Анализатор временных интервалов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик пи71441 1 (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 230977 (21) 2533123/18-24 (51)М. Кл 2 с присоединением заявки М (23) Приоритет

G 06 F 15/36

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 050280. Бюллетень Йо 5 (53) УДК 681. 3 (088.8) Дата опубликования описания 080280 (72) Авторы изобретения

Р,A,Èâàøåâ и A.A,Ïëàâèëüöèêîâ (71) Заявитель (54) АНАЛИЗАТОР ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ

Изобретение относится к вычис- лительной технике и предназначено для измерения таких характеристик случайных процессов, как функция и плотность распределения вероят- ностей мгновенных значений случайных процессов. при аппаратурном определения функции или плотности распределения вероятностей для рационального выбора уровня анализа и ширины дифференциального окна важно знать диапазон изменения мгно.венных значений случайного процесса, который часто бывает неизвестен., Решение этой задачи вызывает дополнйтельные аппаратурные затраты, связанные с определением диапазона изменения значений случайного про,.цесса.

Известен анализатор, содержащий амплитудно-импульсный модулятор, генератор импульсов, амплитудные дискриминаторы, определяющие ширину дифференциального окна,вычитающее устройство и счетчики импульсов

25 (1), Недостатком такого анализатора является невозможность реализации одним устройством двух функций: определения диапазона изменений эначеЗ0 ний случаного процесса и измерения функции или плотности распределения вероятностей. Кроме того, существенным недостатком такого анализатора является дрейф урбвней и ширины диФференциальных Окон, Наиболее близким по технической сущности к предложенному изобретению является измеритель предельных значений временных интервалов, содержа- щий формирователь импульсов, первый и второй входы которого являются соответственно сигнальным и управляющим, входами анализатора, первый выход формирователя импульсов подключен к первому управляющему входу ключа, информационный вход которого соеди-. нен с выходом генератора импульсов, а второй управляющий вход †. с первым выходом блока стробирования, первый вход которого является входом интервала стробирования анализатора, а второй вход подключен ко второму выходу формирователя импуль= сов и первому входу блока синхронизации, второй вход которого соединен с выходом ключа, счетным входом счетчика текущих значений и управляющим входом элемента запрета, выход которого соединен со счетным входом

714411 счетчика, установочный вход которого соединен с первым .выходом блока синхронизации и установочным входом счетчика текущих значений, выход которого соединен с первым входом схемы сравнения и с первыми информационными входами элементов И переписи

5 кода, управляющие входы которых соединены соответственно с. выходами ключей разрешения переписи, при этом выход первого ключа разрешения переписи соединен с третьим входом блока стробирования, второй выход кдторого соединен с первым входом переключателя кодов, первый и второй выходы которого подключены соответственно к управляющим входам ключей разрешения переписи, вторые входы которых соединены со вторым выходом блока синхронизации, выход

;схемы сравнения соединен с, элемен. том запрета, а второй вход подключен к выходу первого .элемента ИЛИ, входы которого соединены с выходами соответ ственно первого и второго элементов

И считывания,,первые входы которых подключены к соответствующим выходам 25 анализатора и выходам регистров, вторые входы элементов И считывания соединены соответственно с первым и вторым выходами счетчика, при этбм второй выход счетчика соединен З0 со вторым входом переключателя кодов, третий и четвертый входы которого соединены .соответственно с третьим и четвертым ныходами счетчика f23. 35

Недостатком такОго устройства является невозможность измерения функций или плотности распределения вероятностей.

Бель изобретения — расширение функциональных возможностей анализатора путем определения функции и плотности распределения вероятностей, что позволило бы реализовать в одном устройстве и определение диапазона значений случайного 45 процесса, и измерение функции или плотности распределения вероятностей.

Поставленная цель достигается тем, что в анализатор введены элементы И записи, второй и третий 50 элементы ИЛИ, счетчик числа временных интервалов в заданном диапазоне и счетчик общего числа временных интервалов, вход которого соединен с выходом первого элемента И записи, 55 первый вход которого подключен ко второму выходу блока синхронизации и первому входу второго элемента

И записи, первый выход которого соединен со счетчиком числа временных интервалов в заданном диапазоне, второй и т ретий входы подключены соответственно к первому и четвертому"выходам счетчика, а. второй выход второго элемента И записи соединен со вторым входом перного элемента И записи, с первыми входами третьего и четвертого элементон

И записи и является входом измерения функции или плотности распределения анализатора, вторые входы третьего и четнертого элементов И записи являются соответствующими входами анализатора, а выходы подключены соответственно к первым входам второго и третьего элементов ИЛИ, выходы которых соединены с входами соответствующих регистров, а вторые входы второго и третьего элементов

ИЛИ подключены соответственно к выходам элементов И переписи, третьи входы которых являются соответствующим входом айализатора.

На чертеже приведена блок- схема анализатора, который содержит формирователь импульсов 1, ключ 2, генератор 3 импульсов, счетчик 4 текущих значений, элементы И 5 и б переписи (кода), регистры 7 и 8 (кодов предельных значений), элементы И считывания 9 и 10, элемент ИЛИ 11, схему сравнения 12, блок стробирования 13, блок синхронизации 14, элемент запрета 15„ 16, переключатель кодов 17, ключи 18 и 19 разрешения переписи, элементы ИЛИ 2О и 21, элементы И записи 22 и 23, 24 и 25, счетчик числа временных интервалов общего числа временных интервалов

27.

На входы 28 и 29 формирователя

1 подаются соответственно последовательность временных интервалов, задаваемых либо в виде периода Т)<, либо длительности импульсов и сигнал выбора вида временного интервала; на вход 30 блока стробирования 13 — сигнал интервала исследования (стробирования), по окончании которого в режиме измерения предельных значений временных интерва-. лов на выходах 31 и 32 регистров

7 и 8 кодов предельных значений и фиксируются соответственно максимальное и минимальное значения временных интервалов, а в режйме измерения функции или плотности распределения временных интервалов в счетчиках 26 и 27 фиксируются соответственйо число временных интервалон, расположенных в заданном диапазоне, и общее число временных интервалов; на вход 33 элементов

И переписи 5 и б — сигнал. измерение предельных значений, на вход

34 элементов И записи 22,23,24,25— сигнал Измерение функции или плотности распределения, на входы 35 и 36 элементов И записи 22 и

23 - коды максимального и минимального значения задаваемого диапазона значений временных интервалов, соответственно.

714411

Анализатор работает следующим образом.

1. Режим измерения предельных значений временных интервалов.

Выбор этого режима работы осу- ществляется подачей сигнала 1 " 5 на вход 33 и сигнала 0 на вход

34.

При отсутствии сигнала стробирования на входе 30 ключ 2 заблокиро-. ван сигналом 0, поступающим с первого выхода блока стробирования

13„ а в регистрах 7 и 8 хранятся коды результата предыдущего измерения. Формирователь 1 формирует на своем втором выходе по переднему фронту сигналов, поступающих на его вход 28, импульсы фиксированной длительности.

Пусть последовательность временных интервалов задана в виде периода. следования импульсов. Тх на входе 20

28, а на вход 29 подается единичный сигнал. Последний проходит на первый выход формирователя 1 и разблокирует по первому входу управления ключ

2. При подаче единичного снгнала 25 на вход 30, задаЮщего интервал стробирования, блок 13 по первому же импульсу со второго выхода формирователя 1 формирует.на своем первом выходе сигнал 1, разблокирующий ключ 2 по другому входу управления. В результате импульсы генератора 3 через ключ 2 начинают поступатьв на счетный вход счетчика 4 и на один из входов блока синхронизации

14. Последний срабатывает по приходу на его другой вход каждого импульса со второго выхода формирователя

1. При этом по заднему фронту пер.вого после срабатывания блока 14, импульса генератора 3 на первом выходе блока 14 формируется импульс, поступающий на сигнальные входы ключей 18 и 19 разреиения переписи (кода) и элементы И 24 и 25 записи, Следующий импульс генератора 3 про- ходит непосредственно на второй выход блока 14 и устанавливает в нулевое состояние счетчик 16 и в состояние единицы счетчик 4. По окончании этого импульса блок 14 возвраща- 5О ется в исходное состояние, а счетчик 4 начинает подсчитывать импульсы, поступающие на его счетный вход.

В процессе счета код счетчика 4 . непрерывно сравнивается с помощью 55 схемы сравнения 12 с кодом регистра

7 или 8, поступающим на ее входы соответственно через элемент И 9 или 10 и элемент ИЛИ 11. В момент равенства кодов счетчика 4 и одного из регистров схема сравнения 12 формирует на своем выходе сигнал, который поступает на счетный вход счетчика 16 через элемент запрета

15, разблокированный в паузе между импульсами с выхода ключа 2. К моменту следующего срабатывания блока синхронизации 14 в счетчике 4 будет зафиксирован код текушего значения исследуемого временного интервала.

Последний переписывается в регистр

7 или 8 соответственно через элемент И 5 и элемент ИЛИ 20 или элемент И 6 и элемент ИЛИ 21 по сигналам с выходов соответствуют-их ключей 18 и 19 в момент появления сигнала на первом выходе блока 14.

Затем счетчик 4 устанавливается в исходное состояние, как было описано выше, и продолжает подсчитывать импульсы, поступающие на его счетный вход, Состояние Ключей 18 и 19 и элементов И 9 и 10 определяется состоянием счетчика 16, подсчитываощего число сигналов с выхода схемы сравнения 12. При этом элементы..И 9 и 10 управляются непосредственно, а ключи

18 и 19 через переключатель 17 сигналами с прямых и инверсных выходов первого и второго разрядов счетчика

16 так, что в исходном нулевом состоянии последнего разблокированными оказываются элемент И 10 и ключ 19.

В результате, в начале очередного .: временного интервала Т код числа, набираемого в счетчике 4, всегда сравнивается с кодом числа регистра 8.

Если текущий временной интервал

Т меньше временного интервала Тд (п код которого записан в регистре 8, то схема сравнения 12 не срабатывает, счетчик 16 остается в исходном нулевом состоянии и при очередном срабатывании блока,14 импульс с первого выхода последнего поступает через ключ 19 на вход управления элемент

И 6 и разблокирует его. В результате в регистр 8 переписывается код счетчика 4, соответствующий- новому меньшему временному интервалу, Если Т > Т„,„„, то до момента очередного срабатывания блока 14 код, набираемый счетчиком 4, сравняется с кодом, записанным в регистре 8, и в момент равенства кодов на выходе схемы сравнения 12, а следовательно, H на выходе элемента запрета 15 появляется сигнал„ устанавливающий счетчик 16 в первое состояние, соответствующее единице счета.

При этом элемент И 10 и переключатель 17 блокируются, а элемент 9 .И разблокируются и на вход. схемы сравнения 12 поступает код регистра 7, соответствующий временному интервалу

Т „„о„. Если при vToM T < Т „, повторного срабатывания схе сравнения 12 не произойдет и к моменту очередного срабатывания блока 14 счетчик 16 остается в состоянии, соответствующем единице счета. Так как в этом случае переключатель сигналов 17 заблокирован, то ключи

18 и 19 оказываются также заблоки714411 рованными и в регистрах 7 и 8 оста ются коды, соответствующие прежним значениям T,,1о„ и Т „.„.Если же окажется, что Т„ Т „,, то схема сравнения 12 срабатывает второй раз и установит счетчик 16 во второе состояние, соответствующее двум единицам счета. Переключатель 1/ вновь разблокируется и сигнал с соответствую щего выхода счетчика 16 разблокирует ключИ 18, При очередном срабатывании блока 14 импульс с первого выхода последнего поступает через ключ 18 на вход управления элемента И 5 и разблокирует его. В результате. в регистр 7 переписывается код счетчика 4, соответствующий новому большему временному интервалу °

При снятии сигнала со входа 30, задающего интервал стробирования, Возникающий по первому же импульсу со второго выхода формирователя

1 сигнал 0 с первого выхода блока стробирсвания 13 блокирует ключ 2 и процесс измерения заканчивается.

Таким образом, анализатор обеспечивает всякий раз при Tx (Т „.)дпе-: репись нового меньшего значейия временного интервала в регистр 8, а при Т > Т„„ перепись нового большего значейия временного интервала в регистр 7, и, следовательно, по окончании интервала стробирования в регистрах 7 и 8 будут зафиксированы соответственно максимальное и минимальное на.интервале стробирования значение временного интервала. Связь одного из входов управления переключателя 17 со вторым выходом блока

13 обеспечивает запись в регистры

7 и 8 кода, соответствующего значению первого на интервале стробирования временного интервала Т независимо от состояния счетчика 16; ключи 18 и 19 разблокируются сигналом 1, формируемым на втором выходе блока 13 при подаче сигнала на вход 30, и поступающим через переключатель 17 на входы улравления упомянутых ключей, при этом на младшие разряды элементов И 9 и 10 поданы соответственно сигналы 1 и 0, что обеспечивает правильное функционирование анализатора при равенстве кодов, записанных в регистры

7 и 8, если последующий временной интервал оказывается больше предыдущего. Сигнал 1 снимается со второго выхода блока 13 после поступления на его второй вход с выхода ключа 18 второго импульса и в дальнейшем управление ключами 18 и 19 определяется состоянием счетчика 16, как было описано выше.

При задании последовательности временных интервалов на входе 28 в виде последовательности импульсов

Таким образом, код в счетчике

26 будет соответствовать числу временных интервалов, длительность которых находится в заданном диапазоне (Т„„ <Т с T ax ), код в счетчике

27 — числу временных интервалов, поступивших на вход анализатора, а отношение этих величин будет являться оценкой функции или плотности. распределения случайной величины, на вход 29 формирователя 1 подается сигнал О и на первом выходе его формируется единичный сигнал, разблокирующий ключ 2 в течение времени, равного длительности входного импульса, В остальном работа анализатора не отличается от описанного выше.

Н. Режим измерения функции или плотности распределения временных интервалов.

Рыбор этого режима работы анализатора осуществляется подачей сигнала 1 на вход 34 и сигнала 0 на вход 33. При этом элементы И переписи 5 и б блокируются по одному из управляющих входов, а элементы

И записи 22 и 23 разблокируются по управляющему входу и через элементы

ИЛИ 20 и 21 коды, задающие границы исследуемого диапазона, записывают20 ся в регистры 7 и 8 кодов предельных значений. Единичный сигнал на входе

34 разблокирует по одному из управляющих входов элементы И записи 24 и 25, Работа анализатора в этом режиме отличается от описанного выше

- тем, что перепись кодов из счетчика 4 текущих значений в регистры кодов 7 и 8 запрещена. и в этих регистрах сохраняются коды граничных

З0 значений диапазона, .подаваемые на.-. входы 35 и 36, при этом йри измере, нии функции распределения на вход 36 подается код минимального значения временного интервала, а на вход

35 35 — код, соответствующий уровню

° анализа, при измерении плотности распределения на вход 3 подается код, соответствующий нижней границе дифференциального окна, а на вход

40 35 — код, соответствующий верхней границе дифференциального окна .

Текущие значения временных интервалов сравниваются с кодами предельных значений в регистрах 7 и 8, при этом счетчик 16 (сигналов равенства кодов) устанавливается в соответствующее состояние. При состоянии счетчика 16, соответствующем единице счета (Т „„

714411 представленной временным интервалом, Введение новых признаков — элемен- тов И записи, элементов ИЛИ и счетчиков позволяет расширить функциональные возможности анализатора, обеспечивая воэможность измерения 5 функции или плотности распределения временных интервалов. формула изобретения

Анализатор временных-интервалов., содержащий формирователь импульсов, первый и второй входы которого являются соответственно сигнальным и управляющим входами анализатора, первый выход формирователя импульсов подключен к первому управляющему входу ключа, информационный вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а второй управляющий 2О вход — c первым выходом блока стро бирования, первый вход которого является входом интервала стробирования анализатора, а второй вход подключен ко второму выходу формирователя 25 импульсов и первому входу блока синхронизации, второй вход которого соединен с выходом ключа, счетным вхо дом счетчика текущих значений и управляющим входом элемента запрета, выход которого соединен со счетным .входом счетчика, установочный вход которого соединен с первым выходом блока синхронизации и установочным входом счетчика текущих значений, выход которого соединен с первым входом схемы сравнения и с первыми информационными. входами элементов ., И переписи кода, управляющие входы которых соединены соответственно выходами: ключей разрешения переписи, при этом выход первого ключа разрешения переписи соединен с третьим входом блока стробирования, второй выход которого соединен с первым входом переключателя кодов, первый и второй выходы которого подключены соответственно к управляющим входам ключей разрешения переписи, вторые входы которых соединены со вторым выходом 5О блока синхронизации, выход схемы сравнения соединен с элементом запрета, а второй вход подключен к выходу первого элемента ИЛИ, .входы которого соединены с выходами соот- 55

10 ветственно первого и второго элементов И считывания, первые входы которых подключены к соответствующим выходам анализатора и выходам регистров, вторые входй элементОв И считывания соединены соответственно с первым и вторым выходами счетчика, при этом второй выход счетчика соединен со вторым входом переключателя кодов, третий и четвертый выходы которого соединены соответственно с третьим и четвертым выходами счетчика, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей анализатора, за счет определения функции и плотности распределения вероятностей, в него введены элементы И записи, второй и третий элементы ИЛИ, счетчик числа временных интервалов в заданном диапазоне и счетчик общего числа временных интервалов, вход которого соединен с выходом первого элемента И записи, первый вход которого подключен к второму выходу блока синхронизации и первому входу второго элемента И записи, первый выход которого соединен со счетчиком числа временных интервалов в заданном диапазоне, второй и третий входы подключены соответственно к первому и четвертому выходам счетчика, а четвертый выход второго элемента

И записи соединен со вторым входом . первого элемента И записи и с первыми входами третьего и четвертого элементов И записи и является входом измерения функции или плотности распределения анализатора, вторые вхо- ды третьего и четвертого элементов

И записи являются соответствующими входами анализатора, а выходы подключены соответственно к первым входам второго и третьего элементов ИЛИ, выходы которых соединены с входами соответствующих регистров, а вторые входы второго и третьего элементов ИЛИ подключены соответственно к выходам элементов И переписи, третьи входы" которых являются соответствующим входом анализатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 370612, кл. С 06 F 15/36, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР по занвке Р 2393235/10, кл.G 06 F

15/Зб, 25.02.77..714411

Составитель Э.Сечина

Редактор Д. Зубов Техред Н Л овалев а Корректор A. Ãðèöeíêî

Заказ 9290/47 Тираж 751 Подписное

ННИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, .".-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП Патент ™, г.ужгород, ул.Проектная,4