Статистический анализатор

,1144120 Р 5/ ЕТ СССР ОТНРЫТИ РЕТЕНИ ВТОРСНОМ ЕТЕЛЬСТВ жит регист точник ния, он соопорного нблок управлвторой элеределения фблок сравн яже яемых н унк ния ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИ ОПИСАНИ(56) 1. Мирский Г.Я. Аппаратурноеопределение характеристик случайныхпроцессов, М "Энергия", 1972,с. 330.2. Авторское свидетельство СССРВ 586461, кл. С 06 Р 15/36, 1976(прототип),3. Авторское свидетельство СССРУ 877561, кл. С 06 Г 15/36, 1980,(54)(57) СТАТИСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗАТОР,содержащий аналого-цифровой преобразователь, вход которого являетсявходом анализатора, а выход анало-.го-цифрового преобразователя черездешифратор подключен к первому входу блока элементов И,выход которого соединен с входом блока регистрации, второй вход блока элементов И соединен с выходом первогоэлемента задержки вход которогообъединен с входом счетчика объемавыборок, с тактовым входом аналогоцифрового преобразователя и подключен к выходу элемента И, первыйвход которого соединен с выходомгенератора тактовых импульсов,отличающийся тем, что,с целью повьппения точности измереия, коммутатор, делителей, триггер адержки, блок опинтенсивности и эталоном, состоящии из схем сравнения и элементапамяти, выходы которого подключенысоответственно к первым входамсхем сравнения, вторые входы которых объединены и подключены к группе выходов блока определения функции интенсивности, вход которогоявляется входом анализатора, выходблока определения функции интенсивности непосредственно соединенс управляющими входами схем сравнения и через второй элемент задержки - с единичным входом триггера, выход которого подключен к вто-,рому входу элемента И, нулевой входтриггера соединен с выходом счетчи"ка объема выборок, выходы схемсравнения подключены соответственнок входам регистра, выходы которогосоединены с группой входов блокарегистрации и через коммутатор - синформационными входами блока управляемых делителей, потенциальныйвход которого соединен с выходом источника опорного напряжения, выходыблока управляемых делителей подключены к входам установки уровнейквантования аналого-цифрового преобразователя, 1 1144Изобретение относится к статистическому анализу и может быть использовано в информационно-измерительных системах оперативноц переработки информации при создании измери 5тельно-вычислительньгх комплексов дляпроведения вибрационных испытанийдинамических объектов, для обработкив системах проводной и радиотелеметрии с аналоговым представлениемсигналов, а также в ряде других областей информационно-измерительной нконтрольной техники.Известен статистический анализатор, содержащий аналого-циФровойпреобразователь, цифровой дискриминатор, схему изменения уровня анализа,матричный коммутатор, генераторимпульсов выборок, схему, задающуючисло выборок, схемы совпадения,счетчики И .Наиболее близким к предлагаемому является многоканальное устройство для анализа распределенийстационарных случайных процессов,которое содержит аналого-циФровойпреобразователь, коммутатор, дешифратор, схемы совпадения, счетчики,блок управления 21.В указанных устройствах, работающих по методу дискретных выборок,осуществляется равномерное квантование исследуемых сигналов по уровню. В результате для законов распределения, отличных от равномерного, значение искомой функции вразличных каналах получается с различной точностью, Например, приравномерном квантовании нормальнораспределенного процесса крайниеканалы, ввиду малости значенийсамой функции в них, представленысущественно меньшим числом выборок,чем средние, следовательно погрешность определения искомой функции в крайних каналах наибольшая.При измерении характеристик процессов, распределенных по законам,близким к арксинусоидальному, наибольшая погрешность имеет место всредних каналах. И только в случаеравномерного закона распределенияпогрешность определения искомойфункции также распределена равномерно.Дель изобретения - повышение точности измерения,Поставленная цель достигаетсятем, что статистический аналнза 12 О 3тор, с.оцпржпщпп вви -спМрсвой преобразоватеп-., вхоц кс 1 торогс 1 является входом анализатора, а вь 1- ход аналого-цифрового преобразователя через дешифратор подключен к первому входу блока элементов И, выход которого соединен с входом блока регистрации, второй вход блока элементов И соединен с выхо дом первого элемента задержки, вход которого объединен с входом счетчика объема выборок, с тактовым входом аналого-цифрового преобразователя и подключен к выходу элемента И, первый вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, введены регистр, источник опорного напряжения, коммутатор, блок управляемых делителей, триггер, второй элемент задержки, блок определения функции интенсивности и блок сравнения с эталоном, состоящий иэ схем сравнения и элемента памяти, выходы которого подключены соответственно к первым входам схем сравнения,вторые входы которых объединены и подключены к группе выходов блока определения функции интенсивностис вход которого является входом анализатора, выход блока определения фуцкциинепосредственно соединен с управляющими входами схем сравнения и через второй элемент задержки - с единичным входом триггера, выход которого подключен к второму входу элемента И, нулевой вход триггера соединен с выходом счетчика объема выборок, выходы схем сравнения подключены соответственно к входам регистра, выходы которого соединены с группой входов блока регистрации и через коммутатор - с информационными входами блока управляемых делителей, потенциальный вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения, выходы блока управляемых делителей подключены к входам установки уровней квантования аналого-цифрового преобразователя. На Фиг.1 показана структурная схема предлагаемого устройства, на фиг,2 - графики его работы.Для достижения поставпенной цели предлагается осуществлять неравномерное квантование процесса по уровню таким обра о;1,чтобы кяж д,н кэс ю э эсс;( т; ссэ 1 сфэерю Пээээкосэм ссс сФЭс,т.е,Эосуществзэять равною рсятное квантование (фнг. 2 а) . .Этс реали:эуетс:япутем использования адаптивно-нерестраиваемого по уровням аналогоцифрового преобразователя (АЦП)в зависимости от вида исследуемойфункции распределения. Алгоритмработы устройства сводится к следующему: в начале измерения грубооценивается функция распределения,классифицируется (относится кнаиболее близкому виду), затем соответственно настраиваются уровниАЦП и осуществляется измерениеискомой функции в полном объемес равномерно распределенной подиапазону погрешностью,Для грубой оценки вида исследуемого закона предлагается измерятьфункциюинтенсивности процессаМ(Х)1-Р(Х)где э(Х) и Р(Х) - соответственноплотность и функция распределения в наиболее характерной точке.Такой характерной точкой, в которой существенно различаются значения функций интенсивности многих процессов, является точка Х=1,3 о.Вход аналого-цифрового преобразователя 1 является входом анализатора, выходы аналого-цифрового преобразователя через дешифратор 2 и блок 3 элементов И подключены к блоку 4 регистрации, Выход генератора 5 тактовых импульсов соединен с входом элемента И 6, который своим выходом подключен непосредственно к тактовому входу аналого-цифрового преобразователя и счетчику 7 объема выборок, а через первый элемент 8 задержки - к управляющему входу блока элементов И. Вход блока 9 определения функции интенсивности объединен с входом аналого-цифрового преобразователя, а его информационные выходы соединены с одними информационными входами схем 1 с сравнения блока 11 сравнения с эталоном, в состав которого также входит элемент 12 памяти.Управляющий вход схем сравнения подключен к управляющему выходу блока определения функции интенсивности, 11441 2 сЭ а выходы соединены с входами регистра 13. Выходы последнего подключены к блоку регистрацээи и через коммутатор 4 - к информационным входам блока 15 управляемыхделителей, потенциальный вход которого соединен с источником 1 бопорного напряжения, а выходы подключены к входам установки уровнейквантования аналого-циФрового преобразователя. Управляющий выходблока определения функции интенсивности через второй элемент 17задержки соединен с единичным входом триггера 18, нулевой вход которого подключен к выходу счетчикаобъема выборок, а выход подсоединен к элементу И. Выходы элементапамяти соединены с другими информационными входами схем сравнения1 О 15. 20 Устройство функционирует следующим образом.Напряжение исследуемого процесса Х(С) одновременно поступает нааналого-цифровой преобразователь 1и блок 9 определения функции интенсивности. Последний представляетсобой известное устройство 3 .Через интервал времени, необходимый 30 для измерения значения функции интенсивности /м(Х) в точке Х =1,36 с на информационных выходахблока 9 появляется код 1,с, соответствующий измеренному значению 35 Эээ(Х), который поступает на однигруппы входов схем 1 О сравненияблока 11 сравнения с эталоном. Помимо схем сравнения в состав блокасравнения с эталоном входит эле мент 12 памяти, в ячейках которогопостоянно хранятся значения функций интенсивности для различныхзаконов распределения. Причем. для каждого (-го) вида закона 45 распределения в элементе памяти,который представляет собой постоянное запоминающее устройство,хранятся два значения: нижнее Ьээээ,ли верхнее 1.спэсопределяющие зону 50, допуска. Таким образом, после измерения блоком 9 значения функцииинтенсивности на входах схем сравнения блока сравнения с эталономдействуют: с одной стороны код из меренного значения Ес с другой -набор кодов допусков ЬсЬэ, . В момент окончания и:эмс рения значения функции интенснээнос -ти блок 9 по управляющему выходу (выход переполнения счетчика 6 в известном устройстве 31) вырабатывает импульс, который является сигналом, опрашивающим все схемы сравнения. В результате на выходе блока сравнения с эталоном появляется сигнал по 1-й шине (срабатывает х-я схема сравнения) при выполнении условияЭтим выходным сигналом устанавливается в единичное состояние соответствующая д-я ячейка регистра 13, Кодом, снимаемым с выходов регистра, обеспечивается замыкание д-й группы ключей коммутатора 14, При этом от источника 16 опорных напряжений с помощью -й цепочки резисторов блока 15 управляемых делителей напряжения (включение этой группы резисторов обеспечено соответствующей группой ключей) формируется сетка напряжений(уровней квантования) (фиг.2 Х). Сформированные напряжения уровней квантования поступают на АЦП, который в данном случае должен быть построен по параллельной структуре. Таким образом, осуществляется предварительная классификация вида исследуемогО закона распределения и приспособление устройства путем, соответствующей настройки уровней АЦП. Дальнейшая работа устройства осуществляется следующим образом.Импульсом, снимаемым с управляю- щего выхода блока 9 определения функции Интенсивности, прошедшем через элемент 17 задержки (задержка длительностью , необходима для того, чтобы в цепи блок сравнения с эталоном, регистр, коммутатор, блок управляемых делителей закончились переходные процессы),триггер 18 устанавливавтся в единичное состояние. При этом открывается элемент И 6, обеспечивая прохождение тактовых импульсов с генератора 5 тактовых импульсов на АЦП. Генератор вырабатывает импульсы с периодом следования Т = 1/Е, где- частота преобразования АЦП. Следовательно, информация на выходе АЦП обновляется через интерва 5 1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 лы времени Тс. Кодовые значения исследуемого процесса, снимаемые с АЦП, поступают на дешифратор 2, где разделяются по каналам. Те же импульсы генератора 5, задержанные элементом 8 задержки на время Ф, (для установления уровней напряжения на выходах дешифратора), обеспечивают прохождение кодовых значений процесса с дешифратора через блок элементов И 3 и их запись в .блок 4 регистрации. Последний представляет собой многоканальное запоминающее устройство, в каждом канале которого накапливается информация о значениях искомой плотности распределения. Кроме того, с выходов регистра 13 в блок регистрации вводится код, характеризующий закон распределения уровней квантования АЦП (информация о ширине дифференциальных коридоров анализатора, сформированных на первом этапе измерения). Одновременно импульсы генератора 5 поступают на счетчик 7 объема выборок. После набора устройством заданного объема выборок Н импульсов переполнения счетчика 7 триггер 18 возвращается в нулевое состояние, закрывая эле" мент И 6. В результате импульсы генератора не поступают на АЦП и анализ на этом заканчивается. Чтобы осуществить повторное измерение, устройства необходимо привести в исходное состояние, для чего блок 9 определения функции интенсивности, регистр 13, блок 4 регистрации, счетчик 7 объема выборок обнуляются, а триггер 18 должен находиться в нулевом состоянии. Цепи установки исходного состояния условно не показаны.Таким образом, в .результате одного цикла измерения в блоке регистрации осуществляется накопление информации об исследуемой плотности распределения. Использование предварительной адаптации к виду искомой функции распределения позволяет обеспечить измерение ее значений во всех каналах с одинаковой точностью и тем самым повысить точность измерения в каналах, где значения самой функции распределения малы.Тираж 710 НИИПИ Государственног по делам изобретений 35, Москва, Ж, Рау Подписноекомитета СССРоткрытийкая наб., д. 4/5