Устройство для определения функции плотности вероятностей
!
ОIl ИCАНЙЕ
ИЗОБРЕТЕН Ия
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских Социалистических Республик (6! ) Дополнительное к авт. санд-ву— (22) Заявлено 16. 05.78(21) 2616336/18 24 с присоединением заявки № (5! jM. Кл. 06 Р 15/36 Государстееиный комитет СССР (23) Приоритет— Опубликовано 07.07ЯО. Бюллетень ¹ 25 it0 делам изобретеиий и открытий (53) УДК 681.3. (088. 8) Дата опубликования описания 10.07.80 (72) Автор изобретения А. С. Шюша Каунасский политехнический институт им. Антанаса Снечкуса (7I ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФУНКЦИИ ПЛОТНОСТИ ВЕРОЯТНОСТЕЙ Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при разработке аппаратуры для исследования быстрых случайных сигналов сО спектром. до сотен мегагерц, а также для ввода в UBM данных с дис5 кретным представлением аналоговых величин двумерной функции плотностей вероятностей. Известно устройство дпя определения 10 двумерной функции плотности вероятностей, состоящее из генератора, двух каналов амплитудно-импульсной модуляции и амплитудой дискриминаторов, схемы совпадений, счетчика результата, схемы задержки импульсов и схемы, задающей число выборок (1). Однако ввиду ограниченного быстродействия амплитудно-импульсных модуляторов и амплитудных дискриминаторов; осуществляющих отдельное квантование по времени и амплитуде, эти. устройства не позволяют исследовать широкополосные сигналы. Использование схемы фик2 сированной задержки импульсов и отсутствие схем автоматического управления уровнями срабатываниядискриминаторов не поз« воляет автоматизировать процесс преобразования в последовательность кодов значений функции плотности вероятностей по двум координатам и использовать указанное устройство для ввода в UBN информации с обьектов в реальном масштабе времени» Наиболее близким техническим peut&нием к предлагаемому является устройство для определения функции плотности, содержащее быстродействующий амплитудно-временной квантователь с двумя управляемыми порогами и логическим элементом И, генератор импульсов, преобразователь код-аналог, вырабатывающий два напряжения с постоянным амллитудным сдвигом, первый и второй счетчики автоматического управления амплитудной координатной и счетчик результата с элементом И и блоком регистрации g2). 3 74 Недостатком устройства является то, что оно не имеет входа для подключения сигнала, определяющего вторую координату плотности вероятностей, в нем отсутствует и схема квантования входного сигнала по времени с управляемым временным сдвигом. Это ограничивает возможности устройства преобразованием в последовательность кодов одномерной функции плотности вероятностей. -.--Белью изобретения является расширение функциональных возможностей уст ройства эа счет обеспечения воэможнос-, ти двумерного амплитудного и временно1 го анализа, Указанная цель достигается тем, что в устройство для определения функции плотности вероятностей, содержащее первый амплитудно временной квантователь, первый вход которого является первым входом устройства, второй вход под- ключен к выходу генератора Импульсов и входу первого счетчика, выход которь " го соединен с входом второго счетчика и первым входом первого блока элементов И, выход которого подключен к регистратору, а второй вхь:ьд соединен"с"" abrxodoM третьего счетчйка, выход вто рого счетчика подключен к axоду первого преобразователя код-напряжение, abw ход которогб соединен с третьим входом первого амшштудно- временного кванто. вателя, введены второй блок элементов И, блок элементов И-ИЛИ, преобразо ватель код-время, второй преобразователь код-напряжение, четвертый счетчик и второй амплитудно-временной kaamaватель, первый вход которого является . вторым входом устройства, а выход под- ключен к первому входу второго блока элементов И, второй вход- котс рогс соединен с выходом. первого амплитудно-временнбго квантоватепя, а выход второго блока элементов И соединен с входом третьего счетчика, второй ы третий входы второго амплйтудно-временного квантователя соединены собтветственно с выходами преобразователя код-напряжение и преобразователя код-вреься,"первый вход которого подключен к выходу генератора импульсов а второй вход— к первому выходу блока элементов И-ИЛИ, второй выход которого подключен к входу преобразователя код-нанряжение, управляющий вход блока элементов И-ИЛИ является управляюпьим входом устройства, первый вход соединен с выходом второго счетчика и входом 6551 4 четвертого счетчика, выход которого подключен к второму входу блока элементов И-ИЛИ. На чертеже показана схема предлагаемого устройства для определения функции плотности вероятностей. Устройство состоит иэ двух идентичных (двухпороговых ".тробируемых) амплитудно-временных квантователей 1 и 2, 40 io 35 генератора 3 импульсов, счетчиков 4,5, 6 и 7, двух преобразователей 8 и 9 код-напряжение, преобразователя код-время 10, блока 11 регистрации, блоков элементов 12 и 13 И и блока элементов 14 И-ИЛИ. Устройство работает следующим образоме При двумерном амплитудном анализе исследуемые сигналы поступают соответственно на входы квантователей 1 и 2, на управляющие временные входы которых подаются соответственно с выхо дов генератора 3 и преобразователя 10 код-время 1 стробируюшие импульсы порядка 1 нс. На управляющие амплитудные входы квантователей 1 и 2 поступают соответственно с. выходов преобразователей код-напряжение 8 и 8 по два пороговых напряжения U< и 0< +AU, сдвинутые один относительно другого а фиксированную вижчину амплитуднОго окна анализа ь5 U 4 . В квантователях 1 и 2 осуществляется квантование исследуемого сигнала по времени и амплитуде, причем выходные логические сигналы g формируются в соответствии с Нулевым авнением ур У= 4 2 ь где X. и Х - логические сигналы о превышении амплитудой исследуемого сигнала заданных уровней О „и О, + а 0„ в момент квантования по времени. Функции блока квантования выполняют два быстродействуюпьил стробируемых компаратора, выполненные, например в виде триггеров на тунельных диодах, одному из которых задается уровень срабатывания U ;, другому 04+ 6,U< Ä а иэ их выходных сигналов Х„и Y логическим элементом И формируется выходной сигнал М . В соответствии с укаэанной функцией каждый из квантователей осуществляет отбор импульсов, соответст-. вуюших попаданию исследуемых сигналов в амплитудные окна анализа 6U на уровнях U <, заданных для каждого квантователя 1 и 2 выходными сигналами преобразователей код-напряжение 8 1О 26 40 Устройство дпя определения функции плотности вероятностей, содержашее первый амплитудно-временной квантователь, первый вход которого является первым входом устройства, второй вход подключен к выходу генератора импульсов и входу первого счетчика, выход которого соединен с входом второго счет чика и первым входом первого блока элементов И, выход которого подключен к регистратору, а второй вход соединен с выходом третьего счетчика, выход второго счетчика подключен к входу первого преобразователя код-напряжение, выход которого соединен с третьим входом первого амплитудно-временного квантователя, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с 5О 5 746 и 9. Время соответствуюшее одновременному попаданию обоих исследуемых сигналов в заданные амплитудные окна, фиксируется выходными импульсами блока элементов 12 И,.на входы которого подаются выходные сигналы квантователей. Результат преобразования одной точки функции двумерной плотности вероятностей накапливается в счетчике 4 (результата) за время, определяемое емкостью счетчика 5 (периода накопления) и частотой генератора 3. Сигналы переполнения счетчика 5 открывают с помошью блока элементов 1Э И шину, соединяюшую счетчик 4 с блоком 11 регистрации, в котором при этом запоминается результат одной точки функции. Функции блока 11 регистрации Выполняет UBM, Этотi же сигнал переполнения счетчика 5 уве личивает содержимое счетчика 6 (кана; лов одной координаты) на единицу, чем обусловливается увеличение напряжения на выходе преобразователя 8 код-напряжение первого канала на один квант. При этом счетчики 4,5 и 6 устанавливаются в нулевое состояние и начинается накопление следуюшего значения функции. Емкость счетчика 6 соответствует числу каналов первой координаты. Сигнал его переполнения увеличивает содержимое счетчика 7 (каналов второй координаты) на единицу, чем обусловливается увеличение напряжения на выходе преобразователя 8 код-напряжение второго канапе на один квант. При этом счетчики 4,5 и6 устанавливаются в нулевое состояние и начинается накопление значений функции по первой координате, В рассмотренном режиме двумерного амплитудного анализа на управляюший вход 15 блока 14 элементов И-ИЛИ подается единичный сигнал, который подключает на вход преобразователя 9 код-напряжение выходной код счетчика 7, а на вход преобразователя 10 кодвремя - нулевой код. При двумерном временном анализе плотности вероятностей один исследуемый входной сигнал подключается на о6а входа квантоватепей 1 и 2. На управляюший в.ход блока 14 элементов И-ИЛИ подается нулевой сигнал, который подключет на вход преобразователя 9 код-напряжение выход счетчика 6 (первой координаты), чем обеспечивается задание одинаковых уровней срабатывания квантоватвлей 1 и 2. Этот же управляюший сигнал 15 подключает выход счетчика 7 (вт орой координаты) иа вход преобразователя 10 код-время, который при этом в соответствия с состоянием счетчика 7 управляег интервалом сдвига между его выходными импульсами, определяюшими моменты стробиро.вання (наблюдения входного сигнала) квантователей 1 и 2. В остальном рассмотренные процессы протекают аналс гично рассмотренному режиму. Таким образом, при двумерном временном анализе в счетчике 4 результата накапливаются последовательности значений функции нлотности вероятностей, соответствуюшие попаданию исследуемого сигнала в амплитудное окно а О при наблюдении ецио в сдвинутые на фиксированный ряд значений моментов времени, число и велнчйна которых определяется емкостью счетчика 6 и диапазоном преобразователя 10 êîä-время. Использование новых элементов — второго квантователя 2, преобразователя 10 код-время, преобразователя 9 коднапряжение, счетчика 7 (второй координаты) и блоков элементов 12 И и 14 И-ИЛИ - выгодно отличает устройство от известного, так как обеспечивается воэможность преобразования в последовательность кодов- функции двумерной плотности вероятностей, обеспечивается возможность выбора в качестве второй координаты функции как амплитуды другого входного сигнала, фиксируемой одновременно с амплитудой первого, так и временной координаты одного исследуемого сигнала. Формула изобретения 7 74 целью расширения функциональных возможност и за счет обеспечения возможности двумерного амплитудного и временного анализа, оно содержит второй блок элементов И, блок элементов И-ИЛИ, преобразователь код-время, второй преобразователь код-напряжение, четвертый счетчик и второй амплитудно-временной квантователь, первый вход которого является вторым входом устройства, а выход подключен к первому входу второго блока элементов И, второй вход кото- рого соединен с выходом первого амплитудно-временного квантователя, а выход второго блока элементов И соединен с входом третьего счетчика, второй и третий входы. второго амплитудно-временного квантоватепя соединены соответственно„ с выходами преобразователя код-напряжение и преобразоватапя код-время, Д Г. lj) 8 первый вход котдрого подключен к выходу 1 енератора импульсов, а второй входк первому выходу блока элементов И-ИЛИ, второй выход которого подключен к входу преобразователя код-напряжение, .управляющий вход блока элементов И-ИЛИ является управляющим входом устройства, первый вход соединен с absходом второго счетчика и входом четщ вертого счетчика, выход которого подключен к второму входу блока элемен тов И-ИЛИ. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1, Мирский Г. Я. Аппаратурное определение характеристик случайных процессов. М., Энергия, 1972, с. 334. 2. Авторское свидетельство СССР по заявке ¹ 2387237/18-24, 20 кл. g 06 Q 7/52, 1976 (прототип). Составитель Э. Сечина Редактор М. Недолуженко Техред Л. Теспюк Корректор М. Коста, Заказ 4104/18 Тираж 751 Подписное ЦНИИПИ Государственного коцитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4
