Цифровой анализатор функций распределения временных интервалов

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

Оп КСАН ИЕ

ИЗОБРЕТЕ Н ИЯ (111 59695Р (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 03.11.75 .(21) 2186643/24с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет— (43) Опубликовано 05.03.78, Бюллетень ¹e (45) Дата опубликования описания 25.02.78 (51) М. Кл.

& 06 F 15/36

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР оа делам изобретений и открытий (53) УДК 681...3(088.8) (72) Авторы изобретения

10. С. Ицкович, Д, Г, Линие, Ю. С. Парижский, В. Н. Сергеев и А,Н. Шполянский (71) Заявитель (54) ЦИФРОВОЙ АНАЛИЗАТОР ФУНКЦИЙ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ

ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ

Изобретение относится к устройствам àïïàратурного анализа характеристик случайных процессов и предназначено для использования в аппаратуре статистической обработки сигналовв.

Известен цифровой анализатор функций распределения временных интервалов, используемый в аппаратуре статистической обработки сигналов, содержащий счетчик, блок усреднителей, элементы И, линии задержки (1).

Наиболее близким по технической сугцности является анализатор, содержащий опорный генератор, выход которого соединен с первым входом счетчика измерения длительностей интервалов, второй вход которого подключен к выходу блока квантования по амплитуде и времени, вход которого является входом анализатора, выход счетчика подключен к первому входу блока усреднителей интервалов через дискриминатор, а к второму входу — непосредственно (2) .

Однако, вследствие того, что функция распределения содержит информацию о параметрах закона распределения случайной величины в неявной форме, известные анализаторы не позволяют оперативно сравнивать законы распределения случайных величин, принимать решение об идентичности или различии законов распределения случайных вслнчпн, что необходимо при непрерывном анализе случайных процессов в реальном масштабе времени.

Кроме того. при непрерывном анализе в -,ечение длительного ьрсмени наблюдаются сбои аппаратуры, вызываемые, например, электромагнитными помехами, кратковременными перерывами в подаче питания и др., что может иска жя Г ь рсзх л ьтя ты я и ял и за, <. Оздя В ать си теяцию ложной тревоги и сушсствецно затрудняет

10 работу - анализатором, Целью изобретения являс гся рясшпрснис функциональных возможнолей яп:IElèçBTîðà зя счет обеспечения возможности опсративного сравнения и устянов lellIIB идснтичности законов распределения случайных BE III IIII, повышение помехоустойчивости его. B частности, соiранение его ряботоспособноли и искл1о:ение ложных тревог при сбоя аппаратуры.

Для этого в BIIBëèBàòîð введены блоки запоминания эталонной функции распределения, блок сравнения распределений, блок выявления неравнозначности и блок переключения, первый вход которого соединен с выходом блока усреднителей интервалов, третий вход которого сосдине1 с выходом блока неравнозначности, с третьим входом счетчика измерения длительностей интервалов, со вторым входом блока

5969

1О

25

55 ьо переключения; первый выход которого полк,»Очен к первым входам блоков запоминания эталонной функции распределения, вторые входы

K0Top6Ix яВляются Вторым ВхОдОм анализатора, выход первого блока запоминания эт. донной функции распределения соединен с п«рвь;— ми входами блока сравнения распределений и блока неравнозначности, второй вход которого подключен к выходу второго блока запоминания эталонной функции распределения, при этом второй вход блока сравнения распределений соединен со вторым выходом блока переключения, а третий вход — с выходом опорного генератора.

На чертеже приведена структурная элcêòðèческая схема цифрового анализатора распределения временных интервалов.

LI,èôðoâîé анализатор содержит опорный генератор 1 и блок квантования Но амплитуде и времени 2, выходы которых подключены к счетчику измерения длительностей интервалов 3.

Счетчик 3 подключен к входу дискриминатора

4, имеющему столько выходов, на сколько зон разбиты возможные значения измеряемых интервалов. Каждый выход дискриминатора

4 подключен к соответствующему каналу блока усреднителей интервалов 5. Туда же подключен и выход счетчика 3. Блок усреднителей интервалов 5 подключен к информационному входу блока переключения режимов 6. Блок переключения режимов 6 имеет два состояния: «вычисление» и «обновление информации».

В состоянии «вычисление» выход блока усреднителей 5 подключен к первому Входу блока сравнения распределений 7, а в состоянии «обновление информации» вЂ” к блок-.ì запоминания эталонной функции распределения

8 и 9.

Блок запоминания эталонной функции распределения 8 имеет еще один вход для записи эталонной функции распределения от Внешнего источника, а его выход подключен ко второму входу блока сравнения распределений 7 и к первому входу блока выявления неравнозначности 10. Блок выявления неравнозначности

10 имеет второй вход, к которому подключ H блок 9, и выход, подключенный к управляющему входу блока переключения 6, к входам установки в исходное состояние счетчика 3 и блока усреднителей 5. Блок сравнения распределений

7 имеет синхронизирующий вход, подкл;очепный к выходу опорного генератора

Принцип работы анализатора заключается в следующем.

Анализируемый сигнал поступает на вход блока квантования 2, на выходе которого Вырабатываются сигналы о пересечении анализируемым сигналом выбранного уровня квантования.

Сигналы о пересечении уровня квантования поступают в качестве управляюгцих на вход счетчика 3, поочередно разрешая или заир«щая прохождение на второй вход счетчика импульсов опорного генератора 1, следующих с заданной частотой квантования. Количество импульсов, прошедшее на счетчик 3 между двумя управляющими сигналами и зафиксированное

56 на его выходе, пропорционально длительности соответствующего временного интервала.

17нформа:»,ия î 7.7HT«, lüíoñòè очередного измеренного интерва. >а с Выхода счетчика

3 по«тупает на дискриминатор 4, который определяет, K какой зоне о длительности относится измеренный интервал. и подключает соответствую ций канал блока усреднителей интервалов

5 к выходу счетчика 3.

Блок усреднителей 5 содержит столько каналов, На сколько зон разбиты все возможные значения длительности измеряемых интервалов.

В каждом канале работает самостоятельный усреднитель, на гыходс которого после многократного повторения описанных выше операц> и фоР>ми1>хетсЯ BE 1HLlHH3, >7P>>lloPHHoHaa7hHBH

->а«тот« попадания измеренных интервалов в соответствующую зону длительности.

Совокупность этих величин по всем каналам на вь>ход«блока усреднителей 5 определяет функцию распределения измеряемых интервалов.

Если блок перекл>очения 6 находится в состоянии «вычисление», то функция распределения через блок 6 поступает на блок сравнения распределений 7. На второй вход блока 7 поступает эталонная функция распределения из блока 8.

В блоке 7 производится сравнение двух поступивших на него функций распределения и вычисление вероятности того, что сравниваемые функции распред«ления соответствуют одному и тому же закону распределения. Вычисление производится по одному из известных критериев согласия, например Х вЂ” квадрат или

Колмогорова. При этом работа блока сравнения распределений 7 по синхронизирующему входу, подключенному к опорному генератору 1, синхронизирована с работой остальных блоков анализатора, что позволяет выполнять в блоке 7 вычисления по выбранному критерию согласия одновременно с определением функции распределения другими блоками анализатора, т. с. без увеличения общего времени анализа случайного процесса.

Эталонную функцию распределения можно записать в блок запоминания 8 от внешнего источника по специальному входу. Кроме того, в качестве эталонной можно использовать функцию распределения, полученную на выходе олока усреднителей 5 в некоторый, выбираемый оператором момент времени. Для этого блок переключения режимов 6 устанавливается в состояние «обновление информации» и подключает выход блока усреднителей 5 к входу блока

8 запоминания эталонной функции распределений 8.

Эталонная функция распределения подается дополнительно в блок 9. Выходы блоков 8 и

9 ко >тролируются на равнозначность блоком

10.

Если в сигналах, хранящихся В блоках 8 и 9, возникает неравнозначность, то на выходе блока 0 вырабатывается сигнал о том, что произошел сбой в работе аппаратуры.

По этому сигналу счетчик 3 и блок усреднителей интервалов 5 устанавливак>тся автоматически или оператором в исходное положение и

596956

Формула изобретения начинают заново измерять длительность временных интервалов и функцию их распределения, а блок переключения 6 устанавливается в состояние «обновление информации». При этом с выхода блока усреднителей 5 в блоки 8 и

9 записывается новая функция распределения, 5 которая в дальнейшем принимается за эталонную. При появлении сигнала о произошедшем сбое обновление информации в блоках 8 и 9 может быть произведено и по внешним входам.

После обновления информации в блоках 8 и

9 блок переключения (режимов) 6 переводится в состояние «вычисление» и работа анализатора продолжается, как было описано выше.

Предлагаемый анализатор может решать ряд дополнительных задач по сравнению с прототипом. Он позволяет сравнивать законы распределения случайных величин по критерию согласия, принимать решение об идентичности или различии законов распределения случайных величин. Перечисленные задачи анализатор решает без снижения его быстродействия, что особенно важно при непрерывном анализе 20 случайных процессов в реальном масштабе времени. Кроме того, наличие контрольного запоминающего устройства исключает опасность ложной тревоги при случайных сбоях в работе аппаратуры. 25

Цифровой анализатор функций распределения временных интервалов, содержащий опорный генератор, выход которого соединен с пер- 30. вым входом счетчика измерения длительностей интервалов, второй вход которого подключен к выходу блока квантования по амплитуде и времени, вход которого является входом анализатора, выход счетчика подключен к первому входу блока усреднителей интервалов через дискриминатор, а ко второму входу — непосредственно, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей анализатора за счет обеспечения возможности оперативного сравнения и установления идентичности законов распределения случайных величин, в него введены блоки запоминания эталонной функции распределения, блок сравнения распределений, блок выявления неравнозначности и блок переключения, первый вход которого соединен с выходом блока усреднителей интервалов, третий вход которого соединен с выходом блока неравнозначности, с третьим входом счетчика измерения длительностей интервалов, со вторым входом блока переключения; первый выход которого подключен к первым входам блоков запоминания эталонной функции распределения, вторые входы которых являются вторым входом анализатора, выход первого блока запоминания эталонной функции распределения соединен с первыми входами блока сравнения распределений и блока неравнозначности, второй вход которого подключен к выходу второго блока запоминания эталонной функции распределения, при этом второй вход блока. сравнения распределений соединен со вторым выходом блока переключения, а третий вход — с выходом опорного генератора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство № 454560, кл.

G 06 F 15/36, 1973.

2. Авторское свидетельство Ке 486323, кл.

G 06 F 15/36, 1974.

ЦНИИПИ Заказ 1141/47

Тираж 826 Подписное

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4