Статистический временной анализатор нестационарных потоков сигналов

 

Изобретение относится к информационно-измерительной технике. Цель Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может использоваться при определении функций измерения во времени интенсивностей различных физических процессов, вызываемых периодическими импульсами возбуждения. Цель изобретения - повышение точности . На чертеже представлена функциональная схема статистического временного анализатора. Статистический временной анализатор нестационарных потоков сигналов изобретения - повышение точности измерения функции изменения. Поставленная цель достигается тем, что в статистический анализатор, содержащий первый преобразователь интервала времени в код, два счетчика,первый дешифратор, группу элементов И, группу канальных счетчиков, первый формирователь импульсов и первый элемент задержки, введены второй формирователь импульсов , четыре элемента И, второй элемент задержки, генератор импульсов, элемент НЕ, элемент И-НЕ, два триггера , три элемента ИЛИ, второй и третий дешифраторы, демультиплексор, п-1 преобразователей интервалов времени в код, где ...,n, an- количество анализируемых входных чисел, коммутатор и одновибратор. Предлагаемое устройство позволяет измерять функции изменяющихся во времени интенсивностей различных физических процессов. 1 ил. i содержит формирователи 1 и 2 импуль-1 ров, генератор 3 импульсов, элементы И 4 - 7,,группу элементов И 8, элементы ИЛИ 9-11, элемент НЕ 12, элемент И-НЕ 13, триггеры 14 и 15, счетчики 16 и 17, группу канальных счетчиков 18, одновибратор 19, дешифраторы 20 - 22, преобразователи 23 интервалов времени в код, коммутатор 24, демультиплексор 25, элементы 26 и 27 задержки . Вход анализатора через формирователь 1 соединен с первым входом элемента И 4, второй вход которого подО ) L а СП Јь оо с а

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) O!) А1 (gy)5 G 06 F 15/36

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЧНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4425600! 24 (22) 1 7. 05. 88 (46) 07. 06. 91. Вюп. ),"- 21 (71) Научно-исследовательский институт прикладных физических проблем им. А.Н. Севченко Велорусского государственного университета им. В.И.Ленина (72) В.В. Апанасович, В.В. Даниле вич и Е.В. Новиков (53) 681.3(088.8) (56) Мирский Г.Я. Аппаратурное определение характеристик случайных процессов. — М.: Энергия, 1972, с. 422.

Авторское свидетельство СССР

)) 1091174, кл. С 06 Р 15/36, 1984. (54) СТАТИСТИЧЕСКИЙ ВРЕМЕННОЙ АНАЛИЗАТОР НЕСТАЦИОНАРНЫХ ПОТОКОВ СИГНАЛОВ (57) Изобретение относится к информационно-измерительной технике. Цель

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может использоваться при определении фуйкций измерения во времени интенсивностей различных физических процессов, вызываемых периодическими импульсами возбуждения.

Цель изобретения — повышение точности.

На чертеже представлена функциональная схема статистического временного анализатора.

Статистический временной анализатор нестационарных потоков сигналов

2 изобретения — повышение точности измерения функции изменения. Поставленная цель достигается тем, что в статистический анализатор, содержащий первый преобразователь интервала времени в код, два счетчика, первый дешифратор, группу элементов И, группу канальных счетчиков, первый формирователь импульсов и первый элемент задержки, введены второй формирователь импульсов, четыре элемента И, второй элемент задержки, генератор импульсов, элемент НЕ, элемент И-НЕ, два триггера, три элемента ИЛИ, второй и третий дешифраторы, демультиплексор, и-1 преобразователей интервалов времени в д код, где j=2 ...,n, а и — количество анализируемых входных чисел, коммутатор и одновибратор. Предлагаемое устройство позволяет измерять функции С изменяющихся во времени интенсивностей различных физических процессов. Ф

1 HJI содержит формирователи 1 и 2 импуль сов, генератор 3 импульсов, элементы

И 4 — 7,,группу элементов Й 8, элементы ИЛИ 9 — 11, элемент НЕ 12, элемент И-НЕ 13 триггеры 14 и 15, счетчики 16 и 17, группу канальных счетчиков 18, одновибратор 19, дешифраторы

20 — 22, преобразователи 23 интервалов времени в код, коммутатор 24, де-, ® ь мультиплексор 25, элементы 26 и 27 задержки.

Вход анализатора через формирователь 1 соединен с первым входом элемента И 4, второй вход которого под1654836 ключен к выходу триггера 14, третий вход — к выходу элемента НЕ 12, а выход — к суммирующему входу счетчика

17 и инц>ормационному входу демультип5 лекс ора 25. Вход запуска анализатора через формирователь 2 соединен с входом установки единицы триггера 14, входами запуска преобразователей

23.1-23,k интервалов времени и входом 10 элемента 26 задержки. Вход установки нуля триггера 14 через элемент

ИЛИ 11 подключен к входу сброса анализатора и к выходу элемента 26 задер>кки, который через элемент 27 задержки соединен с входом установки единицы триггера 15 и первым входом элемента И 7. Все, кроме старшего, информационные выходы счетчика 17 под. ключены поразрядно к адресному входу демультиплексора 25 и коммутатора 24, входам элемента ИЛИ 9 и входам дешифратора 20. Выход старшего разряда счетчика 17 соединен с входом элемента НЕ 12, выходы демультиплексора 25 25 соединены с входами соответствующих преобразователей 23,1-23.k интервала времени.в код. Выход деши@ратора 20 подключен к второму входу элемента

И 7, третий вход которого соединен с выходом элемента НЕ 12, Выходы элемента ИЛИ 9 и элемента НЕ 12 соединены соответственно с первьми и вторыми входами элемента И-НЕ 13 и элемента И 5, третий вход которого подклю35 чен к выходу триггера 15, а выход — к управляющему входу генератора 3. Вы- ход элемента И 7 соединен с суммирующим входом счетчика 16, выходы которого подключены поразрядно к входам дешифратора 21, выход которого соединен с шиной сигнала конца измерений, Входы элемента И 6 подключены к выхоцам элемента И-НЕ 13 и триггера 15, а его выход через одновибратор 19 к первому входу элемента ИЛИ 10, выход которого соединен с входами сброса преобразователей 23,1-23.k интервалов времени .в код, счетчика 17, и триггера 15.

Информационные входы коммутатора

24 подключены к выходам преобразова телей 23.1-23.k интервала времени в код, а выходы — поразрядно к входам дешифратора 22, выход генератора 3 соединен с вычитающим входом счетчика 17 и с вторыми входами И 8.1-8,k группы элементов. Кроме того, вход сброса анализатора подключен к входам установки нуля триггера, второму входу элемента ИЛИ 10 и входам сброса канальных счетчиков группы 18. 1-18 ° и, выходы дешифратора 22 соединены с первыми входами соответствующих элементов И 8.1-8.п группы, а выходы указанных элементов И группы подключены к суммирующим входам соответствующих счетчиков группы 18.1-18.п.

В исходное состояние анализатор приводится сигналом сброса, который сбрасывает триггеры, счетчики и преобразователи интервала времени в код анализатора.

Импульсы запуска, соответствующие началам отдельных реализаций исследуемого процесса, поступают на формирователь 2, обеспечивающий их стандартизацию, а с выхода формирователя пода отся на входы запуска преобразователей интервала времени в код 23 и вход элемента 26 задержки для задания требуемого диапазона временного анализа, а также устанавливают в единичное состояние триггер 14. Сигналы анализируемого случайного потока, связанного с этим импульсом возбуждения, поступают на формирователь, который обеспечивает их стандартизацию. С выхода формирователя стоповые импульсы через элемент И 4, открытый на время анализа сигналом -триггера 14, подаются на демультиплексор 25 и на суммирующий вход счетчика 17. Последний управляет демультиплексором 25 и фиксирует количество стоповых импульсов, поступивших в диапазоне анализа, Переключение счетчика 17 осуществляется по спаду входного импульса. В результате первый из поступивших импульсов направляется демультиплексором на вход сброса первого преобразователя 23.1, второй импульс останавливает второй преобразователь 23.2 и так далее, до поспеднего преобразователя 23.k.

Емкость счетчика 17 выбирается в соответствии с числом событий, которые могут быть зарегистрированы в диапазоне анализа с добавлением еще одного старшего разряда. Установление в единичное состояние этого дополнительного разряда счетчика, фиксирует превышение числом поступивших событий установленного значения k блокируя через элемент НЕ 12 элемент И 4 до окончания диапазона анализа.

Выходной импульс элемента 26 задержки, фиксирукщий окончание диапазо165483

50

55 на анализа, через элемент ИЛИ 11 сбрасывает триггер 14, который блокирует поступление импульсов через элемент И 4 на счетчик 17 и демультиплексор 25. Состояние всех, кроме старше5

ro, разрядов счетчика 17 анализируется элементом ИЛИ 9 и дешифратором 20.

Высокий потенциал на выходе элемента

9 фиксирует, что в диапазоне анализа вообще проходит события. Дешифратор

20 формирует на выходе низкий потенциал в том случае, когда содержимое счетчика равно k, т.е. в диапазоне анализа поступило ровно k импульсов. 15

Если в диапазоне анализа поступило меньше k импульсов (старший разряд счетчика 17 сброшен, а на выходе дешифратора 20 имеется;:высокий потенциал), импульс с выхода элемента 27 задержки через элемент И 7 поступает на счетчик 16, который фиксирует число реализаций процесса с меньшим, чем

k Числом событий. 1 .осле окончания этих операций по заднему фронту выход-25 ного сигнала элемента 27 задержки устанавливается в единичное состояние триггер 15. Если в диапазоне анализа произошло переполнение счетчика, т.е. старший разряд счетчика 17 устанавли- 30 вается в единичное состояние,или вообще нет поступления сигналов и на выходе элемента ИЛИ 9 остается низкий потенциал, то через элемент И 6, включенный триггером 15 и элементом

И-НЕ 13, запускается одновибратор 19, который вырабатывает импульс сброса анализатора в исходное состояние готовности к новому циклу измерений.

Если события в диапазоне анализа про- 40 изошли и их число не превышает k то через элемент И 5 включается генератор импульсов 3, который формирует .управляющие сигналы для записи информации в канальные счетчики 18.1-18.п, обеспечивающие накопление гистограммы результатов измерений.

Коммутатор 24, управляемый счетчиком 17, подключает при этом к входам дешифратора 22 выходы последнего из сработавших преобразователей 23. Выходной код указанного преобразователя дешифрируется дешифратором 20, с одного из выходов которого подается разрешающии потенциал на соответствующий канальный элемент И 8.1-8.п группы. Поэтому первый импульс генератора 3 через выбранный канальный элемент И поступает на соответствующий

6 6 канальный счетчик группы 18.1-18,п, производя добавление единицы к его содержимому.

lIo спаду импульса генератора 3 содержимое счетчика 17 уменьшается и через коммутатор 24 к входам дешифра тора 22 подключаются выходы сработав-! шего предпоследним преобразователя из группы 23. Следующий импульс генератора производит аналогичным образом запись информации в один из счетчиков 18 в соответствии с выходным кодом следующего преобразователя временных интервалов в код, а также поступает на вычитаюший вход счетчика

17. Обнуление последнего свидетельст= вует о том, что считывание информации со всех сработавших преобразователей окончено. При этом низким потенциалом с выхода элемента ИЛИ 9 через элемент И 5 выключается генератор 3„ а через элементы 13 и о включается одновибратор 19, формирующий сигнал сброса. Циклы измерений повторяются д тех пор, пока содержимое счетчика 16 достигает некоторого установленного значения N которое фиксирует дешифратор 21, формируя сигнал "Конец измерении . Регистрируемая данным анализатором гистограмма полностью отражает форму функции изменения по диапазону анализа интенсивности исследуемого сигнального потока. При этом для полу-чения абсолютных значений интенсивности достаточно разделить содержимое отдельных канальных счетчиков на число 11 и величину шага квантования временной шкалы преобразователями временных интервалов в код. Для упрощения этих вычислений значение 11 выбирают таким образом, чтобы его произведение на величину шага квантования временных интервалов давало целую степень двух, если преобразование выполнялось в двоичном коде, и степень десяти - при двоично-десятичном кодировании. В этом случае операция деления сводится к сдвигу запятой в накопленных в канальных счетчиках цифровых кодах.

Число регистрируемых в диапазоне анализа событий, т.е. число используемых преобразователей временных интервалов в код также выбирают равным целой .степени двух, так как это позволяет использовать стандартные двоичные счтечики 17 числа событий и демультиплексор 25. Однако, укаэанное

1б5ч83б число может быть и любым другим, даже равным единице.

Формула изобретения

Статистический временной анализатор нестационарных потоков сигналов, содержащий первый преобразователь интервала времени в код, два счетчика, 1О первый дешифратор, группу элементов И, группу канальных счетчиков, первый . .формирователь импульсов и первый элеент задержки, выход первого дешифраора соединен с первыми входами элементов И группы, выходы которых со-! единены со счетными входами канальных счетчиков группы соответственно, о т "л и ч а ю шийся тем,что, с целью повышения точности, в него введены второй формирователь импульсов, четыре элемента И, второй элемент задержки, генератор импульсов, элемент НЕ, элемент И-НЕ, два триггера, три элемента ИЛИ, второй и третий дешифрато- 5 ры, демультиплексор, п-1 преобразователей интервалов времени в код, где

j=2 ..,п, à n — количество анализируемых входных чисел, коммутатор и одновибратор, причем информационный вход () анализатора через первый формирователь импульсов соединен с первым вхо. дом первого элемента И, второй вход

Которого подключен к прямому выходу первого триггера, третий вход к выходу элемента НЕ, а выход — к суммирующему входу первого счетчика и к информационному входу демультиплексора, вход запуска анализатора через второй формирователь импульсов соединен с О входом установки единицы первого триггера, входами запуска первого и второго преобразователей времени в код и входом первого элемента задержки, вход установки нуля первого триггера соединен с выходом первого элемента

ИЛИ, первый вход которого соединен с входом сброса анализатора, второй вход первого элемента ИЛИ соединен с выходом первого элемента задержки и с входом второго элемента задержки, выход которого соединен с входом установки в "1" второго триггера и первым входом. второго элемента И, информаци-. онные выходы, кроме старшего разряда, первого счетчика подключены поразрядно. к адресному входу демультиплексора, входам второго элемента ИЛИ и входам первого дешифратора, выход старшего разряда первого счетчика соединен с входом элемента НЕ, группа выходов демультиплексора соединена с входами преоЬразователей интервалов времени в код, выход первого дешифратора подключен к второму входу второго элемента И, третий вход которого соединен с выходом элемента НЕ, выход второго элемента ИЛИ соединен с первыми входами элемента И-НЕ и третьего элемента

И, выход элемента НЕ соединен с вторыми входами элемента И-НЕ и третьего элемента И, третий вход которого подключен к прямому выходу второго триггера, выход третьего элемента И подключен к входу запуска генератора импульсов, выход второго элемента И соединен с суммирующим входом второго счетчика, вход сброса которого подклюЧен к входу сброса анализатора, а выход — к входам второго дешифратора, выход которого соединен с выходом сигнала конца измерений анализатора, первый и второй входы четвертого элемента И подключены к выходам элемента И-НЕ и второго триггера соответственно, а выход четвертого элемента И соединен с входом одновибратора, первый и второй входы третьего элемен-та ИЛИ соединены с выходом одновибратора и входом сброса анализатора соответственно, выход третьего элемента ИЛИ соединен с входами сброса преобразователей интервалов времени в код, входом сброса первого счетчика и входом второго триггера, информационные входы демультиплексора подключены к выходам преобразователей интервалов времени в код, а выходы — к входам второго дешифратора, выход генератора импульсов соединен с вычитающим входом первого счетчика и с вторыми входами элементов И группы, входы сброса канальных счетчиков группы подключены к входу сброса анализатора.

1á54 836

Составитель Д. Ухтверов

Техред А.Кравчук Корректор Н. Ревская

Редактор И. Дербак

Заказ 1952 Тираж 41б Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101