Статистический анализатор

 

о„734739

Союз Советскмк

Соцмалмстмческмк

Республик

ОП ИСАНИНА

ИЗОБРЕ1ения

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1

fl г (6I ) Дополнительное к авт. свил-ву— (22) Заявлено 01. 1 2. 77 (21) 2549751/18 24 (5! )М. Кл.

С 00 Я 7/52 с присоединением заявки .%—

Госудврстввнный комитет (23) Приоритет—

Опубликовано 15.05.80. Бюллетень № 18

Дата опубликования описания 18.05.80 во делом изобретений (53) УДК 681.3 (088.8) н открытии (72) Автор изобретения

А. А. Зеленков (71) Заявитель

Киевский ордена Трудового Красного Знамени институт инженеров гражданской авиации (54) СТАТИСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗАТОР

Изобретение относится к устройствам статистического аназиза и может быть использовано при испьгганиях деталей и конструкций на вибросгойкость, прочность, а также в информационно-измерительньпс системах.

Известно устройство для определения . распределения вероятностей параметров случайного процесса, содержащее группу элементов И, схему сравнения, цифрсзо аналоговый преобразователь, элементы

И, ИПИ, переключатели, счетчики, дифференцирующую цепочку и т. а. (1 .

Наиболее близким техническилг решением к данному является статистический

l5 анализатор, содержащий сумлтатор, блок формирования опорных напряжений, аналого-цифровой преобразователь, пороговый блок, схему совпадения, счетчик, дешифратор, канальные схемы совпадения и регистратор )2)- Работа устройства основана на том, что мгновенное значение напряжения выброса пр .образуечся преобразователем напряжение-ч; стота в пропорци2 ональное число импульсов за время с .

Пачки импульсов, соответствующие орлинатам подсчитываются счетчиком за время действия выброса. Число, зафиксированное счетчиком, будет пропорционально площади выброса в соответствии с выражением

1х (, --1

1=

me N — число выборок за время вьгброса;

0(,<.>- ордината функции в л1омент ; (!

Оо — уровень анализа; дt — шаг квачтования.

Код счетчика после преобразования дешифратором открывает соответствуюшую канальную схему совпадения, через которую и пройдет импульс, соответству)оший концу выброса, на блок регистрации.

Недостатком анализатора является наличие преобразователя напряжение-частота импульсов, сужаюшего функциональные возможности устройства. Лействителг но, с изменением напряжения на выход»

7:347

3 преобразователя частота импульсов на его выходе линейно изменяется. Изменение частоты (при достаточной точности преобразования) находится в пределах сотен Гц и сотен кГц. При исследовании инфранизкочастотных и низкочастотных процессов изменение частоты в пределах сотен Гц вызывает резкое увеличение разрядности счетчика и числа каналов устpo3IIcTâà. Увеличивается также избыточность информации. Получение же частоты импульсов порядка единиц герц и ниже на выходе преобразователя довольно затруднительно (при достаточной точности вычисления) и связано с сущест- 35 венным усложнением схемы, что в свою очередь приводит к усложнению перестройки преобразователя при изменении диапазона частот исследуемых сигналов.

Кроме того, получение достаточно вы- 20 сокой точности преобразования (порядка 1;6) связано с применением в преобразователе элементов термостабилизации. цель изобретения — расширение функ- 25 циональных возможностей устройства за счет расширения диапазона частот исследуемых сигналов и увеличение точности его рабо ты.

Поставленная цель достигается ТеМ, З0 что в статистический анализатор, содержащий блок формирования опорных напряжений, выход которого соединен с первым входом сумматора, второй вход которого подключен к выходу нормализатора, вход которого является входом анализатора, выход сумматора подключен к входу порогового блока, первый выход которого соединен с первым входом первого элемента И, вь<ход которого подключен к первому входу первого счетчика, выходы которого через дешифратор подключены к информационным входам группы элементов И, выходы которых соединены соответственно с блоком регистрации, а

45 упр>являющие входы элементов И группы подключены к управляю3цему выходу 33орогового блока, второй выход которого соединен с вторым входом первого счетФ 50 чика, введены схема сравнения цифроаналоговый преобразователь, второй счетчик управляющий триггер, делитель частоты. генератор импульсов и второй элемент И, первый вход которого соединен с первым

55 . выходом порогового блока, второй вход— с вь3ходом делителя частоты, вход которого подключен к первому в Зхопу re3cepaTOPa им11УльсОВ, 33тоРОЙ 33ыхо 1 KoTof)o} О

39 с подключен к второму входу первого элемента И, управляющий вход которого соединен с выходом управляющего триггера, первый вход которого соединен с выходом схемы сравнения, а второй вход — с выходом второго элемента И и с первыл1 входом второго счетчика, второй вход которого подключен к выходу первого элемента И, а выход второго счетчика через цифроаналоговый преобразователь соединен с первым входом схемы сравнения, второй вход которой подключен к выходу сумматора.

Су3цность изобретения состоит в следующем. Плошадь выброса можно определить В+0„0 +О

Ь = — "д + дЛ+...+

Ь: 2.

2. 2.

0; 0;„„

rae — среднее значение ампг литуды выброса на участке д1. Чем меньше значение д, тем точнее определяется 5 (по определению интеграла). При условии, что И = со33Мможно записать

S =0 +U +... U =K дО+ К аО ...-

Ь 2.

К ьц=(Л Ак+...+К УЖО, где д0 — единичная ступень напряжения;

К„- целое число.

Чем меньше д Ц, тем точнее определяется Ь . Если принять 60=coT3st,TO

5 =К+К +."+К =К

Ъ 4 2 " n 1 где И- число.

Таким образом, площадь выброса S> такие пропорциональна ° числу, но определяется 5 без преобразователя напри>кение-частота . Точность определения может быть сколь угодно высокой и зависит от выбора д и дU

Ча фиг. 1 приведен график исследуемой функции; на фиг. 2 — блок-схема ана л изатора.

Анализатор содержит нормализатор 1 . сумматор 2, блок 3 формирования опорных напряжений, схему 4 сравнения, пороговый блок 5, первый счетчик 6, первый элемент И 7,. второй элемент И 8, генератор 9 импульсов, делитель 10 частоты, управляющий триггер 11, второй счетчик 12, цифроаналоговый 13рообразователь 13, дешифратор 1 1, груш, элементов И 15, блок 16 регистрации.

734739

5;(. Код этого числа,. воздействуя на дешифратор 14, открывает соответствующий элемент И группы 15. В момент окончания выброса на третьем выходе

5 порогового блока 5 формируется импульс, который пройдет через открытый элемент

И группы 15 в соответствующий канал блока 16 регис-.,рации. Таким образом, по окончании времени измерения в блоке

2 о 16 регистрации накоплена гистограмма ав- распреаеления плошадей выбросов исслеа дуемого процесса.

Статистический анализатор, содержащий блок формирования опорных напряжений, выход которого соединен с первым входом сумматора, второй вход которого подключен к выходу нормализатора, вход которого является вхоаом анализатора, выход сумматора подключен к входу по25 соединен с первым входом первого элемента И, выход которого подключен к

° первому входу первого счетчика, выходы которого через дешифратор подключены к информационным входам группы элементов И, выходы которых соединены соответственно с блоком регкстрации, а управляющие входы элементов И группы подключены к управляющему выходу порогового блока, второй выход которого соединен с вторым входом первого счетчика, отличающийся тем,что,с целью расширения функциональных возможностей, за счет расширения диапазона частот исследуемых сигналов, в анализатор введены схема сравнения, цифроаналоговый преобразователь, второй счетчик, управляющий триггер, делитель частоты, генератор импульсов и второй элемент И, первый вход которого соединен с первым выходом порогового блока, второй вход- с выходом делителя частоты, вход которого подключен к первому выходу генератора импульсов, второй выход которого подключен к второму входу первого элемента И, управляющий вход которого соединен с выходом управляющего триггера, первый вход которого соединен с выходом схемы сравнения, а второй вход - c выходом второго элемента И и с первым входом второго счетчика, второй вход которого подключен к выходу первого элемента И, а выход второго счетчика через цифроаналоговый преАнализатор работает следующим образом.

Напряжение исслеауемой реализации х(т.), нормализованное блоком 1 посту пает на первый вход сумматора 2, на второй вход которого подается напряже ние Ц с блока 3 формирования опор нйх напряжений. Сумматор 2 смещает выброс к нулевому уровню на величину

Оо . Напряжение с выхоаа. сумматора поступает одновременно на схему 4 ср нения и íà вход порогового блока 5. Н первом выходе блока 5 с момента появления выброса формируется высокий потенциал, открывающий второй элемент И 8 4 р м У а и э o P e

I и первый элемент И 7 по его третьему входу. Кроме того, на втором выходе порогового блока 5 в момент появления выброса формируется короткий импульс, сбрасываюший счетчик 6 в исходное состояние. Первый же импульс с выхода делителя частоты 10 пройдет через открытый элемент И 8 и сбросит второй счетчик 12 в исходное состояние и пе- рогового блока, первый выход которого ребросит в другое состояние триггер

11, при котором откроется элемент И 7.

С этого момента вращения импульсы генератора 9 через открытый элемент

И 7 начинают поступать на входы первозо го счетчика 6 и второго счетчика 12. Импульсы проходят через элемент И 4 до тех пор, пока напряжение на выходе цифроаналогового преобразователя 13, являющееся аналогом кода счетчика 12, 35 . не сравнивается с напряжением с выхода сумматора 2. Чем выше частота повторения импульсов генератора 9, тем быстрее проходит операция сравнения. В момент равенства напряжений на выходе схемы

4 сравнения формируется импульс; перебрасываюший триггер 11 в исходное состояние. Элемент И 7 при этом закрывается. Число импульсов, накопленное в счетчике 6 пропорционально амплитуде 45

Q< (фиг. 1). Лалее, через время Ь1 (3Q задается делителем 10 частоты на выходе делителя 10 появится импульс, который сбросит счетчик 12 в исходное состояние и переведет в другое состояние триггер 11. Опять открывается элемент И 7. К моменту равенства напряжений на схеме 4 сравнения в счетчике 6 содержится количество импульсов, пропорциональное сумме напряжений (Uq + U ) к т. а. К моменту окончания выброса в счетчике зафиксировано число импульсов, равное К, которое пропорционально плоша:ш .киного выброса

7 образователь < ос дипел с первым входом схемы с1.пвнжшя, второй вход которой пОдключеп к оп ходу сумматора.

Источники информации, принятые ро внимание при экспертизе

7 1 17 "1! Э

1. Л оторское спид:тельст вп по заявке М 2449357/19-2 1, кп. Ы 06 F 15/Эб, 03.02.77.

2. Авторское свидетельство СССР

M. 422011, кл. Г 06 F 15/ЗЬ, 1!372 (прототип) . (жтавитоль Э. Сечина

Редактор С. Патрушева Тепрел И. Асталош Корректор В. Бутяга

Заказ "27/1 Тп1.аж 751 Г!олписное

1!1!ИИ1!И Госуларспк нного комитета СССР по делам изоб1н .Тс-.чий и открытий

11. 3(.1::1:, Мж:ква, . 4-;35, аудн.кая наб., и. 4/5 !, лчал 1111!! "11атент", г. Ужгород, ул. Проектная,