Анализатор функций плотности распределения

 

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано для статистического анализа случайных процессов в системах автоматического управления, в вычислительной технике при распознавании сигналов. Цель повышение быстродействия. Для этого предложена схема в совокупности с электронно-лучевым прибором типа Политрон, определяющая достаточность времени анализа случайного процесса в соответствии с критерием согласия форм распоеделения Колмогорова-Смирнова При этом предполагается , что два распределения случайных стационарных процессов, накапливаемые в различные интервалы времени, должны сводить указанный критерий к ну ю при увеличении этих интервалов В устройстве критерий сравнивается с наперед заданным порогом Условие, когда критерий становится , меньше порога, считается достаточным для прерывания процесса накопления информации о распределениях 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s»s G 06 G 7/52

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР,ч

- t, I

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4756071/24 (22) 04.08.89 (46) 23,11.91, Бюл, ¹ 43 (71) Ленинградское научно-производственное объединение "Красная заря" (72) Е.Ю. Гладков (53) 621.033 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 499568, кл. G 06 6 7/52, 1976. (54) АНАЛИЗАТОР ФУНКЦИЙ ПЛОТНОСТИ, РАСПРЕДЕЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано для статистического анализа случайных процессов в системах автоматического управления, в вычислительной технике при распознавании сигналов, Цель—

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано для статистического анализа случайных процессов в системах автоматического управления, в вычислительной технике при распознавании сигналов.

Цель изобретения — повышение быстродействия.

На чертеже представлена схема анализатора функций плотности распределения.

Анализатор содержит электронно-лучевую трубку, (ЭЛТ) 1 типа политрон, содержащую два ряда функциональных пластин 2, две горизонтально отклоняющие пластины 3 и два анода 4, функциональные пластины первого ряда соединены с выходами соответствующих Nинтеграторов 5,,соеди Ы 1693603 А1 повышение быстродействия, Для этого предложена схема в совокупности с электронно-лучевым прибором типа "Политрон", определяющая достаточность времени анализа случайного процесса в соответствии с критерием согласия форм распределения

Колмогорова-Смирнова. При этом предполагается, что два распределения случайных стационарных процессов, накапливаемые в различные интервалы времени, должны сВодить указанный кри-арий к нулю при увели-;ении этих интервалов, 8 устройстве критерий сравнивае гся с наперед заданным порогом. Условие, когда коитерий становится. меньше порога. считается достаточным для прерывания прсцесса накопления информации о распределениях. 1 ил, ненных с N дискриминаторами 6, причем

Н вЂ” дискриминаторов первой группы входом

2 соединены с выходом первого блока 7 выН прямления, входы — дискриминаторов вто2 рой группы соединены с выходом второго блока 8 выпрямления, функциональные пластины второго ряда симметрично соединены с дополнительными интеграторами 9, соединенными с дополнительными группами дискриминаторов 10, входы которых соединены соответственно с третьим 11 и четвертым 12 блоками выпрямления. Блоки

7 и 8 выпрямления присоединены входами к первому, а блоки 11 и 12 — к второму выходу коммутатора 13, информационный вход которого является входом устройства.

1693бОЗ

«и

«., «,«

Л«»!

ГBHepaTL>p 1!4 пилаабр;-.!.:.!-..... Hапря>YBH!«333 соединен с гориэс«нтал,н, 0) клоняющей пластиной Э, сс, счетчиKGM -;..:. и с пороговыми элемаl-1т(.:!М(«! 16 и I i, . хОДи KGTQpI>,>(СОЕД(Л1!8143-..1 C BTQPBIMI«3 ВХ!)E;af::,Ij! ЭПЕМВНТОВ 1«!

18 и 19 соответственно. 1!. перг(ь(м входам элементов 3«! 18 и 19 Г1 « лс08«EÇMH8H Выход

cTB, .>щего раэ1)3!да счет 1 1!<В 15« I:361>

ВХОдОм !рег)улиравкл ус;,4!1 !H(4B ус:1«пителя 22, Вх0А которого соединен (; выходом диффзренц(«Зал)«на»о усили Гал(, O (! в!«(ха Г> -- с си(нальным ВКОДОМ пиков(!!" !678KTnp3 23

Выхбд каторОГО соедин -.!н с оиГнальньlм ВхгэДОМ ТрЕТЬВГО Г30рОГОВЙГО Ле !BH *.а c .4, ВЬ3!<Од

KQTGPOf 0 СОЕДИНен С 16!ЗВ «1М ВХОДОМ ЭЛВ" мента ИЛИ 25 и Яэляе:ся Bыходам "Готов" анализатора. Выход ajle ieнта 3!ЛИ 25 сседин8н с Входом c500cci дополни тельных и!-! теграторов 9, втоэай !Вход элемента К, il соеци3.!!э)4 С33 сброс<)вым!«Вход(4ми I« IHT6I "„!Bторов 5, генератора 1!. пилообразного напряжения«счетчика 15 и ЯВЛЯетсЯ Входом

"Пуск" анализа гора, а В (3 <оды г)е р ваго и в EGpGfG элементов И 18 ": 1 3 сс>ела!,! )!ен3-.! с В:<одами paapeLLleнля. cQGTB -:: : с 3BeннО, TpeT!3« . О

31ОРОГОВОГП Bile!i!6!4TB „««j И П 1«!KGBG»0 « 838) «ара 23.

Ана)3(лэатар раагп ает с.)лэд «!<>1...:,!3м ОГ3;,эЗО)«! !

«!Ссл«.,

Ql!8ст!Вч!л!э!)8; ся комм)«т»Г! (!pG;:3 1 8 чпp.:-i!. «;Я е!ьы(«3 pBGИЧ -Iым «/,Ãнвпсм В -;Оабаг.-,:;;!eи ы м и 3 fl f J3 G 0 о р а::.:. I- 0 3 ;:; н а и р я ж 6 н и я с ".етч(лка!«л 15. Ка><ды!«1 раз, когда эта наг,!>г!ЖЗНИЕ ДОСТ31Гает МИHil«i>«!У. 38,,!:,!ЭОИ«!НЫЙ СИГнзл н |правляю!Цем !!Хав кс)ммутатоаа 13 изменяет GBQ6 состоя!ЧР6 нa и) ОтивапаложHQ8 И В С:ООТВВТСТВИИ С ЭГИМ СОСТОЯ "г; ЛЕМ .«<ОМмута3>ар 1 «l ПерСЗК П !0 .:«Р т,:ЛССГ 6«(уеМЫ и

c!««if HB > ф либО на нх(: Л1> элоков и 8 ли(!О блоков 11:-; 12, 1Олаж!1те«3ьн ы -.: эначен ИЗ! х(т) через бгlок ((1 1) т!Опада:oт 34«в первую Г3)уг! ГГу д(лскр3!(л!«1наторов 6(11.1), от )!41!Втел(.-.ные зна<39H3«3<3 — через Ло«(л 8! i",> I — HB BTGpв«30 ГQyi-!(и( диск)оиминатарав б(1 О), Д(3с3<рим(!34атары !Зыделя:-с«т выхс1,4ной импульс, пропс рционал ьны и дли 8Г. íQсти пребывания clлгнала >;(t) Выше (lnpejleлОннОГО урОвня (В случае анализа фун !<Ц3ли распределения вероят iGcòåé! 1лли прапорциОнальнь!(! ДПУ Te_#_. нссти пребыван>лЯ (;иГ" нала в зада(4нын. пределах,â случае BHajlii!Ba плотности распределен(1ял Эти импульсь

15 ,(35 интегрируются интеграторами 5(9) и напри>кение с них подается на функциональные пластины 2, Напряжение для считыва !Ия результата поступает с !.6HepaTQpa 11 на горизонтально отклоняющие пластины Э, в результате чего на выходе дифферен(иального усилителя 2О будет отображена информация о различии распределений x(t), накопленных эа определенное число г ериодов напряжения длп с(итывания, Период Т последнего целесообразно выбирать такого же порядка, что и период нижней граничной частоты в сг ектре сигнала, По сигналу "Пуск" обнуля ются интеграторы 5(9), счетчик 15 и генератор 14, Счетчик

15 переключает коммутатор 13 В состояние. обеспечивающее пра>(аждэние сигнала х() на блоки 7 и 8 Выпрямления, в результате чего на функциональнь"х плас..инах первого ряда будет накапливаться статистическая информация а си1гнале за период Т. Повторный и запуск генератора 14 переключает счетчлк 15 и сигнал x(t) переключается коммутатором 1:3 на входы блоков 11 и 12 эыпрямления, в результате статистическая информация о сигнале x(t), накапливая эа второй период 3, отображается на фу4KU,иональных пластинах второго ряда. Накат!ленная разность потенциалов на функциональны:< пластинах 2 считывается электронным лучом, развертываемым пилоаараэным напряжением, и отображается в анод «ам токе, а следс)вательно, в сигнале на вь;ходс дифференциального усилителя 20.

Пиковый детектор 23 позволяет, выделить информацию а максимальной разности потенциалов пластин 2 одноименной пары за четный гериод Т пилоабраэ!40ГО напряжеНИЯ, ЧТО ЛОЭВОЛЯ6Т i!G YP««iT8PÈÞ СОГЛаСИЯ олмотор!)Ва-Смир IGBa сравнить между собой инфармацию а распределениях, отображаемую -la противоположных рядах функциональных пластин за четные и нечетные перлады напряжения. При alGM следует исключать иэ рассмотрения ситуацию с н) левым потенциалам всех функциональных

>пластин 2, а iaK>K6 увел !чить коэффициент псредачи инфармац!ли о (лакси14алы40Й раэ ностл потенциалов пар функциональных пластин при их малом потенциале и ослабить этот коэффициент передачи на вход пикового детектор "i 23 при большом потенциале последних, чта позволит снизить вераят IGcTB cjló÷aéHBIõ совпадений расг!ределени«1«накаплиВа6мых HB прати ваположных рядах функциональных пластин за первые периоды Т стсигнала "Пуск".

Переменный коэффициент пеоедачи с выхода диф<3>ерен циальнога усилителя 2О на вход пикового детектор». 23 реализуется за

1693603

tlllA е момент его макоимума, напряжение яо счет совместной работы усилителя 22 и сумматора 21, управляющего коэффициентом усиления усилителя 22. Установлено, что суммарный ток анодов 4 политрона обратно пропорционален отрицательному потенциалу на паре функциональных пластин 2, запирающему электроны пучка с соответствующими энергиями (от нуля до

8-16 эВ). Требуемая регулировка усилителя

22 получается, если его коэффициент.усиления обратно пропорциенален суммарному току анодов, но при токе, определяемом нулевым потенциалом пары функциональных пластин, запирает усилитель 22 так, чтобы потенциал на его выходе был максимален, а не нулевой.

Кроме того, усилитель 22 обеспечивает выпрямление сигнала, поступающего с выхода дифференциального усилителя 20. В начальный момент четного периода пилообразного напряжения пиковый детектор обнуляется и начинает накапливать информацию заново, в конце этого же периода информация с выхода детектора 23 сравнивается с наперед заданным порогом в третьем пороговом элементе 24 и результат запоминается и попадает на выход мГотов" анализатора. Если максимальное различие потенциалов на парах пластин 2 меньше заданного порога и потенциалы пластин не равны нулю, то на выходе элемента 24 появляется сигнал "Готов", означающий, что накопленной за четные и нечетные периоды информации достаточно, форму распределения можно считывать на выходе анализатора. При этом сигнал нГотов" одновременно проходит через элемент

ИЛИ 25 и обнуляет интеграторы 9, при этом на выходе можно считать форму распределения сигнала x(t), Работа анализатора основана на свойстве стационарных случайных процессов, позволяющем сравнивать между собой их параметры, полученные в различные интервалы времени, Обнуление детектора 23 и вклеочение элемента 24 осуществляются сигналами, формируемыми иэ пилообразного напряжения: счетчик 15 формирует на выходе старшего разряда единичный потенциал во время каждого четного Т, пороговый

-элемент 17 формирует единичный потенциал иэ пилообразного напряжения в момент

его минимума, напряжение на выходе элемента И 19 лишь в момент минимума пилообразного напояжения на четном периоде Т будет соответствовать единичному потенциалу, разрешающему работу детектора 23, пороговый элемент 15 формирует единичный потенциал из пилообразного напряжеq 0

55 на выходе элемента И 18 в результате будет соответствовать единичному потенциалу в момент максимума пилообразного напряжения на четном периоде Т, Формула изобретения

Анализатор функций плотности распределения, содержащий электронно-лучевую трубку типа политрон, горизонтально отклоняющие пластины и функциональные пластины первого ряда которой соединены соответственно с выходом генератора пилообразного напряжения и с выходами N интеграторов (где N — число функциональных пластин ряда), информационные входы которых соединены с выходами N дискриминаторов, причем N/2 дискриминаторов первой группы входом соединены с выходом первого блока выпрямления, входы N/2 дискриминаторов второй группы — с выходом второго блока выпрямления, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены N дополнительных интеграторов, третий и четвертый блоки выпрямления, две дополнительные группы из N/2 дискриминаторов, коммутатор, счетчик, дифференциальный усилитель, сумматор, усилитель, пиковый детектор, три пороговых элемента, элемент ИЛИ и два элемента И, при этом выходы третьего и четвертого блоков выпрямления соединены соответственно с входами дискриминаторов дополнительных групп, выходы которых через дополнительные интеграторы соединены с соответствующими.функциональными пластинами второго ряда электронно-лучевой трубки, входы первого и второго блоков выпрямления соединены с первым, а входы третьего и четвертого блоков выпрямления — с вторым выходами коммутатора, управляющий вход KQTQpprA соединен с выходом младшего разряда счетчика, счетный вход которого соединен с выходом генератора пилообразного напряжения, а выход старшего разряда — с первыми входами элементов И, вторые входы которых соединены соответственно с выходами первого и второго пороговых элемен;ов, входы которых соединены с выходом генератора пилообразного напряжения, соответствующие входы дифференциального усилителя и сумматора обьединены и соединены с соответствующими анодами электронно-лучевой трубки, выход дифференциального усилителя — с сигнальным входом усилителя и является выходом анализатора, выход сумматора соединен с входом регулировки усиления усилителя, выход которого соединен с сигнальным вхом пикового детектора, выход которого со1693603

Составитель Г. Зелинский

Реда кто р А. Козо ри 3 Техред M,Моргентал Корректор С. Шевкун

Заказ 4078 Гираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета во изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-изда, ельский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101 единен с сигнальным входом третьего порогового элемента, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ и является выходом "Готов" анализатора, выход элемента ИГПИ соединен с входами сброса М дополнительных интеграторов, второй вход элемента ИЛИ вЂ” со сбросовыми входами интеграторов, генератора пилообразного напряжения, счетчика и является входом

"Пуск" анализатора, а выходы первого и второго элементов И соединены с входами раз5 решения соответственно третьего порогового элемента и пикового детектора.