Устройство для параметрической оценки закона распределения

1024935 СОЮЗ СОВЕТСКИСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИК Й КОМИТЕТ СССРЕТЕЙИЙ И ОТКРЫТИИ ГОСУД АРСТ ПО ДЕЛАМ ЗО ЕТЕНИЯ ТОРСНОМУ С ЕЛЬСТВУ(56) 1. Авторское свицете Ии 451086, кл.06 Г 1 2. Авторское свицетел Ии 635499, кл. б 06 6 7 3. Авторское свицетел М 337785, кл. С 06 Г 1 4. Авторское свицетел М 236868, кл. 5 06 С 7. (54) (57) УСТРОЙСТВО:ДЛЯ ПАРАМЕТ=РИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ ЗАКОНА РАСПРЕДЕЛЕНИЯ,содержащее входной усилительвхоц которого является входом устройства, а первый выход является первымвыходом устройства, блок памяти, блокпроверки согласия, блок управления,анализатор функции распределения, информационный вхоц которого поцключен к Я 06 Р 15/36 Я 06 О 7/5 второму выходу усилителя, а выход подлючен к первому входу блока проверки согласия, второй вход которого подключен к выходу блока, памяти, а выход подключен к вхоцу блока управления, первый выхоц которого является вторым выхоцом устройства, второй выхоц блока управле ния подключен к первому адресному входу блока памяти и управляющему входу анализатора функций распрецеления, тре тий выхоц блока управления соединен с управляющим вхоцом блока памяти, а четвертый выхоц блока управления поцключен к третьему входу блока проверки согласия, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, Ф в него введены блок вычисления моментова н блок определения типа распрецеления, состоящий из последовательно соединенных регистра и дешифратора коцов, выход которого является третьим выходом устройства и подключен к второму адресно .му вхоцу блока памяти, а вход регистра вф . подключен к выхоцу блока вычисления моментов,вход которого соединен с инфор- ф, мационным входом анализатора функций фв распрецеления. ЖМИзобретение относится к измеритель-,ной и вычислительной технике, в частновсти к устройствам, предназначенным 5для аппаратурного измерения вероятностных .характеристик случайных процессови позволяет выбирать тип распределенияи опрецелить его параметры.Известны устройства цля определе-ния функции распрецеления и анализатормоментов распределения, которые раэлифмны по исполнению и содержат, например,вхоцное устройство, блок согласования,сумматор, источник регулируемого постоянного напряжении, амплитудные селекторы, вычитающее устройство и модулятор 13 .Нецостатком этих устройств является невозможность прецставить закон 20распределения в аналитическом вице, определить его параметры.Наиболее близким к предлагаемомуявляется устройство цля оценки функциираспределения содеркащее управляющееустройство, блок памяти, блок проверкисогласия теоретического и эмпирического законов распрецеления на основекритерия Колмогорова, анализатор функциираспрецеления, вход которого является 30входом устройства, а выхоц подключенк блоку проверки согласия, выход которого является выхоцом устройстм ипоцключен к управляющему устройству,выход которого через блок памяти подключен к блоку проверки согласия (4 .Однако известное устройство обладаетнедостаточным быстроцействием, так какв нем с помощью управляющего устройстваосуществляется перебор множестм прец 40лагаемых теоретических функций распределения, значения которых хранятся вблокепамяти с учетом М различных сочетаний параметров законов распрецеления,В устройстве не предусмотрен какой-;45либо предварительный выбор типа распределения, что и обуславливает необхоцимость перебора множества теоретическихфункций распределения, а слецовательно,и недостатошое быстроцействие.Целью изобретения является повышениебыстродействия устройства,Поставленная цель цостигается тем,что в устройство, соцерюашее вхоцнойусилитель, вход которого является входом 55устройства, а первый выхоц являетсяпервым выхоцом устройства, блок памяти,блок проверки согласия, блок управления, .анализатор функций распределения, ийформационный вход которого поцквючен к второму выходу усилителя, а выход подключен к первому вхоцу блока проверки согласия, второй вхоц которого подключен к выхоцу блока памяти, а выход подключен к входу блока управления, первый выход которого является вторым выходом устройства, второй выход блока управления подключен к первому адресному входу блока памяти, управляющему в х оду анализатора функций распределения, третий выкоц блока управления соединен с управляющим входом блока памяти, а четвер тый выход блока управления подключен к третьему входу блока согласия, ввецены блок вычисления моментов и блок определения типа распределения, состоящий иэ последовательно соециненных регистра и цешифратора кодов, выхоц которого является третьим выхоцом устройства и подключен к второму адресному вхоцу блока памяти, а вхоц регистра подключен к выходу анализатора .моментов, вхоц которого соецинен с информационнымвходом анализатора функций распрецеления,На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 - график плоскости моментов, поясняющий принцип выбора типа распределения в зависимости от значений коэффициентов 3и,(4 на фиг. 3 - график, демонстрирующий один иэ возможных примеров реализации принципа выбора типа распределения в зависимости от значений коэффициентови р на фиг, 4 и 5 - примеры реализации схемы блока опрецеления типа распрецеления; на фиг, 6 - схема бло- ка управления; на фиг. 7 - схема блока проверки согласия.Устройство соцерюит входной усилитель 1, вход которого является входом устройства, на который поступает исследуемый сигнал Х(С), а информационный выход которого является первым выхоцом устройства, блок 2 вычисления моментов и анализатор 3 функции распрецеления, вхоцы которых объединены и подключены к сигнальному выходу усилителя 1, блок 4 опрецеления типа распределения, блок 5 памяти, блок 6 управления и блок 7 проверки согласия, первый инфор мационный вход которого подключен к выхоцу анализатора 3 функций распределения, управляющий вход которого подключен к первому адресному входу бло ,ка 5 памяти и второму выхоцу блока 6 управления, а выход блока 7 проверки согласия подключен к входу блока 6,24935 5 10 15 20 3 10первый выход которого является вторымвыходом устройства, третий выход поцключен к управляющему вхоцу блока 5памяти, а четвертый выход - к третьемувходу блока проверки согласия, второйадресный вход блока 5 памяти подключен к выхоцу блока 4, являющемусятретьим выходом устройства, а входблока 4 подключен к выходу блока 2, вычисления моментов,Блок 2 вычисления моментов можнореализовать каким пибо иэ многих известных в вычислительной технике метоцов. Например, если бпок 2 вычислениямоментов реализован в соответствии сосхемой, предложенной в известном устройстве 3, то он содержит блокпамяти, многотактный генератор, блокрасчета параметра, дешифратор, коммутатор и устройство цля запоминания сигнала конца выборки.Блок 4 опрецеления типа распрецеления можно также реализовать несколькимиспособами, причем его схема существеннозависит от вица (аналогового или цифрового) сигналов, вырабатываемого блокои 2, Если )1 и 1 на входе блока 2представлены в аналоговом виде, то блок 4,можно реализовать, например, в соответствии со схемой, показанной на фиг. 4,и в этом случае он содержит аналогоцифровой преобразователь(АЦП) 8, регистр 9 и дешифратор кодов 10.Если 1 и 2 представлены в цифровомвиде, то АТР 4 можно реализовать, например, в соответствии со схемой, показанной на фиг. 5. Тогда он соцержитрегистр 9 и дешифратор коцов 10,Блок 6 управления соцеркит первыйсчетчик 11, который имеет коэффициентпересчета 0+1, гце и - число ординатфункции распределения РХД, К=1,2й,второй счетчик 12, который имеет коэффициент пересчета 1, гце 1 - число комбинаций параметров, третий счетчик 13,который прецназначен для подсчета числа усрецняемых отсчетов анализируемогосигнала ( обьемы выборки М), первыйэлемент И 14, второй элемент И 15,третий элемент И 16, первый триггер 17,второй триггер 18, третий триггер 19,первый генератор 20 импульсов, второйгенератор 21 импульсов, третий генератор 22 импульсов, элемент ИЛИ 23,переключатель 24 и кнопку 25 пуска. Первый вход элемента ИЛИ 23 является вхоцом блока, который поцключен к выхоцу блока 7 проверки согласия и счетному входу второго счетчика 12,выход которого является третьим выходом блока и подключен к первому входутретьего элемента И 16, второй входкоторого поцключен к единичному выхоцутретьего триггера 19, а выход являетсяпервым выхоцом блока, Второй входэлемента ИЛИ 23, единичный вхоц первого триггера 17 и установленный вхоц второго счетчика 12 объединены и подключены к выходу переключателя 24 на оцнонаправление и три положения, Первыйвхоц переключателя поцключен к выходугенератора 21 импульсов, второй вхоцк кнопке 25 пуска, к которой поцключенединичный сигнал пуска, а третий вхоцк единичному выходу третьего триггера 19.Выход элемента ИЛИ 23 подключен к нулевому вхоцу третьего триггера 19 ивхоцу установки нуля первого счетчика 11,цифровой (коцовый) выход которого является вторым выходом блока, поцключенным25 к управляющим входам блока 5 памяти ианализатора 3 функций распределения.Счетный выход счетчика 11 поцключен кециннчному входу третьего триггера 19.Счетный вхоц первого счетчика 11 соеаинен с выходом второго элемента И 15и является четвертым выхоцом блока.Первый вход второго элемента И 15 поцключен к выходу третьего генератора 22импульсов, а второй вхоц элемента И 1535подключен к ециничному выходу второготриггера 18, нулевой вхоц которого под. ключен к ециничному выхоцу третьеготриггера 19. Единичный вход триггера 18и нулевой вхоц первого триггера 17 поцключены к счетному выхоцу третьего счетчика 13, вхоц которого поцключен квыхоцу первого элемента И 14, первыйвхоц которого подключен к выхоцу генератора 20 импульсов, а второй входподключен к единичномувыходу первоготриггера 17,Блок 7 проверки согласия соцержитчетвертый 26, пятый 27 и шестой 28элементы И, первый элемент 29 эацержки,50второй элемент 30 задержки, схему 31сравнения, узел 32 вычитания, Вход первого элемента 29 задержки является вторым входом блока 7 проверки согласия,Выход элемента 29 задержки подключенк вхоцу второго элемента 30 задержки ик первым входам пятого элемента И 27и шестого элемента И 28, Второй вхоцэлемента И 27 является первым вхоцомблока 7 проверки согласия и подключен к выходу анализатора 3 функций распрецеления, Второй вхоц элемента И 2845На втором этапе запуск блока управления может осуществляться тремя способами в зависимости от режима его работы. При первом, автоматическом синхронном режиме запуск осуществляется от 50второго генератора 21 импульсов. Второйрежим, неавтоматический, предусматривает запуск устройства оператором с помощью кнопки пуска. Третий режим автоматический, асинхронный, В этом Режиме 55устройство запускается на новое вычисление автоматически сразу же после окончания прецьщущих вычислений,В первом режиме переключатель 24подключен к выходу второго генератора 21,7 1024 МИГММ,ь),."Му О )и т.ц. для всех возможных сочетаний па раметров формы. Иэ приведенного сле цует, что если распределение не соцеркит параметров формы, то соответствующая секция в блоке 5 содержит только й ячеек, в.которых хранятся значенияР (х Г(к ).иНа втором этапе значения теоретической функции распределения иэ блока 5 памяти поступают в блок 7 проверки согласия, куда также поступают значения15 оценки функции распрецеления исследуе мого сигнала Р(х) иэ анализатора 3 функций раснрецеления. При этом блок 6 управле ния управляет работой анализатора 3 функций распрецеления, блока 5 памяти и блока 7 проверки согласия, В блоке 7 проверки согласия осуществляется проверка гипотезы о согласии выбранного теоретического распрецеления с исход ,ным. Распрецелением на основе критерия . согласия, например, Колмогорова. В том случае, когда расарецеление имеет параметры формы, цля различных значений которых вычислены значения соответствующей фракции распрецеления, то с помощью З блока 6 управления осуществляется последовательный перебор ячеек соотвеь ствующей секции блока 5 памяти цо тех пор, пока из блока 7 проверки согсласия, в блок 6 управления не поступит 35 сигнал о том, что гипотеза о согласии уцовлетворяется. В этом случае на второй выход устройства поступает информация о значениях .формы выбранного распределения (соответствующий код комбина 40 ции значений параметров формы), при которых .удовлетворяется гипотеза о согласии выбранцого теоретического и эмпирического распределений,935 8в втором - к кнопке пуска и в третьемк выходу третьего триггера 19,Независимо от вица запуска с появлением импульса на выходе переключагеля 24 оцновременно, первый триггер 17устаналивается в положение "1" и открывает первый элемент И 14, импульс проходит через элемент ИЛИ 23 и устанавливает первый счетчик 11, третий триггер 19, второй счетчик 12 ев положение фОф(что соответствует первой комбинации параметров К 1 в т.е. 1 1),После этого первый импульс с первого генератора 20 прохоцит через первыйэлемент И 14 и переводит третий счетчик 13, предварительно обнуленный, вположение "1". В это время, так же, каки в известном устройстве, происходит запуск АФР 3 и анализатора моментов 2,которые измеряют ординаты функциирвапрвиепенив р в 1 и иввффипиенты ,ив течение М импульсов с выхоцапервого генератора 20. По окончанииэтих вычислений АТР 4 вырабатываетномер секции блока 5 памяти (индекс гоаппроксимирующего закона распределения)и третий счетчик 13 перехоцит в состояние фО". При этом первый триггер 17устанавлимется в положение "О", закрывается первый элемент И 14 и прекращается поступление импульсов с первогогенератора 20 в третий счетчик 13, чтосоответствует моменту окончания первого этапа измерения и начинается второйэтап подборки аналитического выраженияаппроксимирующего распределения и комбинации параметров, при которых удовлетворяется принятый критерий согласия. Этот этап начинается сразу же после установки в 0" третьего счетчике ХЗ, что приводит к установке в ф 1 второго триггера 18, в результате чего.открым ,ется второй элемент И 15 в Первый им-. пульс с выхода третьего генератора 22 проходит через второй элемент И 15 на счетный вход первого счетчика 11, устанавливая его вположение "1" и по шине выхода поступает в первый элемент 29 задержки блока 7. После установки первого счетчика 11 в положение 1 п устанавливеется первый номер орцинат функций распределения, т,е. опрецеляется, что с выхоце блока 3 и с выхода блока 5 памяти считываются Р,1 и Р () соответственно (К=1). Поскольку с выхода блока 4 опрецелен номер секции блока 5 памяти (индекс-го аппроксимирующего закона распределения), а с выхода вто9 1рого счетчике 12 блока 6 - первая комбинация параметрова то Г(,) соотвеьствует первой ординате выбранного (-гоаппроксимирующего закона распределенияпри первой комбинации параметров, т.е.Р(;,к ) .С выхода первого элемента 29 задержки импульс считывает через элелмент И 27 Г(,Д, а через элемент 28 Г(,Д от выбранной (-й) секции блока 5 памяти. Узел 32 вычитания нахоцитразностьЬГ = ЬГ; (ж): 1 ( ж) - Г;( К") .Схема 31 сравнения сравнивает ЬГс пороговым значением Яо . Если Ь . лто на выходе схемы 31 получается логический О" и элемент И 26 закрыт. Спустя время, которое затрачивается на этиоперации, в блоке 7 импульс с выхоцаэлемента 29 задержки появится иа выходе элемента 30 задержки и не пройдетчерез элемент И 26, т,е, второй счетчик 12 останется в том же положении,что соответствует сохранению той жекомбинации параметров т.е. сс,При поступлении второго импульса стретьего генератора 22 он пройдет черезвторой элемент И 15, установит второйсчетчик. 11 в положение 2 (что соответствует второй ординате, т,е. К=2)и одновременно поступит на вход блока 7,который срабатывает аналогично описан"ному, Если на выходе схемы 31 сравнения опять устанавливается "О, то повторяется предыдущий цикл и так цалее цотех пор, пока на выходе схемы 31 сравнения не появится ф 1 ф, т.е, цля какой-тоординаты К при заданной комбинации параметров не выполняется критерий согласия,При этом возможны цве ситуации.Первая. Логическая 1 появится навьходе схемы 31 сравнения, когда первый счетчик 11 еще не вернулся в нулевое состояние, Это означает что приэацанной комбинации параметров цля выб-;ранного закона распределения не удовлетворяется принятый критерий согласия.Тогда после появления "1с выходасхемы 31 сравнения импульс с выходавторого элемента 30 задержки прохоцит024935 10 20. положение "О, третий триггер 19 - в положение "1", второй триггер 18 перебрасывается в положение "О", а второй элемент И 15 закрывается, Если переключатель подключен к выходу третьеготриггера 19, то устройство запускаетсяна следующее измерение. Этим же импульсом через третий элемент И 16 показаниявторого счетчика 12 считываются навыход устройства, а на втором выходеустройства появится код, соответствующий комбинации параметров удовлетворяющий принятому критерию согласия Увеличение быстродействия предлагаемого 35устройства по сравнению с известнымприблизительно в 3 раз обеспечивается тем,5 10 15 40 45 50 через элемент И 26, тем самым устанавливая второй счетчик 12 в положение "1 (что соответствует новой комбинации параметров), проходит через элемент ИЛИ 23, устанавливая третий триггер 19 и первый счетчик 11 в положение "О", При проходе повторяется работа по предыдущей схеме с отличием, что теперь из блока 5 памяти считывается Г 1 (Х ,ос) вместо Г(Х к,еЕ, ) (К=1,2 й),Работа повторяется цо тех пор, пока не будет подобрана необходимая комбинация параметров 0,1, т.е. "1 " не появится на выходе схемы 31 сравнения для всехК, что соответствует второй ситуации. В этом случае следующим импульсом с выходатретьего генератора 22 первый счетчик 11 автоматически устанавливается в что на втором этапе работы устройства значительно сокращаются затраты временина подбор набора параметров формы, прикотором удовлетворяется гипотеза согласия за счет того, что предварительно (на,первом этапе) определяется тип распределения, наиболее близкий по плоскостимоментов к распределению исследуемогосигнала, Причем первый этап по временине увеличивается, так как определениетипа распределения и измерение коэффициентов 3 и 3 осуществляется параллельно с измерением значений функциираспределения исследуемого сигнала Г.Объем добавленных элементов устройстваможет быть незначительным - несколькопроцентов от стоимости всего устройства,О 24 М 5 и Составитель В. фукалРеаактор А, Козориз Техреду О,Неце ректор В, Гирняк исное 5 цшал ПГИ 1 "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4397/46 ВНИИП ло пе 113035, М706твенного комитета СССтений и открытий5, Раушская наб., д. Тира осуаарс изобре ва, Ж