Адаптивный статистический анализатор

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< и 642714

Сеюз Севетскнк

Сецнапнсткческиа

Ресиубинк (6l) дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 271274 (21) 2089521/18-24 с присоединением заявки № (51) М. Кл. б 06 F 15/36 (23) Приоритет

Государственный комитет ссср по девам нзобретеннй н открытнй (53) УДК 681. 3 (088. 8) Опубликовано 15.0179. Бюллетень И 2

Дата опубликования описания 150179 (72) Авторы

ИЗОбрЕТЕИИЯ . Н.И. Грибок, С.С. Обозовский и P.-А.В. О

P3) Заявитель (54) А)АДАПТИВНЫЙ СТАТИСТИЧ):СКИЙ

АНАЛИЗАТОР

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано в аппаратуре, предназначенной для статистической обработки результатов измерений. 6

Известен статистический анализатор (1), содержащий преобразователь, счетчик импульсов, дешифраторы, элемент

И, задатчик времени анализа и др.

Недостаток его состоит в продолжи- 10 тельности последовательного анализа;

Наиболее близким о технической сущности к предлагаемому анализатору, построенному на основе цифровых квадраторов, является анализатор (2J, со- 1< держащий счетчик выборки, источник импульсов, цифровые квадраторы, элементы И, ИЛИ, триггеры, счетчик, блоки сравнения кодов, реверсивный счетчик, делители числа импульсов и блок вь)читания.. К недостатку этого анализатора следует отнести то, что число выбора не может быть произвольным, а в конце вычислений он получает лишь значение величины, пропорциональной . среднему квадратному отклонению, что значительно уменьшает функциональные возможности анализатора.

Целью изобретения является расши» ,рение функциональных возможностей анализатора за счет обеспечения воз можности получения среднего квадратичного значения, дисперсии, среднего арифметического значения, дисперсни процесса относительно заданного числа, отклонения среднего значения процесса от наперед заданного числа.

Это достигается тем, что входы первого блока сравнения кодов соединены с информационными выходами первого и второго цифровых квадраторов, а выход соединен с первыми входами первого и второго элементов И, вторые входы которых соединены с источником импульсов, третьи входы — c первым выходом второго блока сравнения кодов, а четвертые входы — соответственно с первым и вторым выходами первого триггера, вход которого соединен с выходом счетчика выборки. При этом вход счетчика выборки соединен с шиной Такт и входом второго триггера, выходы которого подключены со ответственно к первым входам третьего и четвертого элементов И, вторые входы которых соединены с входом анализатора, выход третьего элемента И соединен с первым входом блока вычитания и с входом первого делителя числа импульсов, выход которого сое642714.

Первое значение выборки х записывается через открытый элемент И 18 в реверсивный,счетчик 8. После занесения числа х< импульс такт опрокидывает триггер 2 в единичное состояние. При этом элемент И 17 открывается, а элемейт И 18 закрывается.

Последующие значения х; поступают через элемент И 17 на вход блока вычитания 3, с выхода которого пачки импульсов xÄ - at через элемент ИЛИ 4 поступают на вход цифрового квадратора 5. В общем случае такой квадратор содержит счетчик, ключи и накапливающий сумматор (на схеме не показаны). С окончанием занесения числа х„ -а в сумматоре цифрового квадратора 5 зафиксирован код числа (х„-.а) . По окончании прохождения каж дого выборочного значения х1 блок вычитания открывает элемент И 19. Если х„. -at ФО, то элемент И 19 открыт также сигналам с выхода нуля сумматора цифрового квадратора 5. Импульсы c выхода источника импульсов 12 через элемент И 19 проходят на вход сумматора цифрового квадратора 5 и через делитель 14 на вход вычитания сумматора цифрового квадратора б. Количество этих импульсов 2"-(х;-a)2 где Ъ вЂ” разрядность сумматора. При обнулении.сумматора цифрового квадратора 5 элемент И 19 закрывается. Так как разрядности сумматоров цифровых квадраторов 5 и.б равны, то с приходом

N f-го выборочного значения X в цифровом квадраторе б фиксируется код чис7Я р (;-а)

J7

Ж у

Q У

Анализатор работает следующим образом. 65 ринен с входом счетчика ° Выход счет-., чика подключен к первому входу второго блока сравнения кодов, второй и третий выходы и второй вход которого соединены соответственно с входами управления сложением и вычитанием и с первым выходом реверсивного счетчи- 5 ка, информационный вход реверсивного счетчика соединен с выходом четвертого элемента И, а второй выход — с вторым входом блока вычитания. Первый выход блока вычитания соединен с нер- ц) вым входом пятого элемента И, второй вход которого соединен с источником импульсов, а..третий вход — c выходом 0 первого цифрового квадратора и с пятым входом первого элемента И, выход первого элемента И подключен к первому входу элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с вторым выходом блока вычитания, а выход — с суммирумцим входом первого цифрового квадратора, вычитающий вход которого соединен с выходом пятого элемента И и с входом второго делителя числа импульсов. Выход последнего соединен с въпчитающим входом второго цифрового ква,щратора, суммирующий вход которо-. го соединен с выходом второго элемента И.

На чертеже изображена функциональная схема адаптивного статистического З0 анализатора.

Анализатор состоит из триггеров

1 и 2, блока вычитания 3, элемента

ИЛИ 4, цифровых квадраторов. 5 и 6, счетчика 7, реверсивного счетчика 8, 35 счетчика выборки 9, блоков сравнения кодов 10 и 11, источника импульсов 12, делителей 13 и 14 числа импульсов и элементов И 15-19.

В предлагаемом анализаторе диспер- 40 сия вычисляется по формуле где а — произвольная точка.

Для обеспечения работы с малыми числами точка а должна находиться в области частотного распределения х;Так как дисперсия не зависит от начала координат, то с целью адаптации анализатора в области частотного распределения за точку а принимается первое значение числа x, т.е. а х . Это позволяет ограничить максимальное число, которое поступает на вход цифровых квадраторов, размахом частотного распределения, т.е. числом х „ - „„, что намного меныае максимального значения выборки

" ма с л " 2 -f<;-а> 1 д (л-a)

1=1

К этому моменту s счетчике 7 зафиксирован код среднего арифметического. С окончанием (М+I) -й,выборки х счетчик выборки 9 переполняется и опрокидывается триггер 1 в единичное состояние.

Если О > х, то счетчик .8 находится в режиме вычитания. Импульсы источника 12 через открытый элемент И 16 .поступают на вход цифрового квадратора 6. В момент равенства кодов и счетчиках 8 и 7 элемент И 16 закрывается. Если at< х,. то счетчик 8 находится в режиме суммирования. В обоих случаях на суммирующий вход цифрового квадратора 6 поступает число импульсов х -а, а в сумматор этого квадратора записывается число 2"-(х -a)

К ,Z (л.,-п)

Так как (х- g),-, то в, 2 2

М цифровом квадраторе 6 (в его сумматоре) фиксируется ко21 дисперсии случайного процесса.. С окончанием по" лучения D„ элемент И 16 закрывается, а элемент И 15 открывается. Импульсы с частотой т с выхода источйика им=

642714 пульсов 12 через элементы И 15 и ИЛИ

4, если Й» Ф О, проходят на вход цифрового квадратора 5. При равенстве кодов в сумматорах цифровых квадраторов

5 и 6 срабатывает блок сравнения кодов 10 и закрывает элемент И 15. К этому моменту в цифровом квадраторе

5 (в его счетчике) фиксируется кодовое значение среднего квадратического отклонения случайного процесса. На этом процесс вычисления Г прекращается. ц счетчике 7 Фиксируется код Ю среднего арифметического, в счетчике цифрового квадратора 6 — код числа

М

ЕХ К а!, в сумматоре квадратора 6 зйачение дисперсии, а в счетчике квадратора 5 — значение среднего квадратичного отклонения.

Анализатор обладает высокими функциональными возможностями, может най- Я ти применение при исследовании метро= логических характеристик измерительных устройств. При этом за точку а следует брать значение образцового ,Е Х1

И

25 сигнала. При этом число -a равна. 1с1

И систематической ошибке, которую вно-. сит:исследуемый измеритель, а число

30 . (= g) 2 — «oeopoe попупаюс н cyn, t маторе цифрового квадратора 6, численно равно полной дисперсии ошибки, 35 которую вносит исследуемый измеритель. Формула изобретения

Адаптивный статистический анализатор, содержащий счетчик выборки, источник импульсов, цифровые квадраторы, элементы И, ИЛИ, триггеры, счетчик, блоки сравнения кодов, реверсивный 45 счетчик, делители числа импульсов.и блок вычитания, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей анализатора, .входы первого блока сравнения кодов соединены с информационныии выходами .первого и второго цифровых квадраторов„ .а выход соединен с первыми входами nep- вого и второго элементов И, вторые входы которых соединены с источником " импульсов, третьи входы — с первым выходом второго блока сравнения кодов, а четвертые входы — соответственно с первым и вторым выходами первого триггера, вход которого соединен с выходом счетчика выборки, при этом вход счетчика выборки соединен с шиной Такт и входом второго триггера, выходы которого подключены соответственно к первым входам третьего и четвертого элементов И,.вторые входы которых соединены с входом анализатора, выход третьего элемента И соединен с первым входом блока вычитания и с входом первого делителя числа импульсов, выход которого соединен с входом счетчика, выход счетчика подключен к первому входу второго блока сравнения кодов, второй и третий выходы и второй вход которого соединены соответственно, с входами управления сложением и вычитсанйем и с, первым выходом реверсивного счетчика, информационный вход реверсивного счетчика соединен с выходом четвертого элемента И, а второй выход — c вторым входом блока вычитания, первый выход блока вычитания соединен с первым входом пятого элемента И, второй вход которого соединен с источником импульсов, а третий вход — с выходом 0 первого цифрового квадратора и с пятым входом первого элемента И, выход первого элемента И подключен к первому входу элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с вторым выходом блока вычитания, а выход — с суммирующим входом первого цифрового квадратора, вычитающий вход которого соединен с выходом пятого элемента И и с входом второго делителя числа импульсов, выход последнего соединен с вычитающим входом второго цифрового квадратора, суммирующий вход которого соединен с выходом второ-о элемента И.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. АвторскоЕ свидетельство СССР

Р 316103, кл. 606 F 15/36, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 343273, кл. 906 G 7/52, 1973

6427l4

Составитель Э. Сечина

Техред С.Мигай Корректор E,Äè÷èíñêàÿ

Редактор Т. Юрчикова

Закаэ 7761j46 Тираж 779 Подписное

ЦНЙИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий .

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

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