Анализатор длительностей выбросов случайных процессов

 

ОП ЙСАЙИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик (в 731443

Ф !

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 09.11.77 (21) 2541316/18 — 24 (5 I } M. Кл.

G 06 F 15/36 с присоединением заявки,%

Гасударстеениый камитет (28) Приоритет ло делам изобретеиий и открытий

Опубликовано 30.04.80. Биоллетень Ж 16

Дата опубликования описания 30 04.80 (53} УДК681.3 (088.8) (72) Автор изобретения

А. А. Зеленков

Киевский ордена Трудового Красного Знамени институт инженеров гражданской авиации (71) Заявитель (54) АНАЛИЗАТОР ДЛИТЕЛЬНОСТЕЙ ВЫБРОСОВ СЛУЧАЙНЫХ

ПРОЦЕССОВ

Изобретение относится к специализированным вычислительным устройствам, предназначенным для оперативного анализа стационарных эргодических процессов, в частности для определения оценки плотности распределения длительностей выбросов.

Известен статический анализатор, содержащий счетчики, элементы И, соединенные с формирователем импульсов, дешифраторы, сумматор, элементы сравнения (1) .

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для определения оценок плотности распределения длительностей выбросов, содержащее пороговое устройство, два формирователя импульсов, генератор импульсов, пересчетное устройство, регистр сдвига, канальные элементы И и счетчики. Пересчетное устройство определяет ширину дифференциального коридора. Предлагаемый анализатор позволяет уменьшить погрешность измерения длительности выбросов на величину К, равную коэффициенту пересчета пересчетного устройства (2) .

Недостаток указанных устройств состоит в том, что в них увеличивается ширина дифференциального коридора (за счет пересчетного устройства), что не всегда желательно. Ширину коридора можно уменьшить, увеличив частоту повторения импульсов генератора, но при этом увеличивается число каналов устройства. Пересчетное устройство может содержать остаток от деления, что несколько увеличивает погрешность определения в какой канал (i-1 или

i-ый) попадает задний фронт выброса. Напри10 мер, если на выход элемента И поступает 19 импульсов (нх количество соответствует длительности выброса), а коэффициент пересчета пересчетной схемы равен Ki4, то устройство относит задний фронт выброса в 4-й канал, 15 что соответствует 16-ти импульсам. Кроме того, с увеличением частоты повторения импульсов генератора (уменьшение дифференциального коридора) и при том числе каналов устройства существенно сужается диапазон частот исследуемых сигналов.

Целью изобретения — расширение класса решаемых задач за счет расширения частотного диапазона.

731443

ЗО

45

3

С этой целью анализатор длительностей выбросов случайных процессов, содержащий пороговый элемент, входы которого являются входами анализатора, а выход соединен с входом формирователя импульсов и с информационным входом первого элемента И, управляющий вход которого соединен с первым выходом генератора импульсов, а выход подключен к управляющему входу счетчика-делителя, информационный вход которого соединен с первым выходом формирователя импульсов и с первыми входами группы элементов И, выходы которых подключены к соответствующим накопительным счетчикам, содержит таймер, второй элемент И, триггеры, коммутатор и дешифратор, разрядные выходы которого подключены ко вторым входам группы элементов И, а управляющий выход дешифратора соединен с первым входом второго триггера, второй вход которого соединен с вторым выходом формирователя импульсов, а выход первого триггера подключен к первому входу второго элемента И второй вход которого соединен с вторым выходом генератора импульсов, а третий вход подключен к выходу второго триггера, первый вход первого триггера соединен с выходом формирователя импульсов и с информационным входом счетчика, выход которого соединен с входом дешифратора, а управляющий вход счетчика соединен с выходом второго элемента И, при этом второй вход первого триггера соединен с выходом: коммутатора, информационные входы которого соединены с соответствующими выходами счетчика, а управляющий вход коммутатора .подключен к таймеру, На фиг. 1 представлена блок-схема устройства, на фиг. 2 — графики.

Анализатор содержит пороговый элемент 1, формирователь 2 импульсов, первый элемент

3 И, генератор 4 импульсов, второй элемент

5 И, счетчик-делитель 6, коммутатор 7, первый триггер 8, второй триггер 9, счетчик 10, дешифратор 11, группу элементов 12 И, накопительные счетчики 13, таймер 14.

Сущность изобретения состоит в том, что при достаточно высокой частоте повторения импульсов генератора и при том же числе каналов устройства плотность распределения длительностей выбросов определяется по "частям". (фиг. 2), Сначала определяются первые точек закона распределения (С вЂ” число каналов устройства),.при этом анализируются толь ко те длительности выбросов, для которых справедливо 4 а где h.t — период повторения импульсов генератора. Затем определяются следующие 9 точек закона распределения, но анализируются только те выбросы, для которых A t ч < в 4 < < <

4 и тд И наконец для последних 6 точек анализируются выбросы, для которых а (- )- b< t к с

Таким образом, закон распределения как бы "разбивается" на К частей с последовательным пх определением. Для фиг. 2 Г- =- 8, а К=З. Таким образом, при числе каналов устройства оценка закона распределения определяется по, К точкам, Анализатор. работает следующим образом.

В исходном состоянии счетчик-делитель 6, счетчик 10 сброшены в "0", а на выходах триггеров 8 и 9 имеется низкий потенциал, закрывающий элемент 5 И. Кроме того, .коммутатором 7 выбран первый выход счетчикаделитсля 6. Коэффициент деления импульсов на первом выходе счетчика-делителя 6 равен единице.

Исследуемая реализация х(1) в виде напряжения ограничивается на фиксированном уровне, 1 в пороговом элементе 1. На его выходе образуются прямоугольные импульсы, длительность которых pRBHB длительности выброса за уровень Ц . От переднего фронта импульса срабатывает формирователь 2 и на его первом выходе возникает короткий импульс, переводящий триггер 9 в другое состояние, при этом на выходе триггера 9 образуется высокий потенциал. Кроме того, прямоугольный импульс . поступает на первый элемент 3 И, на другой вход которого поступают импульсы генератора 4. Прошедшие через элемент 3 И импульсы поступают на счетчик-делитель 6 и далее через первый выход, выбранный коммутатором 7, на вход первого триггера 8. Первый же импульс переводит триггер

8 в друтое состояние. При этом открывается элемент 5 И и импульсы генератора 4 через открытый элемент 5 поступают на вход счетчика 10, который управляет дешифратором 11.

В зависимости от числа пришедших импульсов дешифратор 11 открывает тот или иной элемент 12 И. По окончании выброса c@ формирователем 2 формируется короткий импульс на втором выходе. Этот импульс проходит через соответствующий открытый элемент 12 И в накопительный счетчик 13. Кроме того, этот же импульс (при.необходимости можно с некоторой задержкой) сбрасывает счетчики

6 и 10, триггер 8 в исходное положение.

Так как счетчик 10 сброшен в исходное состояние, то возникший при этом импульс на нулевом выходе дешифратора 11 перебросит триггер 9 в исходное состояние. В случае, если с выхода нооогового элемента поступит импульс y) it 9 I, то устройство его не анализирует. Действительно, в этом случае еще до окончания действия этого импульса происходит перегянение счетчика 10; в результате

731443 чего на нулевом выходе дешифратора формируется импульс, перебрасываюший триггер 9 в исходное состояние. Элемент 5 И при этом закрывается и импульсы на вход счетчика 10 не поступают, т.е. он так и остается в нулевом (исходном) состоянии. Импульс формиоователя 2, соответствующий заднему фронту; ни в один из каналов не проходит (счетчик

10 сброшен), а только производит сброс счетчика 6 и триггера 8 в исходное состояние.

Таким образом, по истечении первого цикла измерения (время цикла задается таймером 14) в 1 счетчиках 13 накапливаются первые Е ординат закона распределения длительностей выбРосов, длЯ котоРых выполнЯетси тв д реализации. По истечении всех К циклов можно построить гистограмму по 3 к точкам (фиг. 2).

Анализатор длительностей выбросов случайных процессов, содержащий пороговый элемент, входы которого являются входам анализатора, а выход соединен с входом формирователя импульсов. и с информационным входом пеувого элемента И, управляющий вход которого сое динен с первым выходом генератора импульсов, а выход подключен к управляющему входу счетчика-делителя, информационный вход которого соединен с первым выходом формирователя импульсов и с первыми входами группы элементов И, выходы которых подключены к соответствующим накопительным счетчикам, отличающийся тем, что, с целью расширения класса реШаемых задач за счет расширения частотного диапазона, он содержит таймер, второй элемент И, триггеры, коммутатор и дешифратор, разрядные выходы которого подключены ко вторым входам группы элементов И, а управляюший выход дешифратора соединен с первым входом второго триггера, второй вход которого соединен с вторым выходом формирователя, импульсов, а выход первого триггера подключен к первому входу второго элемента И, второй вход которого соединен с вторым выходом генератора импульсов, а третий вход подключен к выходу второго триггера, первый вход первого триггера соединен с выходом формирователя импульсов и с информационным входом счетчика, выход которого соединен с входом дешифратора, а управляюший вход счетчика соединен с выходом второго элемента И, при этом второй вход первого триггера соединен с выходом коммутатора, информационные входы которого соединены с соответствующими выходами счетчика, а управляющий вход коммутатора подключен к таймеру.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке

У 2449357/18 — 24, кл. 6 06 F 15/36, 1977, 2. Авторское свидетельство СССР 14" "436359, кл. G 06 F 15/36, 1973, По истечении времени первого цикла таймер

14 выдает импульс для осуществления регистрации информации счетчиков (на фиг. 1 не показано) и для перевода коммутатора 7 в другое положение, при котороп< на его выход проходят импульсы со второго выхода счетчика-делителя 6. Коэффициент деления счетчика

6 по второму выходу равен Q „

В этом случае анализируются только те импульсы, для которых at 6 < t < < b t 20, Работа анализатора при этом происходит так же, как и в предыдушем случае. Если же с выхода порогового элемента 1 поступает, например, выброс = ) д t 29 то еще до окончания его действия счетчик 10 переполняется и элемент 5 И закрывается. По окончании формирователь 2 сбрасывает соответствующие счетчики и триггеры в исходное состояние. Если же с выхода порогового элемента поступает импульс cg < д то на втором выходе счетчика-делителя 6 импульс не возникает и элемент 5 И остается закрытым, По окончании действия этого импульса формирователь 2 сбрасывает счетчик-делитель 6 в исходное состояние. Таким образом, по истечении второго цикла измерения в E каналах анализатора накапливают я вторые Q ординат закона распределения длительностей выбросов, для которых выполняется «.« t <«2 После регистрации этих ординат таймер 14 переводит коммутатор 7 в следуюшее положение и тд.

Следует отметить, что таймер 14 должен задавать время измерения Т в каждом цикле достаточно большим, чтобы за зто время проявились статистические свойства исследуемой

Формула изобретения