Статистический анализатор

 

(72) Авторы изобретения

В. А. Фукалов и А. И. Андреев (73) Заявятель (54) СТАТИСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗАТОР

Изобретение. относится к области вычисли- тельной техники и может найти применение при определении статистических характеристик случайных процессов: . Известно устройство для определения плотности вероятностей случайных процессов, содер жащее первый аналого-цифровой преобразователь, подключенный информационным входом ко входу устройства, а выходом к первому дешифратору, генератор импульсов выборок, выход которого соединен с управляющим входом

t0 аналого-цифрового устройства, кнопку запуска (11.

Недостатком этого устройства является то, что оно одноканальное, вследствие чего все .из15 меряемые характеристики определяются при постоянном уровне анализа случайных процессов

Y(t) и X(t) в зависимости от вида измеряемой характеристики.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному изобретению является анализатор, содержащий первый и второй аналогоцифровые преобразователи, информационные

I входы которых являются соответственно первым и вторым входами анализатора, управляющий вход второго аналого-цифрового преобразователя непосредственно соединен с кнопкой запуска и через первый переключатель — с выходом генератора импульсов выборок, выходы аналогоцифровых преобразователей соединены со входами соответствующих дешифраторов, и измерительных каналов и и блоков управления, каждый нз которых состоит нз триггера н счетчика, а каждый измерительный канал состоит из и-входового элемента И, двухвходовых элементов И и счетчиков, входы которых в каждом канале соединены с выходами соответствующих двухвходовых элементов И своего канала, первые входы которых в каждом канале подключены к соответствующим. выходам и-входового элемента И своего канала, вторые входы всех двухвходовых элементов И каждого канала подключены к выходу триггера соответствующего блока управления, входы счетчиков каждого из которых и входы и-входовых элементов И всех каналов подключены к соотВетствующим выходам первого дешнфратора (21.

690507 где t х„, у;

Ьх, Ьу

Недостатком этого устройства является то, что оно является прямопоказывающим только при определении коэффициента коллигации, условная же плотность вероятностей V/(y/x ) определяется как сумма показаний счетчиков

i-го канала. Для определения безусловной плотности вероятностей W(y ) необходимо найти отношение йоказания -ro счетчика i-го канала к сумме показаний всех счетчиков при.подаче на оба входа анализатора процесса y(t). 10

Такая методика определения условной и бе- .

I зусловной плотности вероятностей увеличивает ,продолжительность анализа, усложняет действия операторов и на позволяет автоматизировать ввод результатов измерений в вычислительные машийы..

Пель изобретения — улучшение эксплуатационных характеристик анализатора.

Поставленная цель достигается тем, что в анализатор введены входной двухвходоый we мент И, второй переключатель, входной триггер и делитель частоты, вход которого соединен с кнопкой запуска и с первым входом входного двухвходового элемента И, выход которого под25 ключен к управляющему входу первого аналого-цифрового преобразователя, а второй вход соединен с выходом входного триггера, первый вход которого через второй переключатель сое динен с выходом делителя частоты, при этом каждый измерительный канал содержит цепочЗо ку из последовательно соединенных дополнительного счетчика, ключа, триггера и дополнительного двухвходового элемента И, выход которого. подключен к управляющему входу и-входового элемента И своего канала, другой вход дополнительного двухвходового элемента И подключен к входу дополнительного счетчика своего канала и к соответствующему выходу второго дешифратора, другой вход триггера каждо40

ro канала соединен с входом входного триггера, с кнопкой запуска и с первыми входами триггеров блоков управления, второй вход каждого триггера блока управления через переключатель соединен с выходом счетчика своего бло45 ка.

Блок-схема устройства приведена на чертеже, где представлены входы анализатора 1,2; аналого-цифровые преобразователи 3,4; кнопка, запуска 5; ; генератор импуль50 сов выборок 7; делитель частоты 8; переключатель 9; триггер 10; двухвходовый элемент И

11; дешифраторы 12,13; измерительный канал

14; входовой элемент И 15; входы элементы 16, 17; двухвходовой элемент И 18; входы 19, 20 элемента 18; триггер 21; переключатель 22;

55. счетчик 23; двухвходовые элементы И 24; счетчики 25; блоки управления 25, содержащи, триггер 27, переключатель 28 и счетчик 29.

Статистический анализатор может работать в двух режимах:

1 режим — определение условных плотностей и безусловных плотностей и вероятностей;

2 режим -- определение коэффициента коллигации.

При работа анализатора в первом режиме переключатель 28 разомкнут, а переключатели

9 и 22 замкнуты.

Работа статистического анализатора при оп- ределении условных и безусловных плотностей вероятностей осуществляется следующим образом. Напряжение реализации y(t) случайного процесса Y(t) со входа 1 подводится,на информационный вход аналого-цифрового преобразователя 3, а напряжение реализации x(t) случайного процесса X(t) co входа 2 поступает на информационный вход аналого-цифрового преобразователя 4. При одновремейном замыкании переключателя б и кнопки 5 импульсы с генератора 7 поступают на управляющий вход ана лого-цифрового преобразователя 4, делителя часготы 8, первый вход двухвходового элемента .

И 11, а первый из этих импульсов одновременно переводит триггеры 10, 21 и 27 в такое состояние, цри котором на втором входе элемента 11, входе 19 элементов 18 и втором входе элементов 24 появ.ляется "разрешающее" напряжение. При этом импульсы от генератора 7 через элемент 11 поступают на управляющий вход аналого-цифрового преобразователя 3.

В моменты опросов входные напряжения реализаций y(t) и x(t) преобразуются в цифровую форму и с преобразователей 3 и 4 выдаются в параллельном коде иа дешифраторы 12 и 13. Соответственно значению входного напряжения появляются импульсы на выходах дешифраторов 12 и 13, имеющих определенный номер.

С выхода дешифратора 12 импульс поступает на информационные, например i — е, входы элементов .15 всех измерительных каналов и на вход счетчика 29 i-ro блока управления. С выхода, например К-го, дешифратора 13 импульс подается на вход счетчика 23, а через элемент

И 18 на управляющий вход 17 п-входового элемента И К-ro измерительного блока; Тогда в-.

i-м счетчике К-ro измерительного канала зафиксируется единица, соответствующая выполнению событий ьУ ц ° - — 4 (е )(у ° + — и ® Х

Х вЂ” — 4 х(1 )(+—

2, к 2 ь — момент опроса, — уровни анализа, —.- ширина дифференциального

Ъ

690507 коридора, определяемая младшим разрядом аналого-цифровых преобразователей 4 и 3 соответственно счетчик 29 i-ro с блока управления также зафиксирует единицу„соответствующую наступлению события — 6ц(t )(ц Ф У . aÓ

При последующем опросе аналого-цифровых преобразователей единица зафиксируется в од о ном из счетчиков импульсов 29, а также счет-. чиков 25 на входе того измерительного канала, на управляющем входе 17 элемент 15 которого имеется подаваемое через элемент И 18, разрешающее напряжение от дешифратора 13.

После поступления на вход счетчика 23 числа импульсов, равного коэффициенту пересчета счетчика 23,выходной сигнал последнего переведет триггер 21 в состояние, при котором снимается . "разрешающее" напряжение со входа 19 элемента 18, в результате чего прекращается подача импульсов на управляющий вход п-входового элемента И 15 данного измерительного:канала.

По окончании измерений .i-й счетчик К-го канала будет показывать число а;„.

При поступлении на вход делителя частоты

8 числа импульсов, равного коэффициенту пересчета делителя 8, выходной сигнал последнего переведет триггер 10 в состояние, при котором снимается "разрешающее" напряжение со второго входа элемента 11, в результате чего прекращается опрос аналого-цифрового нреобра- зователя 3. В i-м счетчике импульсов 29 будет зафиксировано число Ь; оценка условной плотности вероятностей сР (у /хк ) случайного У (т) 35 при условий x(t) = х связана с числом а;; соотношением

41 /Хк д я ° г а также в счетчике 29 i-го блока управления зафиксируется "1". При последующем опросе аналого-цифровых преобразователей 3 н 4 единица зафиксируется в одном из счетчиков 25, того канала, на управляющем входе 17 элемен та 15 которого имеется разрешающее напряже ние от дешифратора 13, и в одном из.счетчиков

29.

После поступления на вход i-ro счетчика 29 числа импульсов, равных коэффициенту пересчета N счетчика 23; выходной сигнал последнего переведет триггер.26 в положение, при котором снимается "разрешающее" напряжение со вторых входов i-x элементов 24 всех измерительных каналов.

За время счета на вход i-го блока управления поступит Ny, импульсов (N>1 —. коэффици ент пересчета счетчика 29), а на входы аналогоцифровых преобразователей 3 и 3 за это же, время поступило йа, выборок.

40 где Р1; — объем выборки равный коэффици енту пересчета 23 i-го измерительного канала.

Оценка безусловной плотности вероятностей со"(у) связана с числом b соотношением ! ° "(Ч.) =—

50 где N — объем выборки, равный коэффициенту пересчета делителя частоты 8.

Если выбрать коэффициенты пересчета N; делителей частоты 23 одинаковыми и равными

Й, из условия (."ф. N — 10, то.ьэ .(Ц /хх) я

= ai„10 . При выборе коэффициента пересчета делитеР я частоты 8 из условия Ьу N = 10, то с (у ) =b; ° 10.

Устройство получается прямопоказыванпиим, а числа S u P определяют положение запятой в отсчетах а;„и b; соответственно.

Для правильной работы анализатора необходимо выполнение дополнительного условия и

N>$ N,,где .1 1 и — число йзмерительных каналов.

Работа анализатора в режиме измерения коэффициента коллигации (переключатели 28 замкнуты, переключатели 9 и 22 — разомкнуты).

После одновременного нажатия кнопки 5 и замыкания переключатели 6 первый импульс генератора импульсов выборов 7 переводит триггеры 10, 21 и 27 в такое положение, при котором на их выходах появляется "разрешающее" напряженые. Импульсы от генератора 7 поступают на управляющий вход аналого-цифрового преобразователя 4 и через элемент 11 — на управляющий вход преобразователя 3, В моменты опросов входные напряжения реализаций y(t) и x(t) преобразуются в цифровую форму и выдаются в дешифраторы 12 и 13 соответственно.

В зависимости от значений входных сигналов на одном ;из выходов дешифраторов 12 и 13 появляются импульсы.

Пусть импульсы появились на i-м выходе дешифратора 12 и К-м выходе дешифратора 13, Тогда в i-м счетчике 25 К-го канала зафиксируется единица, соответствующая выполнению условия

hY

2. у. ац(.)с ;+ и

Х -= + )C(t )(Х йХ

2 J к д, У.

6 И) 0.

7

Оценка условной плотности вероятпос1ей случайного процесса Y(t) при условии xftI-= х связана с числом а; соотношением

+i<

ы (9 /хк1=ьц ЩЫ а оценка безусловной плотности вероятностей со (у, ) связана с числом Ич1 соотно1пением (а) (ц ) ъ- Nqj ьц у ;

Оценка коэффициента коллигации соответ ственно определится как цэ (91 t "к) С1 к (ч)

Если выбрать коэффициенты пересчета счетчиков 29 одинаковыми и равными N, = Nó =

=10,тоХ =а 10 . и

IK. I y, Устройство является прямопоказывающим, а число r определяет положение запятой в отсчете а,„.

Формула изобретения

Статистический анализатор, содержащий первый и второй аналого-цифровые преобразователи, информационные входы которых являются ,соответствено первым и вторым входами анализатора, управляющий вход второго аналого-цифрового преобразователя непосредственно соединен с кнопкой запуска и через первый переключатель — с выходом генератора импульсов выбо, рок, выходы аналого-цифровых преобразователей соединены со входами соответствующих дешифраторов, и измерительных каналов и и блоков управления, каждый из которых состоит из триггера и счетчика, а каждый измерительный канал; состоит из и-входового элемента И, двухвходовых элементов И и счетчиков, входы кото рых в каждом канале соединены с выходами соответствующих двухвходовых элементов И своего канала, первые входы которых в каждом канале полклкгчены к соотвегствующим выходам и-Вхо110но1о элемента И своего канала, Вторые входы всех лвухвходовых элементов И каждоfo канала подключены к выходу триггера соответствующего блока управления, входы счетчиков каждого из которых и входьгп-входовых элементов И всех каналов подключены к соответствуюшим выходам первого де1пйфратора, отличающийся тем, что, с целью улучшения эксплуатационных характеристик анализатора, в него введены входной двухвходовой элемент И, второй переклн чатель, входной триггер и делитель частоты, вход которого соединен с кнопкой запуска и с первым входом входового двухвходового элемента И, выход которого . подключен к управляющему входу первого аналого-цифрового преобразователя, а второй вход соединен с выходом входного триггера, первый вход которого через второй переключатель соединен с выходом делителя частоты, при этом каждый измерительный канал содержит цепочку из последовательно соединенных дополнительного счетчика, ключа, триггера и дополнительного двухвходового элемента И, выход которого подключен к управляющему входу и-входового элемента И своего канала, другой вход дополнительного двухвходового элемента И подключен к входу дополнительного счетчика своего канала и к соответствующему выходу второго дешифратора, другой вход триггера каждого канала соединен с входом входного триггера, с кнопкой запуска и с первыми входами триггеров блоков упраления, второй вход каждого триггера блока управления через переключатель соединен с выходом счетчика своего блока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Мирский Г. Я. Аппаратурное определение характеристик случайных процессов. М., "Энергия", 1972, с, 304.

2. Авторское свидетельство СССР К 488215, кл. G 06 G 7/52, 1974 (прототип).

690507

Составитель 3. Сечина

Техред С.Мигай

Редактор Д. Зубов

Корректор В. Синицкая

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

Заказ 6486/58 Тираж 780 Подлисное

UPHHGH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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