Статистический анализатор

(22) Заявлено 20. 05. 80 (21) 2926507/18-2 ттс присоединением заявки .%(51)М. Кл. О 06 0 7/52 Государстеенный комитет по делан изобретений и открытийСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗАТО овышение на Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники и может быть использовано для анализа экстремальных знаЧенийслучайных процессов, в частности приисследовании процессов нагружения5металлоконструкций и механизмов вмашиностроении, когда необходимознать не только распределение максимумов и минимумов нагрузки, но итораспределение экстремальных пар максимум-минимум (максимум и последовавший за ним минимум).Известен статистический анализатор,содержащий сравнивающее устройство,реверсивный счетчик, преобразователькод-аналог, две группы схем совпадения, две группы линий задержки, ждущие мультивибраторы, канальные схемы совпадения, счетно-индикаторныеприборы 1),Данное устройство позволяет получать распределение максимумов и минимумов, однако, оно не строит распределение экстремальных пар максимумминимум. Кроме того, к недостаткамданного устройства можно отнести егосложность и низкое быстродействие.Наиболее близким к предлагаемомупо техническому решению являетсяустройство для получения полусумми полуразностей экстремальных значений случайного процесса, котороесодержит пороговые устройства, дифФеренцирующие усилители, два элемен-:та ИЛИ, две линии задержки, управляющий триггер, две группы канальныхэлементов И, группу межканальныхэлементов ИЛИ, группу триггеров, элемент ИЛИ, дешифратор, блок счетчиков.Устройство позволяет получить распределение экстремальных пар максимумминимум 2,Однако устройство отличаетсясложностью, низкими надежностью ибыстродействием,Цель изобретения - идежности анализатора за счет упроще 3 89845ния устройства и повышение быстродействия.Поставленная цель достигаетсятем, что в статистический анализатор,содержащий группу параллельно подклю 3ченных ко входу анализатора элементов сравнения, выход каждого из которых соединен со входом двух формирователей импульсов, выходы нечетныхформирователей импульсов подключены 1 всоответственно ко входам первого элемента ИЛИ, а выходы четных форми-, , рователей импульсов - ко входам второго элемента ИЛИ, выход первого элемента ИЛИ соединен со входом первого 1 элемента задержки, а выход второгоэлемента ИЛИ - со входом второго эле мента задержки, дешифратор, выходы которого подключены соответственно ковходам блока счетчиков, и триггер,введены регистр и реверсивный счетчик,причем вход суммирования реверсивногосчетчика подключен к выходу первогоэлемента задержки, а вход вычитанияк выходу второго элемента задержки, двыходы реверсивного счетчика соединены соответственно с входами первойгруппы дешифратора и информационньмивходами регистра, выходы которогоподключены соответственно к входамвторой группы дешифратора, входы триггера соединены с выходами элементов ИЛИ, первый выход триггера подключен ко входу управления перезаписью регистра, а второй выход триггера соединен с управляющим входомдешифратора.На чертеже приведена структурнаяэлектрическая схема статистическогоанализатора.Статистический анализатор содержит группу из элементов 1-1сравнения (и - число уровней квантования), группу из формирователей 2-2импульсов, два элемента ИЛИ 3 и43триггер 4, два элемента задержки ри 5, реверсивный с четчи к 6, ре гистр 7, дешифратор 8, блок 9 счетчиков.Анализатор работает следующим ;образом.Исследуемый процесс подается на0 первые входы элементов сравнения, на вторые входы которых подключены эталонные напряжения (на чертеже не показаны), соответствующие уровням квантования О -Ц , При измененииЧвходного сигнала он пересекает уровни квантования, в результате чего на выходах элементов сравнения появляются перепады напряжения (при увеличении сигнала - положительный, апри уменьшении - отрицательный),По положительным перепадам формируются импульсы нечетными формирователями 2, , 2 , а по отрицательным -1четными формирователями 2, ,2,. Таким образом, при увеличении вход" ного сигнала поступают импульсы с нечетных формирователей, а при уменьшении - с четных. Поэтому при изменении входного сигнала элементами сравне" нияи формирователями 2 вырабатыва-, ются импульсы двух последовательностей, первая из которых соответствует возрастанию сигналов, а вторая - убыванию, причем число имгульсов в каждой последовательности равно числу уровней, которые пересек сигнал. При наличии экстремума исследуемого процесса первую последовательность сменяет вторая(максимум) и наоборот (минимум), а первый импульс новой последовательности является признаком экстремума, При. подсчитывании импульсов последовательностей таким образом, что импульсы первой - складываются, а импульсы второй - вычита- " ются, получается двоичный код номера текущего уровня, на котором в данный момент находится сигнал. Выходы нечетных формирователей 2 подключены на входы элемента ИЛИ 31, а выходы четных формирователей 2 - на входы элемента.ИЛИ 3. При увеличении входного сигнала с выхода нечетных Формирователей 2, 2 2 через элемент ИЛИ 3 , поступают импульсы первой последовательности на нулевой вход триггера 4 и через элемент задержки 5- на вход суммирования реверсивного счетчика б, а при уменьшении входного сигнала с выходов четных формирователей 2 , 2через элемент ИЛИ 3 поступают импульсы второй последовательности на единичный вход триггера 4 и через элемент задержки 5 - на вход вычитания реверсивного счетчика 6. При этом в реверсивном счетчике 6 формируется код номера текущего уровня. Триггер 4 перед началом работы устанавливается в нулевое состояние, нули записываются также в реверсивный счетчик 6 и регистр 7. Первый импульс каждой последовательности, который является признаком экстремума, поступает на соответствующий вход триггера 4 и изменяет его состояние напротивоположное. При этом с соответствующего импульсного выхода триггера 4 будет поступать импульс. Всепоследующие импульсы данной последо.вательности состояние триггера 4 неизменяют. При увеличении входногосигнала импульсы первой последовательности поступают через элемент 5задержки, на вход суммирования реверсивного счетчика 6. Первый импульсэтой, последовательности, поступаяна нулевой вход триггера 4, не изменяет его состояния, так как триггер 4 перед началом работы установлен в нулевое состояние. При уменьшении сигнала (максимум на -ом уровне,так как на вход суммирования реверсивного счетчика поступилоимпульсов первой последовательности, котоые сложились в реверсивном счетчике)начинают поступать импульсы второйпоследовательности. Первый импульсэтой последовательности, который является признаком максимума, устанавливает триггер 4 в единичное состояние. С единичного выхода триггерапоступает импульс на управляющий входрегистра 7, который разрешаетперезапись в регистр 7 с реверсивного счетчика б кода номера -го уровня (код уровня - двоичный код числа), на котором произошел максимум,через время Тс первый импульс вто"рой последовательности поступит навход вычитания реверсивного счетчика 6. Элемент 5 задержки обеспечиваезадержку поступления первого импульса второй последовательности на входвычитания реверсивного счетчика б навремя, необходимое для перезаписикода номера уровня ( на котором произошел максимум), полученного в реверсивном счетчике 6 после суммирования импульсов первой последовательности, с реверсивного счетчика б врегистр 7. При последующем увеличении сигнала ( минимум на )"ом уров"не, =-а, где а - число импульсоввторой последовательности, поступивших на вход вычитания реверсивногосчетчика 6) начинают поступать импульсы первой последовательности. Первыйимпульс этой последовательности, который является признаком минимума,устанавливает триггер 4 в нулевоесостояние. С импульсного выходатриггера 4 поступает импульс на управляющий вход дешифратора 8. ЭтотИспользование изобретения позволяет упростить статистический анализатор и в результате этого повысить его надежность. Кроме того, анализатор имеет большее быстродействие по сравнению с известным, так как процесс преобразования идет с частотой исследуемого процесса и быстродействие анализатора определяется только,быстродействием элемента сравненияи реверсивного счетчика. 3 фо 3 эо 25 зо зз тао 43 импульс записывается в соответствующий счетчик блока 9 счетчиков походу, который подается на соответствующие входы дешифратора 8 с реверсивного счетчика 6 (в котором в данный момент хранится )- код номерауровня, на котором произошел минимум) и регистра 7. В этом счетцикехранится информация о числе зарегист.рированных экстремальных пар макси"мум-минимум с максимумом на 1-омуровне и минимумом на-ом уровне,Через время Т, первый импульс первойпоследовательности поступает на входсуммирования реверсивного счетчика 6Элемент 5 задержки обеспечивает задержку поступления первого импульсапервой последовательности на входреверсивного счетчика 6 на время,необходимое для записи импульса свыхода триггера 4 в соответствующийсчетчик блока 9 счетчиков. В блоке 9счетчиков содержится и групп счетчи 1 ков по числу уровней квантования,число счетчиков внутри групп равнономеру уровня, к которому относитсяданная группа, В К-ом счетчике данной группы хранится информация о количестве зарегистрированных. экстремальных пар с максимумом на данномуровне и минимумом на К-ом уровне.Например, в 5-ом счетчике 7-й группыхранится информация о количествеэкстремальных пар с максимумом на7-ом уровне и минимумом на 5-ом. уров-не. При суммировании содержимого всехсчетчиков отдельно по группам получа,ется распределение максимумов случайного процесса по уровням. Суммасодержимого всех счетчиков дает общее число зарегистрированных экстремумов. Таким образом, в результатеработы статистического, анализаторабудет получена информация о распределении отдельно максимумов, минимумов и экстремальных пар исследуемого случайного процесса.898157 Формула изобретения Статистицеский анализатор, содержащий группу подключенных ко входу анализатора элементов сравнения, выход каждого из которых соединен со входом двух формирователей импульсов, выходы нечетных формирователей импульсов подключены соответственно ко входам первого элемента ИЛИ, а вы ходы четных формирователей импульсовко входам второго элемета ИЛИ, выход первого элемента ИЛИ соединен со входом первого элемента задержки, а выход второго элемента ИЛИ - со вхо дом второго элемента задержки, дешифратор, выходы которого подключены соответственно ко входам блока счетчиков, и триггер, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повыше- рр ния надежности анализатора за счет упрощения и повышения быстродействия, он содержит регистр и реверсивный счетчик, причем вход суммирования реверсивного счетчика подключен к выходу первого элемента задержки,а вход вычитания - к выходу второгоэлемента задержки, выходы реверсивного счетчика соединены соответственно с входами первой группы дешифратора и информационными входами регистра, выходы которого подключенысоответственно к входам второй группы дешифратора, входы триггера соединены с выходами элементов ИЛИ, первый выход триггера подключен ко входу управления перезаписью регистра,а второй выход триггера соединен суправляющим входом дешифратора,1 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свитедельство СССР1 Р 328 Й 76, кл. 0 06 С 7/52, 19702, Авторское свидетельство СССРТ 332172, кл. О 06 О 7/52, 1972898457 Составитель В.Фукал Техред М. Надь Ко тор В.Бобко ктор М. Демч Зак Патент", г,ужгород, ул.Проектна или 1952/67 Тираж 731 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5