Адаптивный статистический ана-лизатор

 

ОПИСЛНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социапистнческих

Республик п 798867

1 г (61) Дополнительное к авт. свид-ву gg 458832 (22) Заявлено 14.08.78 (2() 2662688/18-24 с присоединением заявки,% (23) Приоритет (51)М. Кл. (, 06 Р 15/36

Гасударственный комитет но делам иаобретвиий и открытий

Опубликовано 23.01.81. Бюллетень J% 3 (53) УДК 681.3 (088.8) Дата опубликования описания 25.01.81 (72) Автор . изобретения

Ж. Н. Ветшев

Научно-исследовательский институт ядерной физики при Томском ордена Октябрьской Революции и ордена

Трудового Красного Знамени политехническом институте им. С. М.. Кирова (7I) Заявитель (54) АДАПТИВНЫЙ СТАТИСТИЧЕСКИЙ

АНАЛИЗАТОР

Изобретение относится к специализированным срецствам вычислительной техники и может. быть использовано для статистического анализа информации, поступающей от объектов исследования, принадлежащих ко многим областям науки, техники и производства, например в измерительных информационных системах, в ядерной физике, в автоматизированных системах сбора информации -и управления, в системах радиолокационного наблюдетО ния, в системах связи, в прикладной ста» тистике.

По освному авт. св. № 458832 ия вестен адаптивный статистический анализатор, содержащий многоканальный амд13 литудный селектор, соединенный с канальными счетчиками, счетчик объема выборки, поцключенный к блоку фиксации момента окончания выборки, соединенного с блоком управления., подключенным к счетчику объема выборки, к канальным счет чикам и к блоку формирования границ равновероятных интервалов, соединенному с многоканальным амплитудным селектором, вход которого подключен к квантователю по времени, подключенному к блоку формирования границ равновероятных интервалов, который связан с источником вхоцного сигналя, соединенным с квантователем по времени, блок подсчета селектированных импульсов и генерации корректирующего импульса, входы которого подключены к канальным выходам амплитудного селектора и к блоку управления, а выхоцы соединены с блоком фиксации момента окончания выборки и с канальными счетчиками, которые выполнены реверсивными. Данный анализатор осуществляет в режиме адаптации разбиение области значений анализируемого сигнала на интервалы равной вероятности, образующие

lUIBccbI. эквивалентности измеряемых вепичин и, в режиме анализа, определяющий число сгруппированных статистик в заданных этим разбиением интервалах (lj.

798867

Однако стирание различия между значениями элементов выборки внутри интервалов разбиения приводит к потерям измерительной информации, которую несут отдельные элементы выборки, что сопряжено с уменьшением точности анализа внутри интервалов. При заданном числе

К селектируемых каналов в зависимости

0 от истинного распределения, которым описывается выборка, ширина. интервалов

1О будет различной и в некоторых областях изменения анализируемого сигнала — значительной. Такой неравномерный характер интервалов разбиения не обеспечивает по15 вышенной точности анализа во многих об-ластях использования анализатора. B этих областях требования к точности носят локальный, избирательный характер, например во многих технических приложениях

20 требуется повышенная точность анализа при малых и/или больших значениях измеряемой величины. Чтобы устранить указанный недостаток, увеличивают число селектируемых каналов и за счет этого

2$ уменьшают величину интервалов разбиения (уменьшение ширины дифференциального коридора). Однако, при этом пропорционально количеству каналов возрастают инструментальные погрешности и затраты оборудования, увеличивается время, зат30 рачиваемое в режиме ацаптации на поиск гранин интервалов равной вероятности, и не обеспечивается ацаптация к анализируемому сигналу в режиме анализа.

Цель изобретения - повышение точ- 3$ ности анализа.

Поставленная цель достигается тем, что в ацаптивный статистический анализатор введен блок выбора и измерения порядковых статистик, содержащий узел 40 коммутации селектируемых сигналов, аналоговый ключ, элемент задержки, функциональный преобразователь, узел ассоциативной памяти, преобразователь аналогкод и узел синхронизации, вход которого 43 соединен с выходом блока управления, а выхоцы подключены к управляющиМ входам соответственно узла ассоциативной памяти, функционального преобразователя, узла коммутации селектируемых сигналов $9 и преобразователя аналог-код, кодовые выходы которого подключены к информационным вхоцам узла ассоциативной памяти соответственно, а аналоговый вход . преобразователя аналог-код соединен î . SS выхоцом функционального преобразователя, информационный вход которого соединен с выходом аналогового ключа, управляющий вход которого подключен к выходу узла коммутации селектируемых сигналов, разрядные входы которого соединены соответственно с выхоцами многоканального амплитудного селектора, информационный вход аналогового ключа соецинен с выходом элемента задержки, вход которого подключен к выхоцу квантователя по времени.

На чертеже представлена структурная схема (пунктиром выцелен дополнигельно введенный блок выбора и измере ия лорядковых статистик) предла га=.;лого анализатора.

Анализатор содержит многоканальный амплитудный селектор 1, канальные с«етчики 2, счетчик 3 объема выборки, блок

4 фиксации момента окончания выборки, блок 5 управления, блок 6 формирования границ равновероятнык интервалов, квантователь 7 по времени, блок 8 подсчета селектированных импульсов и генерации корректирующего импульса, входной блок 9, блок 10 выбора и измерения порядковых статистик, состоящий из узла 11 коммутации селектируемых сигналов, аналогового ключа 12, элемента

13 задержки, групп функционального преобразователя 14, преобразовс толя 15 аналог-коц, узла 16 ассоциативной памяти, узел 17 синхронизации.

В режиме анализа предлагаемый анализатор осуществляет одновременное измерение сгруппированных и порядковых статистик.

Анализатор работает следующим образом.

Выбор и анализ порядковых статистик осуществляется параллельно с анализом сгруппированных статистик блоком 10, который из всей последовательности импульсов, поступающей с выхода квантователя 7 на его информационный BxoII„ выбирает для последующего анализа только импульсы, совпадающие с селектированными импульсами тех каналов, кот орые на время анализа подключены узлом

11. Узел 17 задает программ>у и управляет работой блока 10. По сигналам управления узла 17 узел 11 еоединяет К каналов с номерами К, где К6 К К>

1е (11 с управляющим входом аналЬгового ключа 12, который переходит в открытое состояние при поступлении селектированного импульса и пропускает аналоговый импульсный сигнал с выхода квантователя 7,на вход функционального преобразователя 14. При этом одновременность поступления управляющего и информационного сигналов на ключ 12 обеспечивает798867

i0 ся элементом 13 задержки. Преобразователь 14 содержит фиксированный набор функциональных элементов преобразования, кажцый из которых преобразует ! входной сигнал по определенному закону, описываемому фиксированной функцией, принацлежащей к классу монотонных функций. Узел 17 на время анализа задает адрес функционального элемента с требуемой функцией преобразования. С выхода преобразователя 14 сигнал поступает на информационный вход преобразователя 15, который прецставляет в виде цифровых эквивалентов в цвоичной позиционной системе счисления значения амплитуд сигналов, снимаемых с выхоца квантователя 7. Сигналы, соответствующие параллельному двоичному .коду числа с выходов соответствующих разрядов преобразователя 15, передаются на 20 входы узла 16 ассоциативной памяти.

Узел 16 ведет обработку принимаемых сигналов в темпе их поступления. Узел

16 производит запись, хранение и считывание чисел в порядке возрастания их величин. Эти числа представляют измеренные значения порядковых статистик. Программа работы узла 16 задается узлом

17 синхронизации.

Работа анализатора в режиме анализа 30 заканчивается после накопления зацанного объема выборки.

Основным преимуществом предлагаемого изобретения является увеличение точности анализа без существенных затрат оборуцования. Анализатор эффективно работает при выполнении условия К0 (( (<М ((N, где K, - число селектируемых каналов анализатора; M — объем памяти (накопителя) узла ассоциативной 40 памяти; (Ц вЂ” объем выборки. При достаточно большом объеме выборки М и малом числе селектируемых каналов К прецлагаемый анализатор позволяет повысить точность известного анализатора на несколько порядков. Это обусловлено тем, что измеряемые блоком 10 значения порядковых статистик производят дополнительное, более мелкое, разбиение выбранных областей значений анализируемо- у

ro сигнала на интервалы равной вероятности, кажцый из которых содержит

1/(Й+ 1) часть выборки. Измеренные значения выбранных поряцковых статистик, хотя и имеют случайную природу, но их появление в выборке объема М зависит от закона распрецеления вероятности, которым описываются свойства статистического ансамбля, из которого извлекается выборка (реализация анализируемого сигнала). Это приводит к ацаптации процесса измерения, осуществляемого блоком

10, к статистическим свойствам анализируемого сигнала, что существенно повышает точность анализа, особенно в условиях априорной неопределенности.

Формула изобретения

Адаптивный статистический анализатор, по авт. св. М 458832, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности, он содержит блок выбора и измерения порядковых статистик, соцержащий узел коммутации селектируеMbtK сигналов, аналоговый ключ, элемент задержки, функциональный преобразователь, узел ассоциативной памяти, преобразователь аналог-код и узел синхронизации, вход которого соединен с выходом блока управления, а выходы подключены к управляющим вхоцам соответгтвенно узла BccoUHBTHBHQA памяти, функционального преобразователя, узла коммутации селектируемых сигналов и преобразователя аналог-кол, кодовые выходы которого поцключены к информационным входам узла ассоциативной памяти соответственно, а аналоговый вхоц преобразователя аналог-коц соединен с выходом функционального преобразователя, информационный вход которого соединен с выхоцом аналогового ключа, управляющий вход которого подключен к выходу узла коммутации селектируемых сигналов, разрядные входы которого соецинены соответственно с выходами многоканального амплитуцного селектора, информационный вхоц аналогового ключа соецинен с выходом элемента зацержки, вход которого подключен к выхоцу квантова еля по вреиени.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 458832, кп. 5 06 F 15/36, 1972 (прототип) .

798867

Составитель Э. Сечина

Редактор Л. Кеви Техред Н.Бабурйа Корректор Н. Швыдкая Заказ 10058/69 Тираж 7 ® Подписное

ВНИИХИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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