Статистический анализатор временных интервалов

ОЙ ИОАН

5!6046

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 18.03.75 (21) 2114992/24 с присоединением заявки №вЂ” (51) М. Кл G 06F 15/36

Государственный комитет

Савета Министрав СССР лв делам изабретений. и аткрытий (23) Приоритет—

1 !

Опубликовано 30.05.76. Бюллетень М 20, Дата опубликования описания 31.01.77 (53) УД1, 681.323:519.2 (088 8) (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Т. В. Донецкая и Л. И. Дрель

Ленинградский ордена Ленина политехнический институт им. М. И. Калинина (54) СТАТИСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗАТОР

ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ

Изобретение относится к специализированным вычислительным устройствам, предназначенным для анализа статистических свойств случайных величин и их оценок.

В известных устройствах автоматическое построение гистограмм центрированIII,I случайных процессов с использованием блока центрирования возможно лишь в довольно узком энергетическом спектре и только с разрядами одинаковой величины (1).

При анализе последовательности импульсов, интервалы между которыми рассматриваются как реализации исследуемой случайной величины, в известных устройствах (2J удается расширить динамический диапазон путем ра:члснения анализируемых интервалов на временные участки с помощью последовательно соединенных элементов задержки и сокращения временного размаха пилообразного напряжения электронной схемы задсржки, подключенной к выходу этой последовательной цпочки элементов.

Недостатки известных устройств, связанные с возможностью построения гистограммы только с разрядами одинаковой всличины и с изменением очности, в какой-то степени устраняются нормированием величин разрядов в зависимости от диапазона измерений измерярМоН величины с помощью блока нормирования (3).

Известный статистический анализатор временных интервалов содержит счетчик интервалов, подключенный выходом к входам блока уставок и блока определения математического ожидания, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов, дешифратор, подключенный выходами к входам блока памяти, блок центрирования, соединенный первым входом с выходом блока определения математического ожидания, управляющий вход которого подключен к одному из выходов блока управления. Другие выходы блока управления связаны соответственно с управляющими входамн блока уставок, блока памяти и

15 счетчика интервалов, подключенного входом к входу устройства и первому входу блока управленияия.

Границы разрядов гистограмм в таком анализаторе устанавливаются в относительIII сдиницах, что затрудняст окончательную обработку результатов измерений.

Целью изобретсния — повышение точности при адаптивном согласовании диапазона изменения центрированных входных сигналов с динамическим диапазоном устройства, получение границ разрядов гистограммы в абсолютных единицах и упрощение обработки результатов измерения.

Это достигается тем, что статистический зо анализатор содержит блок анализа, входы ко516046

3 торого подключены к выходам блока управления и блока памяти, а выходы — к второму входу блока управления и к управляющему входу генератора импульсов, подключенного вторым выходом к второму входу блока центрирования. Третий вход блока центрирования подсоединен к одному из выходов блока управления, а информационные выходы блока центрирования к входам дешифратора, управляющий вход которого соединен с управляющим выходом блока центрирования.

Блок-схема устройства показана на чертеже, где 1 — счетчик интервалов; 2 — блок определения математического ожидания; 3 блок центрирования; 4 — дешифратор; 5 блок памяти; 6 — генератор импульсов; 7— блок уставок; 8 — блок управления; 9— блок анализа.

Статистический анализатор временных интервалов содержит счетчик 1 интервалов, на вход которого поступают импульсы исследуемой последовательности, являющиеся границами временных интервалов. Выход счетчика связан с блоком 7 уставок и блоком 2 определения математического ожидания, выход блока 2 — с блоком 3 центрирования, который в свою очередь подключен к последовательно соединенным дешифратору 4 и оперативному блоку 5 памяти. Оперативный блок памяти связан также с информационным входом блока 9 анализа, выходы которого подключены к генератору 6 импульсов и блоку 8 управления, а выходы генератора импульсов — с олоком 2 определения математического ожидания и блоком 3 центрирования. Вход блока 7 уставок соединен с блоко;i 8 управления, па вход которого поступают импульсы исследуемой последовательности, а выходы блока управления — со счетчиком 1 интервалов, блоком 2 определения математического ожидания, блоIioIvl 3 центрирования H б.loK051 9 3Н3а1Н33.

Работает анализатор следующим образом.

Последовательность импульсов, интервалы между которыми рассматриваются как реализации анализируемой случайной величины, поступает »а счетный вход счетчика 1 интервалов н вход блока 8 управления. Исходно, в

Олоке 7 установлено число, опредсляемое количеством интервалов, заданным для построения гистограммы.

В блоке 2 получается значение математического ожидания анализируемой случайной величины, которое нсобходпмо для выполнения опсрации центрирования длительности и 1тсрвалов прн построении 1ч1стогр Iììû.

Цсп р!!рова!!1!с осуществляется в блоке 3

О пу тсм в1>1 и!с)!спи!1 разности t тску Iцсго значсо ния интервала и оценки среднего / и фиксао о ции знака I sign i, после чего абсолютное знао чение (/) подается па информационный вход

О дешифратора 4, à sign t — на управляющий вход.

45 ьс

) )

4

Каждому выходу дешифратора 4 с)ответо ствует некоторый диапазон изменения t, т. е. один разряд гистограммы.

Для определения оценки математического ожидания и осуществления центрирования от генератора 6 импульсов в блоки определения математического ожидания и центрирования поступают соответственно частоты 1! и f2, которые определяются условием сохранения нсобходимой точности измерения временного интервала.

Выходы дешифратора связаны с блоком 5 памяти, причем, каждому выходу соответствует одна ячейка блока памяти.

При поступлении в блок 8 управления импульса, соответствующего концу текущего интервала, схема управления формирует последовательно следующие импульсы: прибавление в ячейку блока памяти, определяемую на этот момент последним возбужденным состоянием дешифратора, единицы младшего разряда; исходную установку блока центрирования.

Работа устройства для автоматического построения гистограммы осуществляется в один или два цикла.

Число циклов обусловлс io состоянием блока 9 анализа после окончания первого цикла, т. е. после момента сравнения числа, исходно записанного в блоке 7 уставок, с числом в счетчике 1 интервалов, и подачи сигнала из блока управления в блок анализа.

Блок анализа предназначен для управления частотой f>, поступающей от гснсратора импульсов в блок центрирования, в зависимости от состояния регистров блока памяти, получившегося в результате первого цикла работы устройства.

Если после первого цикла в ячейки блока памяти, соответствующие край in i разрядам гистограммы, оказались записанными какиелибо числа, указывающие на количество раз попадания случайной величины в данные разряды, то по сигналу из блока анализа блок управления формирует импульс, останавливающий процесс построения гистограммы, а также импульсы сброса счетчика интервалов, блока Определения математического ожидания, блока центрирования. В случае, если после первого цикла соответственно по одному, по два, по три и так далее разряда с каждого края гистограммы оказались «пусты», то с блока анализа проходит в блок генератора имH) ëüoo сигнал, по которому изъ1епястс51 частота, поступающая от генератора и блок цен1РиРованиЯ. ОдновРмеHHo Ilo OHI H3.tl, ко|Орый подастся из блока анализа в блок управления, блок управления осуществляет начальпу1о установку счетчика, блока центрирования и блока памяти.

В зависимости от числа пар «пустых» разрядов с каждого края гистограммы соответственно изменяется частота f .

Если приравнять число разрядов гистограммы равным К, то ширина одного разряда, при условии их равенства, 516046 о о

AT=К о где. Т „,„,, — принятое, аксимальное возможное центрирование значение исследуемой случайной величины.

При появлении пар «пустых» разрядов с каждого края гистограммы, для обеспечения построения гистограммы с максимально возможной точностью по всем диапазоне изменения анализируемой случайной; величины, оказывается возможным «растянуть» границы каждому из разрядов путем управления частотой f2.

Пусть, например, «пустыми» оказались по одному разряду с каждого края гистограммы.

В этом случае частота f2 должна быть равной

Это — новая частота, поступающая из генератора импульсов в блок центрирования, Если же «пустыми» окажутся по и разрядов с каждого края гистрограммы, то частота определяется по формуле

Управление генератора импульсов блоком анализа может осуществляться, например, либо цифровым способом путем использования счетчиков с коэффициентом пересчета задаваемым кодом, либо аналоговым способом при применении управляемого напряжением генератора.

Таким образом при использовании блока анализа обеспечивается полностью автоматизированное построение гистограммы с максимально возможной точностью для имеющегося диапазона изменения случайной величины.

По окончании второго цикла, т. е. после момента сравнения числа, исходно записан юго в блоке уставок 7, с числом в счетчике интервалов, блок управления формирует импульсы, останавливающий процесс построения гистограммы, а также импульсы сброса счетчика интервалов, блока определения математического ожидания и блока центрирования.

С этого момента в оперативном блоке памяти хранится гистограмма, построенная в реальном масштабе времени, 6

Таким образом, незначительное увеличение количества используемого оборудования в предлагаемом устройстве, связанное с введением блока анализа, позволяет существенно улучшить эксплуатационные характеристики всего устройства для построения гистограммы распределения временных интервалов.

Формула изобретения

Статистический анализатор временных интервалов, содержащий счетчик интервалов, подключенньш выходом к первым входам блока уставок и блока определения математиче1,-. ского ожидания, второй вход которого соединен с первым выходом генератора импульсов, дешифратор, подключенный выходами к Входам блока памяти, блок центрирования, соединенный первым входом с выходом блока оп2р ределения математического ожидания, управляющий вход которого подключен к одному из выходов блока управления, другие выходы которого соединены соответственно с управляющим,l входами блока уставок, блока памяти, счетчика интервалов, подключенного входом к входу устройства, первому входу блока управления, or Iè÷аюи1пйся тем, что, с целью повышения точности при адаптивном согласовании диапазона изменения центрированных входных сигналов с динамическим диапазоном устройства, анализатор содержит блок анализа, входы которого подключены соответственно к выходам блока управления и блока памяти, а выходы — соединены соответственно с вторым входом блока управления и с управляющим входом генератора Ilìïóclüñoâ, подключенного вторым выходом к второму входу блока центрирования, третий вход которого подключен к одному EI3 выходов блока управления, 4р информационные выходы блока центрирования подключены к входам дсшпфратора, управляющий вход которого соединен с упраз;IÿþùIIм выходом блока центрирования.

Источники информации, принятые во внн45 мание при экспертизе:

1. Мирский Г. Я. Аппаратурное опрсделеlIIIC; ; III TCpIICTIII C,1) ча иных IlpOIIQCCOB. М., «Энергия», 1972.

2. Лвт. св. М 341049, СССР, М. кл.- G 06Е

15 36, 1972.

3. Лвт. св. ¹ 343274, СССР, М. кл. G ОбГ

15/36, 1972, 516046

Составитель В. )Кавинский

Техред 3. Тараненко

Редактор И. Грузова

Корректор Е, Хмелева

Заказ 5194 Изд, Х 1377 Тираж 864 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

NOT, Загорский филиал