Статистический анализатор

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Соцналнстнческнх

Республик (11),б О 3999 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 04.0875 (21) 2162688/24 с присоединением эаявки Гтв (23} Приоритет— (43) Опубликовано 2504.78. Бюллетень _#_t 15 (5.1) М. Кл.

Q06 Р 15/36

Гвв1дврвтввнмв ввнтвт

Ювввтв Мввввтрвв COOP вв даава вввврвтвввв в втврмтвв (53) УДК

681.3(088.8) (45) Дата опубликования описания 200478

С.И. Юран (72) втор нэобретеиия

Ленинградский ордена Ленина политехническнй институт им. М. И. Калинина (71) Заявитель (54) СТАТИСТИЧЕСКИИ АНАЛИЗАТОР

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для измерения статистических характеристик,например математического ожидания, дисперсии случайных процессов с периодической нестационарностью, например магнитного шума при циклическом перемагничивании ферромагнетика.

Известно устройство для определения статистических характеристик пери- т0 одически нестационарных случайных процессов (ПНСП) jig .В нем плотность распределения вероятности ПНСП определяется осциллографическим анализатором вероятностей. При. этом запись плотности распределения вероятности производится на бумажную ленту а затем рассчитывается дисперсия н спектральная плотность.

Наиболее близким к изобретению ЯО по технической сущности является анализатор, содержащий блок определения периода нестационарноститвход которо го соединен с первым входом блока регулирования фазы, управляющий вход 25 которого соединен с первым выходом блока управления, коррелятор, первый вход которого соединен со входом анализатора, а выход — с первым входом блока регистрации (2) . 30

В науке и технике встречаются час" тотно-модулированные случайные процессы, например процесс, .полученный на выходе магнитофона при неравномерной протяжке ленты с записанным на ней стационарным случайным процессом. При исследовании магнитного шума при циклическом перемагничивании ферромагнетика имеем дело также с частотно-модулированным случайным процессом. При распределении длительностей выбросов по ширине всплеска магнитного шума в середине всплеска процесс более низкочастотный, поэтому, в зависимости от частотных свойств процесса, статистическая погрешность определения вероят. ностей характеристики,ПНСП будет различной в каждом сечении Тн, т.к. длительности сечений одинаковы.

Пелью изобретения является повыше ние точности анализатора.

Достигается она неравномерным разбиением периода нестацнонарности процесса на сечения в зависимости от его частотных свойств на отдельных участках периода :,íåñòàöèoíàðíoñòè °

Сущность изобретения эаключается в том, что длительность сечения периода нестационарности определяется временем заполнения счетчика до значения

603999 импульсов, где 8 - общее число импульсов, превышающих заданный порог дискриминации за период нестационарности, g - минимальное число, сечений, ла которое разбивается период нестационарности. Чем - высокочастотиее процесс на каком-либо участке периода иестационарности, тем быстрее заполнится счетчик до - - и тем короче аналиН зируемое сеченйе. Получается адаптивный,(0 алгоритм анализа HHCII.

Для этого анализатор содержит измеритель временных интервалов, выход которого подключен ко второму входу блока регистрации, а пеРвый, второй третий входы которого подключены соответственно ко второму, третьему и четвертому входам коррелятора, второму и третьему выходам блока регулирования фазы, второй управляющий вход которого соединен co,âòoðûì выходом блока управления, третий выход которого под" ключен к управляющему входу коррелятора, а вход блока управления соединен с. выходом блока определения периода нестационарности, Кроме того, блок регулиРования фазы содержит дискриминатор, вход которого соединен с первым входом блока, а выход подключен к входу счетчика импуль-, сов и к первым входам группы элементов И, вторые входы которых соединены со вторым управляющим входом блока, выход счетчика импульсов подключен к первому входу элемента И, второй вход которого подключен к первому управляю- 85 щему входу блока, а выход соединен с первыми входами соответствующих элементов сравнения, вторые входы которых подключены к выходам группы элементов И, третьи входы которых, кроме 40 первого элемента И группы подключены соответственно к первым выходам элементов сравнения, вторые выходы которых соединены соответственно с первым, вторым и третьим выходами блока. 45

На чертеже дана структурная схема описываемого анализатора.

Он содержит блок 1 регистрации, блок 2 управления, блок 3 определения периода нестационарности, блок 4, регулирования фазы, коррелятор 5, измеритель 6 временных .интервалов, дискриминатор 7, счетчик 8 импульсов, группу элементов И 9, элемент И 10, элементы 11 срав не ни я .

В первый период нестационарности после команды с блока 2 в элементах 11 сравнения накапливается код числа

М где И " общее число импульсов за период,д,-число сечений на периоде нестационЛрности. Первый элемент И 10 позволяет импульсам с амплитудой, большея урознн Tåпловыx шумов, сформированным дискриминатором 7, после счетчика 8 прохопить на элементы 11 в первый период иестапионарности. В 65 момент начала второго периода по команде с блока 2 сигнал со входа анализатора, соответствующий первому сечению йроцесса,проходит на коррелятор 5. В этот же момент импульсы с дискриминатора через .группу элементов И

9 начинают поступать на первый элемент

11 сравнения до момента сравнения кода, записанного элементом ll в первом периоде с кодом, поступившим в нее во втором периоде нестационарности.

В момент сравнения кодов анализ участка, соответствующего первому сечению, прекращается и сигнал от источника периодически нестационарного случайного процесса (ПНСП), соответствующий второму сечению периода, поступает через третий элемент И 9 на второй элемент 11 сравнения (чисел импульсов) .

Очередной элемент И открывается только после прихода разрешающего потенциала с предыдущего элемента сравнения чисел импульсов. Происходит анализ второго участка периода нестационарности до момента сравнения кодов в элементе 11, и так до последнего сечения.

Получили по одному значению измеряемой характеристики на каждом из участков периода нестационарности ° Затем в элементах 11 сравнения снова записывается код числа И/g и анализ повторяется для всех участков. Измерение продолжается до получения оценки определяемой характеристики с погрешностью от конечности выборки, меньше заданной.

Время анализа задается блоком управления с помощью счета числа периодов нестационарности, выделяемых блоком

11. Измеритель 6 временных интервалов производит отметки в блоке 1 регистрации после анализа процесса на каждом участке.

Экспериментальное исследование магнитного шума показало, что число выбросов М за период нестационарности при его постоянстве флуктуирует незначительно (в пределах 1%) . Таким образом, характеристики, определенные с помощью рассмотренного анализатора, будут иметь одинаковую статистическую погрешность по всему периоду нестационарности процесса, что увеличивает точность измерений, в то же время позволяет учитывать частотные свойства реального IIHCII

При узком участке нестационарно"ти по сравнению с длительностью периода нестационарности удается выделить огибающую случайного процесса, что невозможно получить при равномерном разбиении периода нестационарности на то же число сечений.

В случаях, когда шум на некоторых участках периода нестацианарности близок к нулк (ниже уровня срабатывания дискриминатора), время анализа сокр 603999

Формула изобретения, 11НИИПИ Заказ 2097/41

Тираж 826 Подписное

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 щается — процесс на этих участках не анализируется.

1. Статистический анализатор,содержащий блок определения периода нестационарности, вход которого соединен с первым входом блока регулирования фазы, управляющий вход которого соединен с первым выходом блока управления, коррелятор, первый вход которого соединен со входом анализатора, а выход — с первым входом блока регистрации, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности анализа, он содержит измеритель временных интервалов, выход которого подключен ко второму входу блока регистрации, а первый, второй, третий. входы которого подключены соответственно ко второму, третьему и четвертому входам коррелятора, второму и третьему выходам блока регулирования фазы, второй управляющий вход которого соединен со вторым выходом блока управления, третий выход котерого подключен к управляющему входу коррелятора, а вход .блока управления соединен с выхоДом блока определения периода нестацио.нарности.

2. Анализатор по и. 1, о т л и ч аю шийся тем, что блок регулирова-. ния фазы содержит дискриминатор, вход которого соединен с первым входом блока, а выход подключен к входу счетчика импульсов и к первьм входам группы элементов И, вторые входы которых соединены со вторым управляющим входом блока, выход счетчика импульсов подключен к первому входу элемента И, второй вход которого подключен к первому, управляющему входу блока, а выход соединен с первыми входами соответствующих элементов сравнения, вторые входы которых подключены к выходам группы элементов

И, третьи входы которых, кроме первого элемента И группы, подключены соответственно к первым выходам элементов сравнения, вторые выходы которых соединены соответственна с первым, вторым и третьим выходами блока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Прокопович М.P. Эффект Баркгаузена н шумы перемагничивания ферромагнетиков, реферат, Иркутск, 1968.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 292170, кл. С 06 7 15/36, 1969.