, и определяет появление напряжения на соответствующем данному числу -м выходе дешифратора, и - выходов дешифратора 3 соединены со вторыми входами и - элементов И 4 -4 г и напряжение на -м выходе Оешифратора 3 служит разрешающим для. -го элемента И. На первые входы элементов И 4 -4 И поступают короткие импульсы (считывания) с генератора 6 импульсов, период следонания которых равен в данном случае длительно-ти Фиксированных интервалов с. Эти же импульсы, ио задержанные элементом 7 задержки (импульсы сброса) поступают на второй, сбросовый вход адресного счетчика 2. Импульс считывания проходит нб вход "го элемента И, поскольку только на него подано разрешающее напряжение. Выходы и элементов И 4 -4 и соединены со входами счетчиков импульсан 5 -5 г, и импульс с выхода -го элемента И поступает соответственно на вход 1-го счетчика импульсон, По окончании регистрации импульс сброса приводит адресный счетчик 2 в исходное состояние. Таким образом, происходит регистрация каждого интернала времени ай соответственно числу событий, наступивших за этот интервал, в одном Йз и счетчиков импульсов 5 -5.По окончании измерений счетчик -го канала показывает число и , а (и+1)-й счетчик 8 импульсов общее число интервала ,-н.( ц ( ВК) . нй,.-якЬ 2 н-мкВ третьем режиме работы попарносоединены следующие .контакты переОценка распределения числа импульсов в интервале определяется из .выраженияР с(.,йдд.=, 11 И5 где Й дс - число импульсов в иксифрованном интервале дс;д с;, - интервал значений Мдс регистрируемых 1-м счетчиком импульсов,10Во втором режиме измерений попарно замкнуты контакты переключателей16-17, 19-20, 22-23, 27-28. При этомвыход формирователя прямоугольныхимпульсов 1 соединен со входом селектора импульсов 9 и с первыми входами и элементов 4 -4 п. Селектор импульсов 9 пропускает каждый К-тыйвходной импульс, Таким образом, происходит отбор произвольных событий,К-ый импульс, прошедший на выход се Олектора импульсов 9, поступает напервый вход триггера с раздельнымзапуском 10 и запускает его.Сигнал с выхода триггера 10 черезэлемент ИЛИ 12 и переключатель по- р 5ступает на вход адресного счетчика2 и записывает В нем число "1", приэтом на первом выходе дешифратора3 появляется разрешающее напряжение,подающееся на первый из и элементовИ 44 . При этом импульсы с выходаФормирователя 1 импульсов начинаютпоступать на вход первого из и счетчиков импульсов 5,Одновременно сигнал с Выхода триггера 10 поступает на первый вход(и+1)-го элемента И 11 и разрешаетпрохождение импульсов с генератораб, которые подаются на второй входэлемента И 11. Импульсы с генератора 6 проходят на выход элемейта И . 4 О11 и далее через элемент ИЛИ 12 - напервый вход адресного счетчика 2.Первый импульс с генератора 6 запи.ет В адресном счетчике 2 число "2"и соответственно разрешающее напряжение появится на втором выходе ВВыходного дешифратора 3. При этомимпульсы с Выхода Формирователя 1прямоугольных импульсов 1 начинаютпоступать через второй из о элементов И на вход второго из и счетчиков импульсов. И так далее и- импульс генератора б, поступивший навход адресного счетчика 2, разрешает прохождение импульсов с выходаФормнрователя 1 на вход В-го счетчика импульсов 5, В момент поступленияи-го импульса на Вход адресногосчетчика 2, с дополнительного выхода адресного счетчика 2 подаетсяимпульс на второй вход триггера 10 Щс раздельным запуском и через переключатель на второй сбросовый входадресного счетчика 2 и переводит ихв исходные состояния. При этом прекращается поступление импульсов на вход адресного счетчика 2. Этот цикл будет повторяться с поступлением каждого К-го импульса с выхода Формирователя 1.При этом число циклов Фиксирует счетчик импульсов 13, а общее число импульсов с генератора б, т.е. общее число Фиксированных интервалов ъс за время измерений,. счетчик 8 импульсов.Таким образом, первый из п.счет" чиков импульсов Фиксирует общее число событий, наступивших в интерва" лах времени от произвольно выбранных событий до концов интервалов дс содержащих эти события, т,е. в интервалах времени 1 Среднее значение числа событий в интервале времени ( определяется по показаниям счетчиков импульсов 5 и 13: где Ь- показание счетчика импульсов, 54М - показание счетчика импульссв 13.(+1)-й счетчик импульсов (1=1, 2, 3 и) Фиксирует общее число событий, поступивших в -ых интервалах времени дс, следующих за интерваламн, содержащими произвольно Выбранные с:бытия, т.е. в интервалах Времени дс , Среднее значение числа событий в интервале времени определяется по показаниям счетчиков импульсов 5+ и 13:Общее число событий за Время измерений - МК,где М - показание счетчика 13 имПУЛЬСОВ;К - коэффициент отбора селектора 9 импульсов. Общее число Фиксированных ичтервалов за время измерений - Н (пока" зание счетчика импульсов 8),Таким образом, среднее значение числа событий В Фиксированных интервалах Времени дсМКИМ,=по окончании измерений по показаниям Всех счетчиков определяются дисперсии и коэффициенты корреляции для сдвигов )=1 2, , Впо Формуламключателей 14 и 25, 15-17, 18-20, 21-23, 26"28, При этом импульсы с выхода генератора импульсов б подаются на первый вход блока 24 пересчета имеющего коэффициент пересчета а, т.е. на выходе блока 24 проходит каждый в"й импульс генератора б. Частота генератора б импульсов выбираЕтся таким образом, чтобы выполнялось соотношениеТ Юфанугде Т - период следования импульсовгенератора 6;в - коэффициент пересчета блока24 пересчета;Г - критерий пакетообразования,т.е. минимальный интервалмежду соседними событиями,при котором эти события относятсяфв разные пакеты событиИ.На второй вход блока 24 подаютсяимпульсы с выхода Формирователя 1,служащие в данном случае сбросовыми,т.е. с наступлением кажДого событияблока 24 пересчета переводится в положение фО" и счет импульсов, посту,пающих с генератора б начинаетсясначала. Таким образом, на выходе24 появится импульс лишь в том случае, если пауза между соседними событиями превысит интервал Ю . НаФиг. 2 представлены диаграммы работыблока пересчета. Импульсы с выходаблока 24 пересчета образуют после,довательность временных интерваловс таким образом, что каждому интервалу ьг соответствует пакет событий. В этом режиме работы последо-вательность интервалов де заменяетпоследовательность интервалов ас,В остальном измерение распределениячисла событий в интервалах временине отличается от измерения попрограмме 1 (распределения числасобытий в фиксированных интервалахвремени дс).В четвертом режиме работы попарно соединены следующие контактыПереключателей 14 и 25, 16-,17, 1920, 22"23, 26-28При этом устройство выполняет следующие функции:Формирование интервалов времени, которым соответствуют пакеты событий,описанное в программеи измерение,описанное в программе й . Такимобразом, в результате измерений, внесенных в известное устройство, появляется воэможность проводить пакетный анализ, в том числе труднодоступный корреляционный анализ. Пакетный анализ необходим при исследовании случайных импульсных потоков,имеющих тенденцию к группированиюсобытий, формула изобретения Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Курочкин С.С. Многомерные статические анализаторы, М., "Атомиздат", 1968, с. 276. 2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2561927/18-24,кл. С Об Г 15/Зб, 1977 (прототип).бО Устройство для определения характеристик случайных импульсных потоков, содержащее генератор импульсов,формирователь импульсов, выход которого соединен с входом селектораимпульсов и с первым неподвижнымконтактом первого переключателя, подвижный контакт которого подключенк первому входу адресного счетчика,разрядные выходы которого через дешифратор соединены с первыми входами и элементов И, выходы которыхподключены к входам соответствующих. и счетчиков импульсов, второй вход 15 адресного счетчика соединен с подвижным контактом второго переключателя, первый неподвижный контакткоторого подключен к выходу элемента задержки, вход которого соединен 2 О с (и+1) счетчиком импульсов, первым входом (и+1)-го элемента И ипервым неподвижным контактом третьего переключателя, подвижный контакткоторого подключен к вторым входамэлементов И, а второй неподвижныйподключен к вторым входам элементовИ, а второй неподвижный контакттретьего переключателя соединен спервым неподвижным контактом первого переключателя, второй неподвижный контакт которого подключен к выходу элемента ИЛИ, первый .вход которого соединен с выходом (о+1)-гоэлемента ИЛИ, а второй вход - совторым входом (о+1)-го элемента И и Я выходом триггера, первый вход котоЬго соединен с выходом селектораимпульсов и входом (л+2)-го счетчика импульсов, второй вход триггерасоединен с выходом адресного счет чика и вторым неподвижным контактом второго переключателя, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюрасширения области применения, оносодержит дополнительный переключатель и блок пересчета, первый входкоторого соединен с генератором импульсов и с первым неподвижным юонтактом дополнительного переключателя, подвижный контакт которого подключен к входу элемента задержки, авторой неподвижный контакт дополнительного переключателя соединен свыходом блока пересчета, второйвход которого подключен к формирователю импульсов.55773627 Вход Выхо Составитель Э.СечинаРедактор Г.Волков Техред А.Ач Корректор Н.С ПодписноСР а д. 4/ Филиал ППП "Патент Ужгород, ул. Проектная 7506/62 Ти ВНИИПИ Государ по делам иэо 113035, Москваж 751венногоетений иЖ, Ра омитета открытийушская на