Анализатор случайных процессов

)4006 Р 15 3 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР Е ИЗОБРЕП-:НИ ОП У СВИДЕТЕЛЬСТВУ ВТОРС 24-24 возБюл, У 15ску, О,Н.Тесл(57) Изобретение пр статистического анцессов и может .быт УЧАИНЫХ еднаэна РОЦЕССО ено длячайных прзовано в ум л з испо и 2 частоты первогокоторого тель 7 о о едине нулевым вх Изобретение предназначено длястатистического анализа случайных процессов и может быть использовано всистемах обработки информации,Целью изобретения является расшиение функциональных возможностей зачет формирования признака стацио-рности случайного процесса,На чертеже представлена блок-схема анализатора,Информационный вход аналого-цифового преобразователяявляетсяходом анализатора, а управляющийход соединен с первым выходом генеатора 2 тактовых импульсов, второйыход которого через первый переклюающий контакт 3-пакетного переклюателя 3 соединен с информационнымходом первого временного селекторавыход которого через делитель 5 входом п вход равходом разреш я второго временного селектора 8 и подключен к единичному выходу первого триггера 6,цифрового преобраэова-, ен к информационному входу второго временного селектора 8, выход которого соединен со счетным входом первого счетчика 9 и с информационными входами первого и второго блоков 10 и 11 памяти, выходы которых подключены соответственно к первому и второму информационным входам первого блока 12 сравне выходы "Больше" и Меньше" кот о на Выход аналоготеля 1 подключ ниярог(56) Мирскийизмерения,с,427.Авторское1137480, кл системах обработки информации с можностью формирования признака стационарности случайного процесс Целью изобретения является расшир функциональных возможностей эа сч формирования признака стационарно ти случайного процесса. Устройств содержит аналого-цифровой преобра ватель, генератор импульсов опрос пакетный переключатель, два време ных селектора, делитель частоты, триггера, кнопочный переключатель четыре счетчика, два блока памяти пять блоков сравнения, реверсив счетчик, три регистра исла, пять элементов И, два элемента ИЛИ и с иггера 6, единичныи вход ерез кнопочный переключаединен с информационным вого временного селекторазрешения которого объединенсоединены соответственно с суммирующим и вычитающим входами реверсивного счетчика 13, выход которого соединен с первым информационным входом второго блока 14 сравнения, с первым информационным входом третьего блока 15 сравнения, второй информационный вход которого соединен с выходом первого регистра 16 числа, а выход подключен к первому входу первого элемент а И 17, выход которого я вля ет ся выходом анализатора, а второй вход соединен с выходом второго блока 14 сравнения, второй информационный вход 15 которого соединен с выходом второго регистра 18 числа, а управляющий вход объединен с управляющим входом третьего блока 15 сравнения и подключен к выходу второго элемента И 19, первый вход которого соединен с нулевым выходом второго триггера 20, единичный выход которого подключен к первому входу тр ет ье го эл е мент а И 2 1, вт орой вход которого объединен с вторым 25 входом второго элемента . И 19 и подключен к второму выходу первого переключающего контакта 3-1 пакетного переключателя 3. Первый выход генератора 2 тактовых импульсов соединен с первым входом четвертого элемента И 22, второй вход которого подключен к единичному выходу первого триггера б, а выход соединен соответственно с входами разрешения записи первого и второго блоков 10 и 11 па 35 мяти и со счетньм входом второго счетчика 23, выход которого через второй переключающий контакт 3-2 пакетного переключателя 3 соединен соответственно с первым входом первого элемента ИЛИ 24 и с первым входом второго элемента ИЛИ 25, выход которого подключен к адресному входу, второго блока 11 памяти, Выход третьего элемента И 21 соединен с входами разрешения сравнения четвертого блока 26 сравнения и пятого блока 27 сравнения и со счетным входом третьего счетчика 28, вход .30приема кода которого подключен к выходу сумматора 29, а выход соединен . соответственно с первым информационным входом четвертого блока 26 сравнения и с вторым входом первого элемента ИЛИ 24, выход которого под 55 ключен к адресному входу первого блока 10 памяти, вход разрешения чтения которого объединенс входом разрешения чтения второго блока 11 памяти, с управляющим входом первого блока 12 сравнения и подключен к выходу пятого элемента И 30, первый вход которого соединен с первым входом четвертого блока 26 сравнения, второй выход которого соединен соответственно с первым входом сумматора 29 исо счетным входом четвертого счетчика 31, выход которого соединен свторым входом сумматора 29, с вторымвходом второго элемента ИЛИ 25 и спервым информационным входом пятогоблока 27 сравнения, второй информационный вход которого соединен свторым информационным входом четвертого блока 26 сравнения и подключенк выходу третьего регистра 32 числа,вход которого сое,цинен с вторым выходом второго переключающего контакта 3-2 пакетного переключателя 3,Информационный вход первого временного селектора 4 через кнопочный переключатель 7 объединен с входамиустановки нуля первого счетчика 9,второго счетчика 23, третьего . счетчика 28, четвертого счетчика 31 и реверсивного счетчика 13, а также сединичным входом второго триггера20, нулевой вход которого подключенк первому выходу пятого блока27 сравнения, второй выход которого соединен с вторым входом пятого элемента И 30, Вположениипакетного переключате"ля 3 анализатор измеряет среднеезначение исследуемого случайногопроцесса и осуществляет накоплениепоступающих измерений в блоках 10 и11 памяти,Работа анализатора по измерениюсреднего значения заключается в следующем,Напряжение реализации х (С) исследуемого случайного процесса Х (С)поступает в аналого-цифровой преобразователь 1. В моменты выборок, задаваемых импульсаж генератора 2тактовых импульсов, напряжение реализации преобразуется в цифровой код.Этот код подводится к информационному входу временного селектора 8,иможет проходить через него в счетчик9 только тогда, когда на его входразрешения подано разрешающее напряжение с триггера 6, что имеет место,если единичный выход триггера нахо5 1дится в единичном состоянии. За Мвыборок (опросов) в счетчике 9 накапливается число, которое дает непосредственную оценку среднего значения исследуемого процесса,Количество выборок Б задается схемой, состоящей иэ временного селектора 4, делителя 5 частоты, триггера6, первого переключающего 3-1 пакетного переключателя 3, кнопочного переключателя 7, До начала измеренийединичный выход триггера 6 может находиться в произвольном состоянии,После нажатия переключателя 7 первыйимпульс опроса с второго выхода ге 1нератора импульсов опроса через пер,вый переключающий контакт 3-1 пакетного переключателя 3 устанавливаетединичный выход триггера 6 в единичное состояние, с этого момента наоба временных селектора 4 и 8 поступает разрешающее напряжение и, следовательноо, создается воз можно ст ьпередачи через временный селектор 8цифрового кода с аналого- цифровогопреобразователя 1 в счетчик 9Этот же импульс, появившийся принажатии переключателя 7, устанавливает в нуль все счетчики 9, 13, 23,28 и 31 анализатора и перебрасываеттриггер 20 в единичное состояние,Таким образом, в этот момент открывается элемент И 21, а элемент И 19закрывается для прохода импульсов,Пока единичный выход триггера 6пребывает в единичном состоянии, импульсы опроса с второго выхода генератора 2 проходят через временнойселектор 4 вделитель 5 частоты, который представляет собой пересчетнуюсхему, После сдачи И импульсов навыходе делителя 5 возникает импульс,переводящий единичный выход триггера6 в положение нуля, В результатеснимается разрешающее напряжение свременных селекторов 4 и 8, и счетимпульсов прекращается.Накопление измеренных значенийисследуемого случайного процесса вблоках 1 О и 11 памяти проходит следующим образом,На информационные входы обоих блоков 11) и 11 подаются коды, которыепроходят через временный селектор 8.Сигнал разрешения записи для блоков10 и 11 формируется элементом И 22,который пропускает импульсы с первого выхода генератора 2 тактовых им 1, еели х.) х,;)Исследуежй случайный процесс является стационарным, если найденная статистика С удовлетворяет условию С; = О, если х;=х; (2)55 -1, если х (х 474678 6пульсов, когда единичный выход триггера 6 находится в единичном состоянии, Эти же импульсы, прошедшие через -элемент И 22, подаются на входсчетчика 23, .Таким образом, в счетчике 23 формируется номер выбранногозначежя исследуемого случайного процесса, Этот номер используется дляадресации информации при записи еев первый и второй блоки 1 О и 11 памяти. Код с выхода счетчика 23 черезвторой переключающий контакт 3-2 пакетного переключателя 3 подаетсяна входы элементов ИЛИ 24 и 25 ипроходит через них без изменений наадресные входы блоков 10 и 11, потому что на другие входы элементовИЛИ 24 и 25 в эти моменты поступаютнулевые коды соответственно со счетчиков 28 и 31,Цикл измерения среднего и запоминания результатов измерений исследуемого случайного процесса в блоках25 10 и 11 памяти заканчивается с выработкой сигнала делителя 5 частоты, Вконце этого цикла в счетчике 23 на-,.капливается число запомненных в бло-,ках 10 и 11 измерений.В момент переключения пакетногопереключателя 3 в положение 1 начинается цикл работы анализатора попроверке накопленных в блоках 10 и11 памяти измерений исследуемого процесса на стационарность, В конце35этого цикла на выходе анализаторапоявляется импульс, если исследуемый случайный процесс определен какстационарный,4 О Для формирования признака стационарности в предлагаемом анализатореиспользуется непараметрическая статистика, суть которой следующая,По реализации случайного, процесса Х (С), содержащей И+1 измеренийх, (=0(1).Б), вычисляется непараметрическая статистикаянС= , .Е С( 1);=о50где величина Свычисляются по фор- мулегде величина Си С задают соответственно нижнюю и верхнюю границы допуска для статистики С, в пределах которого исследуемый случайный профцесс является стационарным,Работа анализатора по формированию признака стационарности заключает ся в сл еду юще м.10При переключении пакетного переключателя в положение 11 происходлт перезапись содержимого счетчика 23 и регистр 32 числа откуда оно по 15 дается на вторые информационные входы блоков 26 и 27 сравнения. Счетчик 28 используется для организации цикла по индексной переменной 1, а счетчик 31 организует цикл 20 по индексной переменной 1, Сумматор 29 служит для записи полученного значения в счетчик 28, где оно используется в качестве начального значения индексной переменной 1, На вход 25 счетчика 28 поступают импульсы, которые пропускает открытый элемент И 21. Значение счетчика 28 индексной переменной 1 подается на первый вход блока 26 сравнения и через. элемент 30 ИЛИ 24 попадает на адресный вход блока 10 памяти. Блок 26 сравнения сравнивает содержимое счетчика 28 с содержимым регистра 32 числа, Если содержимое счетчика 28 не больше содержимого регистра 32 числа, то на первом выходе блока 26 сравнения появляется импульс, который проходит на первый вход элемента И 30, Если содержимое счетчика 28 больше содер жимого регистра 32 числа, то на втором выходе блока 26 появляется им-. пульс, который поступает на вход счетчика 31 и первый вход сумматора 29, Импульс на втором выходе блока 26 увеличивает содержимое счетчика 31 на единицу, разрешает сумматору 29 прибавить к изменившемуся значению счетчика 31 единицу и записать полученное значение в счетчик 28, Содержимое счетчика 31 подается на первый вход блока 27 сравнения, на второй вход сумматора 29 и через первый вход элемента ИЛИ 25 попадает на адресный вход блока 11 памяти. Разрешение на начало сравнения в блоках 26 и 27 сравнения производится импульсом, прошедшим через элемент И 21, Блок 27 сравнения производит сравнение содержимого счетчика 31 с содержимым регистра 32 числ,а, Если содержимое счетчика 31 не меньше содержи мого регистра 32 числа, то на первом выходе блока 2 сравнения появляется импульс, который проходит на нулевой вход триггера 20 и переводит его единичный выход в нулевое состояние. Тем самым закрывается элемент И 21, и открывается элемент И 19 для пропускания импульсов с второго выхода генератора импульсовЕсли содержимое счетчика 31 меньше содержимого регистра 32 числа, то на втором выходе блока 27 сравнения появляется импульс, который подается на второй вход элемента И 30, Импульсы с выхода элемента И 30 обеспечивают считывание значений исследуемого случайного процесса с блоков 10 и 11 памяти и сравнение этих значений в блоке 12, Последний производит сравнение поступивших значений хи х;, Если значение х 1 больше значения х то на первом выходе блока 12 появляется импульс, который проходит на суммирующий вход реверсивного счетчика 13, Если значение х меньше значения3х;, то на втором выходе блока 12 появляется импульс, который проходит на вычитающий вход реверсивного счетчика 13, Таким образом, в реверсивном счетчике 13 подсчитывается статистика С. Содержимое реверсивного счетчика 13 подается на первые информационные входы блоков 14 и 15 сравнения, Когда подсчет статистики С з аканчи в ает ся, то от кры в ает ся элемет И 19, и первый импульс, прошедший через него, разрешает блокам 14 и 15 сравнения производить сравнение, На второй информационный вход блока 14 подает ся содержимое регистр а 18 числа, в котором хранится нижняя граница допуска Сн статистики С, Блок 14 сравнения производит сравнение статистики С с нижней границей допуска С, Если значение величины С ие больше значения статистики С, то на выходе блока 14 сравнения появляется импульс, В противном случае импульсы на выходе блока 14 не возникают, На второй информационный вход блока 15 сравнения подается содержимое регистра 16 числа, в котором хранится верхняя граница допуска Сстатистики С, Блок 15 сравнения производит сравнение статистикиС с верхней границей допуска С. Если значение статистики С не большезначения величины Сто на выходеблока 15 появляется импульс. В про 5тивном случае импульсы на выходеблока 15 не возникают, Выходы блоков 14 и 15 сравнения подключены квходах элемента И 17, Следовательно,когда выполняется неравенство ( Э),то на выходе элемента И 7 появляется импульс, Этот импульс являетсяпризнаком стационарности исследуемого случайного процесса,95Формула изобретения Анапизатор случайных процессов, содержащий генератор тактовых им- ПУльсОВпеРВый ВыхОД .котОРОГО пОД 70 ключен к тактовому входу аналогоцифрового преобразователя, информационный вход которого является информационным входом анализатора, второй выход генератора тактовых им пульсов через первый переключающий контакт пакетного переключателя соединен с информационным входом первого временного селектора ,и через кнопочный переключатель подключен ЗО к входу установки в "1" первого триггера, выход первого временного селектора через делитель частоты соединен с входом установки в 0 первого .триггера, единичный выход которогс подключен к входам разрешения первого и . второго временных селекторов, информационный вход которого соединен с выходом аналого-цифрового преобразователявыход второго времен ного селектора подключен к С-входу первого счетчика, первый регистр числа, первый блок сравнения, первый элемент ИЛИ, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения функционвльных возможностей за счет формирования стационарности случайного процесса, анализатор содержит два блока памяти, пять элементов И, элемент ИЛИ, два регистра чита, три счетчи-. ка, четыре блока сравнения, сумматор, реверсивный счетчик, при этом выход аналого-цифрового преобразователя подключен к информационным входам первого и второго блоков памяти, выходы которых подключены соответственно к первому и второму информационным входам первого блока сравнения, выходы "Больше" и чИеньше" которого соединены соответственно с суммирующим ,и вычитающим входами реверсивного счетчика, Выход которого соединен соответственно с первым информационным входом второго блока сравне-.ния. с первым информационным входом третьего блока сравнения, второй информационный вход которого соединен с выходом первого регистра мела выход третьего блока сравнения подкл,очен к первому входу первого элемента И, выхоц которого является выходом анализатора, второй вход первого элемента И соединен с выходом Второго блока сравнения, второй информационный вход которого ",соединен с выходомвторого регистра числа, а управляющий вход второго блока сравнения объединен с управляющим входом тре. тьего блока сравнения и подключен к выходу второго элемента И, первый вход которого соединен с нулевым выходом второго триггера, единичный выход которого подключен к первому входу третьего элемента И, Второй вход которого объединен с вторым входом второго элемента И и подклкчен к второму выходу первого переклю-. чающего контакта пакетного переклю" чателя, первый вход генератора тактовых импульсов соединен с первым вхоцом четвертого элемента И, второй вход которого подключен к единичному выходу первого триггера, выход четвертого элемента И соединен с входами разрешения записи первого и второго блоков памяти И, со счетным входом второго счетчика, выход которого через второй переключающий контакт пакетного переключателя соеди-, . нен с первым входом первого элемента ИЛИ, с первым входом второго блока памяти, выход третьего элемента И соединен с входами сравнения четвертого и пятого блоков сравнения и со счетным входом третьего счетчика, вход приема кода которого подключен к выходу сумматора, выход третьего счетчика соединен с первым информационнным входом четвертого блока сравнения, с вторым входом первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к адресному входу первого блока памяти, вход разрешения чтения которого объединен с входом разрешения чтения второго блока памяти с входом разрешения сравнения первого блока сравнения и под1474678 ь Л, Григорьян-Чтердюкова орректор к 6 дпи сно КНТ ССС етениям и открытиям ушская наб., д. 4/5 а по изо Ж - 35, Р Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород Гагарина,кпюче н к выходу пятого эле ме нта И, первый вход которого соединен с выходом Меньше четвер 11 1 того блока сравнения, выход Больше которого соединен с первым входом сумматора, со счетным входом четвертого счетчика, выход которого соединен с вторым входом сумматора, с вторым входом первого элемента ИЛИ, с первым информационным входом пятого блока сравнения, второй информационный вход которого объединен с вторым информационным входом четвертого блока сравнения и подключен к выходу третьего регистра числа, вход которого соединен с вторым выходом Составит едактор О.Юрковецкая Техред Лаказ 1896(48 Тир аж НИИПИ Государственного комит 3035, Москввторого переключающего контакта пакетного переключателя, первый выходпервого переключающего контакта пакетного переключателя подключен к входу ус 5тановки нуля первого счетчика к входу установки нуля второго счетчика,к входу установки нуля третьего счетчика, к входу установки нуля четвертога счетчика, к входу установки нуляреверсивного счетчика, к входу установки в "1 второго триггера, нулевой вход которого подключен к первому выходу "Больше" пятого блокасравнения, выход Меньше которогосоединен с вторым входом пятого элемента И,