Статистический анализатор

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ .

<п>842835

1 1 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 310879 (21) 2818762/18-24 с присоединением заявки ¹â€” (23),приоритет

Опубликовано 3006,81.Ьюллетень 89 24 (51) М. K>.

G 06 F 18/36

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (53) УДК 681.3 (088.8) Дата опубликования описания 3006.81 (72) Авторы изобретения

В.С. Садов, К.М. Шестаков, JI.È. Павлов, A.B. Романов и В.Е. Василевский

f (71) Заявитель

Институт электроники AH Белорусской CCP (54) СТАТИСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗАТОР

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в устройствах для получения гистограммы статистического распределения случайного потока импульсов.

Известно многоканальное устройство для анализа распределений стационарных случайных процессов, содержащее преобразователь аналог-код, устройство управления, коммутатор, дешифратор, блок канальных схем И, блок накопительных счетчиков (1) .

Недостатком этого устройства является потеря информации о процессах в случаях, когда размер поступающих на его вход величин превышает суммарный .дифференциальный коридор анализа, а также невозможность получения результата в относительных единицах.

Известен также анализатор выбросов случайных процессов, содержащий пороговый блок, элемент И, доцолнительный элемент И, два формирователя импульсов, генератор импульсов, пересчетный блок, регистр сдвига, ка- нальные элементы И, линию задержки, накопительные счетчики (2).

Недостатком такого анализатора является то, что нормированная гисто.грамма может быть получена лишь после дополнительной обработки результатов анализа, содержащихся в накопительных счетчиках.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является устройство для определения нормированной, гистограммы, coI0 держащее блок накопительных счетчиков, триггер, генератор импульсов, счетчик-делитель, коммутатор, буферный регистр, преобразователь коданалог, блок управления, индикатор, вентиль, регулируемый генератор, 15 счетчик суммы, блок сравнения, реверсивный счетчиК (3) .

Недостатком этого устройства является наличие погрешности нормирования гистограммы, обусловленной

20 взаимной нестабильностью частот генераторов импульсов,а также низкое быстродействие, связанное с тем, что нормирование осуществляется в течение несКольких циклов опроса накопитательных счетчиков. Устройство не позволяет также вычислять текущие величины анализируемых интервалов значений случайного процесса.

Цель изобретения — повышение точ30 ности нормирования гистограммы при

842835 расширении функциональных возможностей анализатора.

Поставленная цель достигается тем, что в статистический анализатор, содержащий первый буферный регистр, счетчик суммы, генератор импульсов, блок накопительных счетчиков, первый информационный вход которого является первым информационным входом анализатора, управляющий вход соединен с выходом коммутатора, а второй информационный вход блока на- fo копительных счетчиков подключен ко входу первого счетчика-делителя, выход блока накопительных счетчиков соединен с единичным входом, первого триггера, нулевой выход которого подключен к управляющему входу первого элемента И, введены второй и третий элементы И, второй триггер, первый и второй элементы ИЛИ, второй буферный регистр, второй и третий счетчики-делители и блок задания ширины дифференциального коридора, вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ, первый вход которого является вторым информационным входом анализатора,. а второй вход первого элемента ИЛИ подключен к выходу генератора импульсов и к информационным входам первого и второго элементов И и второго Счетчика-делителя, выход которого соединен с ЗО входом первого счетчика-делителя, выход которого йодключен к первому ,информационному входу третьего эле1 мента И и к первому входу второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен со входом Режим анализатора, управляющим входом генератора импульсов, с входом сброса коммутатора и с управляющим входом третьего элемента И, выход которого подключен к информационному входу коммутатора, а второй информационный вход третьего элемента И соединен с выходом блока задания ширины дифференциального коридора и нулевым входом второго триггера, единичный 45 вход которого подключен к выходу второго элемента ИЛИ,входу. сброса первого буферного регистра, нулевому вхо- . ду первого триггера и входс)м переписи второго и третьего счетчиков-дели - 50 телей, нулевой выход второго триггера соединен с управляющим входом второго элемента И, выход которого подключен ко входу второго буферного регистра, при этом выход первого элемента И соединен с информационным входом третьего счетчика-делителя, установочные входы которого соединены с выходами счетчика суммы, вход которого является первым информационным входом анализатора, а выход третьего счетчика-делителя соединен с информационным входом первого буферногс регистра.

На чертеже показан статистический анализатор, структурная схема. б5

Анализатор состоит из блока 1 задания ширины дифференциального коридора, элементов ИЛИ 2, 3 генератора 4 импульсов, триггеров 5, 6, элементов И 7 — 9, счетчика-делителя 10, коммутатора 11, счетчика

12 суммы, счетчиков-делителей 13, 14 (с предварительной установкой), буферных регистров 15, 16 и блока 17 накопительных счетчиков.

Один информационный вход статистического анализатора подключен к элементу ИЛИ 2, связанному со входом блока 1 задания ширины дифференциального коридора, выход которого соединен с нулевым входом триггера 5 и одним из входов элемента И 8. Выход генератора 4 импульсов соединен со вторым входом элемента ИЛИ 2, входами элементов И 7, 9 и входом счетчикаделителя 14 (с предварительной установкой), выход которого связан со входом счетчика-делителя 10 и входами накопительных счетчиков блока 17.

Выход счетчика-делителя 10 подключен к одному из входов элемента ИЛИ 3 и второму входу элемента H 8, выход которого соединен со входом коммутатора 11, подключенного к управляющему входу блока.17 накопительных счетчиков.

Вход Режим анализатора соединен с управляющими входами генератора 4 импульсов и элемента И 8, шиной сброса коммутатора 11, вторым входом элемента ИЛИ 3. Выход элемента ИЛИ 3 связан с единичным входом триггера 6, шинами сброса буферного регистра 16 и шинами переписи счетчиков-делителей 13, 14. Нулевой выход триггера 5 соединен с управляющим входом элемента И 7, выход которого подключен ко входу буферного регистра 15.

Другой информационный вход анализатора связан со входом счетчика 12 суммы и вторым входом блока 17.

Выходы накопительных счетчиков блока

17 соединены с единичным входом триггера 6, нулевой выход которого подключен к управляющему входу элемента И 9. Выход элемента И 9 соединен со счетным входом счетчикаделителя 12 суммы, а выход — co входом буферногО регистра 16.

Статистический анализатор работает следующим образом.

Режим 1. В этом режиме производится прием, распределение и накопление информации. Вначале производится установка в нуль накопительных счетчиков блока 17, счетчика 12 суммы, счетчика-делителя 10, коммутатора 11 и буферного регистра 15, а в блоке 1 устанавливается выбранное значение ширины дифференциального коридора.

Командой по входу анализатора Режим запрещается работа генера842835

55 бО

6с тора 4 импульсов, элемент И 8 открывается для импульсов с блока 1 задания ширины дифференциального коридора.

Реализация исследуемого случайного процесса, представленная в виде последовательностей импульсов, через элемент ИЛИ 2 поступает на вход блока 1, который выполнен в виде счетчика-делителя с регулируемым коэффициентом деления. Коэффициент деления (ширина дифференциального коридора) может задаваться вручную с помощью переключателей предварительной установки, а также автоматически, например от устройства определения оптимальной ширины дифференциального коридора (не показано) после предварительного анализа исследуемого процесса.

После деления в блоке 1 задания ширины дифференциального коридора импульсы, число которых становится равным номеру интервала анализа, в который попадает данная случайная величина, через элемент И 8 подаются на вход коммутатора 11, который собран на счетчике с дешифратором, Сигнал с коммутатора 11 поступает на управляющий вход соответствующего накопительного счетчика блока 17.

С приходом по первому входу анализатора импульса, характеризующего окончание случайной величины, в указанный накопительный счетчик блока

17 записывается единица. Количество импульсов, поступивших в анализатор по первому входу, подсчитывается также счетчиком 12 суммы.

Таким образом, в накопительных счетчиках накапливаются частоты n„ статистического распределения, а в счетчике 12 суммы — величина объема выборки 1 к = Хпх °

Режим 2. В этом режиме осуществляется нормирование гистограммы и вывод ее .на регистрирующие устройства, а также определение величин исследуемых интервалов анализа.

Командой по входу Режим извне или при переполнении одного из накопительных счетчиков блока 17 разрешается работа генератора 4 импульсов и элемента И 8, по другому входу коммутатор 11 устанавливается в нуль, а через элемент ИЛИ 3 триггер 5 устанавливается в единичное состояние, триггер 6 — в нулевое, буфферный регистр 16 сбрасывается в нуль, в счетчик 13 с предварительной установкой переписывается код

Nх из счетчика 12 суммы, а в счетчйк 14 с предварительной установкой записывается заданное число Nz.

Импульсы с генератора 4 через элемент И 7, открытый потенциалом с триггера 5, поступают на вход буферного регистра 15 и через элемент

HJIH 2 по его второму входу в блок 1.

Импульс переполнения с выхода блока 1 задания ширины дифференциального коридора перебрасывает триггер 5 в нулевое состояние, тем самым закрывается элемент И 7. 8 результате в буферном регистре 15

5 оказывается записанным число, равное верхней границе первого интервала анализа. Одновременно импульсы с генератора 4 поступают на вход счетчика 14 с предварительной уста-!

О новкой и поделенные на число И - на рход счетчика — делителя 10 и вход первого накопительного счетчика блока 17, который открыт потенциалом с соответствующего выхода коммутато)5 ра 11. При переполнении накопительного счетчика триггер 6 устанавливается в единичное состояние и открывает элемент И 9 для прохождения импульсов с генератора 4 в счетчик2О делитель 13, в котором осуществляется их деление на число Ng равное объему выборки. С выхода счетчика

13 импульсная последовательность поступает в буферный регистр 16.

Импульсом переполнения счетчикаделителя 10 через элемент И 8 в коммутатор 11 записывается единица, а через элемент ИЛИ 3, триггеры 5, 6, буферный регистр 16, элементы

И 7, 9 и счетчики-делители 13, 14

ЗО возвращаются в исходное состояние.

Так производится поочередный опрос накопительных счетчиков блока 17, причем после опроса кажцого накопительного счетчика, содержимое буфер35 ного регистра 15 увеличивается на величину дифференциального коридора.

После опроса блока 17 содержимое накопительных счетчиков остается неизменным вследствие их одинаковой

4О разрядности со счетчиком-делителем 10.

Таким образом, при выводе гистограммы в буферный регистр 16 последовательно переписываются значения по„, пРедставлЯющие собой величины накопительных частот пх, пронорми45 рованные по алгоритму и и ° N ох Ы„ где N — з адан ное число; о

N — величина объема выборки; х з0 а в буферный регистр 15 — соответствующие им величины интервалов анализа.

Предлагаемый статистический анализатор является более высокоточным, чем известные, вследствие того, что нормирование осуществляется цифровыми способами и устранено влияние взаимной нестабильности частот генераторов на точность нормирования. Повышено также быстродействие, так как нормирование производится за один цикл опроса накопительных счетчиков, что особенно существеняо при выводе информации на цифропечатающие устройства.

842835

Формула изобретения

Наличие среди выводимых данных наряду с нормированными частотами и величин соответствующих интервалов анализа позволяет автоматизировать процесс графического построения гистограммы, например, с помощью графопостроителя.. ,Таким образом, Статистический анализатор позволяет повысить точность нормирования гистограммы, увеличить быстродействие при одновременном расширении его функциональных воэможностей.

Статистический анализатор, содержащий первый буферный регистр, счетчик суммы, генератор импульсов, блок накопительных счетчиков, первый информационный вход которого является первым информационным входом, анализатора, управляющий вход соединен с выходом коммутатора, а второй информационный вход блока накопительных счетчиков подключен ко входу первого счетчика-делителя, выход блока накопительных счетчиков соединен с единичным входом первого триггера, нулевой выход которого подключен к управляющему входу первого элемента И, о т л и ч а ю щ и й- 30 с я тем, что, с целью повышения точности анализатора, он содержит второй и третий элементы И, второй триггер, первый и второй элементы

ИЛИ, второй буферный регистр, второй и третий счетчики-делители и блок задания ширины дифференциального коридора, вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ, первый вход которого является вторым информационным входом анализатора, а второй вход первого элемента ЙЛИ подключен к выходу генератора импульсов и к информационным входам первого и второго элементов

И и второго счетчика-делителя, выход которого соединен с входом первого счетчика-делителя, выход которого подключен к первому информационному входу третьего элемента

И и к первому-входу второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен со входом Режим анализатора, управляющим входом генератора импульсов, со входом сброса коммутатора и с управляющим входом третьего элемента И, выход, которого подключен к информационному входу коммутатора, а второй информационный вход третьего элемента И соединен с выходом блока задания ширины дифференциального коридора и нулевым входом второго триггера, единичный вход которого подключен к выходу второго элемента ИЛИ, входу сброса первого буферного регистра, нулевому входу первого триггера и входам переписи второго и третьего счетчиков-делйтелей, нулевой выход второго триггера соединен с управляющим входом второго элемента И, выход которого подключен ко входу второго буферного регистра, при этом выход первого элемента И соединен с информационным входом третьего счетчика-делителя, установочные входы которого соединены с выходами счетчика суммы, вход которого является первым информационным входом анализатора, а выход третьего счетчика-делителя соединен с информационным входом первого буферного регистра.

Источники информации, . принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 586461, кл. G 06 F 15/36, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

9 583442, кл. G 06 F 15/36, 1976.

3. Авторское свидетельство СССР

9 470813, кл. G 06 F 15/36, 1973 (прототип).

842835

IIIx

Тираж 745 Подписное

BHHHOH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, РаУшскай наб., Д. 4/5

Заказ 5104/62

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель Э. Сечмна

Редактор А. Власенко Техред. Н.Келушак Корректор С, Ъ1омак