Статистический анализатор

 

Союз Советскик

Социалистические

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (iii898457 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 20. 05. 80 (21) 2926 07/1 8-24 с присоединением заявки .% (23) ПриоритетОпубликовано 15.01 82, Бюллетень Р1е 2

Дата опубликования описания 15.01.82 (51)М. Кл.

G 06 0 7/52

Государстеенный комитет по делан изобретений и открытий (53) УЙК 681,З (088.8) (72) Авторы изобретенкя

В.В.Заходяченко, В.Е.Тырса и А.И.Юди

Харь ковский автомобильно-дорожный ин им. Комсомола Украины (71) Заявитель (54) СТАТИСТИЧЕС КИЙ АНАЛИЗАТОР

Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники и может быть использовано для анализа экстремальных значений случайных процессов, в частности при. исследовании процессов нагружения

5 металлоконструкций и механизмов в машиностроении, когда необходимо знать не только распределение максимумов и минимумов нагрузки, но и то распределение экстремальных пар максимум-минимум (максимум и последовавший за ним минимум).

Известен статистический анализатор, содержащий сравнивающее устройство, реверсивный счетчик, преобразователь код-аналог, две группы схем совпадения, две группы линий задержки, ждущие мультивибраторы, канальные схемы совпадения, счетно-индикаторные приборы (1!, Данное устройство позволяет получать распределение максимумов и минимумов, однако, оно не строит распределение экстремальных пар максимумминимум. Кроме того, к недостаткам данного устройства можно отнести его сложность и низкое быстродействие.

Наиболее близким к предлагаемому по техническому решению является устройство для получения полусумм и полураэностей экстремальных значений случайного процесса, которое содержит пороговые устройства, дифференцирующие усилители, два элемен-: та ИЛИ, две линии задержки, управляющий триггер, две группы канальных элементов И, группу межканальных элементов ИЛИ, группу триггеров, элемент ИЛИ, дешифратор, блок счетчиков.

Устройство позволяет получить распределение экстремальных пар максимумминимум (2) .

Однако устройство отличается сложностью, низкими надежностью и быстродействием.

Цель изобретения - повышение надежности анализатора за счет упроще3 89845 ния устройства и повышение быстродействия.

Поставленная цель достигается тем, что в статистический анализатор, содержащий rpynny параллельно подклю3 ченных ко входу анализатора элементов сравнения, выход каждого из которых соединен со входом двух формирователей импульсов, выходы нечетных формирователей импульсов подключены |O . соответственно ко входам первого

t, элемента ИЛИ, а выходы четных форми-;, рователей импульсов — ко входам вто 1 рого элемента ИЛИ, выход первого элемента ИЛИ соединен со входом первого 15 элемента задержки, а выход второго элемента ИЛИ - со входом второго эле мента задержки, дешифратор, выходы которого подключены соответственно ко входам блока счетчиков, и триггер, введены регистр и реверсивный счетчик, причем вход суммирования реверсивного счетчика подключен к выходу первого элемента задержки, а вход вычитания квыходу второго элемента задержки,,д выходы реверсивного счетчика соединены соответственно с входами первой группы дешифратора и информационными входами регистра, выходы которого подключены соответственно к входам второй группы дешифратора, входы триггера соединены с выходами элемен-. тов ИЛИ, первый выход триггера подключен ко входу управления перезаписью регистра, а второй выход триг.— гера соединен с управляющим входом дешифратора.

На чертеже приведена структурная электрическая схема статистического анализатора.

Статистический анализатор содержит группу из элементов 1 -1 сравнения (n — число уровней квантования), группу из формирователей 2 -2 „ импульсов, два элемента ИЛИ 3 и 3,, 43 триггер 4, два элемента задержки р „ и 5<, реверсивный счетчик 6, регистр 7, дешифратор 8, блок 9 счетчиков.

Анализатор работает следующим

;образом.

Исследуемый процесс подается на

$0 первые входы элементов сравнения, на вторые входы которых подключены эталонные напряжения (на чертеже не показаны),соответствующие уровням квантования U -U При изменении

n входного сигнала он пересекает уровни квантования, в результате чего на выходах элементов сравнения появляются перепады напряжения (при увеличении сигнала - положительный, а при уменьшении — отрицательный).

По положительным перепадам формируются импульсы нечетными формирователя-1 ми 2„, ..., 2 „, а по отрицательнымчетными формирователями 2,,2 „,.

Таким образом, при увеличении вход" ного сигнала поступают импульсы с нечетных формирователей, а при уменьшении - с четных. Поэтому при изменении входного сигнала элементами сравне" ния и формирователями 2 вырабатыва-, ются импульсы двух последовательностей, первая из которых соответствует возрастанию сигналов, а вторая - убы ванию, причем число имгульсов в каждой последовательности равно числу уровней, которые пересек сигнал. При наличии экстремума исследуемого процесса первую последовательность сменяет вторая(максимум) и наоборот (минимум), а первый импульс новой последовательности является признаком экстремума. При. подсчитывании импульсов последовательностей таким образом, что импульсы первой - складываются, а импульсы второй - вычита- i"" ются, получается двоичный код номера текущего уровня, на котором в данный момент находится сигнал. Выходы нечетных формирователей 2 подключены на входы элемента ИЛИ 3 1, а выходы четных формирователей 2 — на входы элемента.ИЛИ 3 . При увеличении входного сигнала с выхода нечетных формирователей 2„, 2 >,..., 2 „ через элемент ИЛИ 3, поступают импульсы первой последовательности на нулевой вход триггера 4 и через элемент задержки 5 < - на вход суммирования реверсивного счетчика 6, а при уменьшении входного сигнала с выходов четных формирователей 2,... 2 через элемент ИЛИ 3 поступают импульсы второй последовательности на единичный вход триггера 4 и через элемент задержки 5 - на вход вычи1 тания реверсивного счетчика 6. При этом в реверсивном счетчике 6 формируется код номера текущего уровня.

Триггер 4 перед началом работы устанавливается в нулевое состояние, нули записываются также в реверсивный счетчик 6 и регистр 7. Первый импульс каждой последовательности, который является признаком экстремума, поступает на соответствующий вход триг898457

S l0 !

3S т

Использование изобретения позволяет упростить статистический анализатор и в результате этого повысить его надежность. Кроме того, анализатор имеет большее быстродействие по сравнению с известным, так как процесс преобразования идет с частотой исследуемого процесса и быстродействие анализатора определяется только

S0

SS,быстродействием элемента сравнения и реверсивного счетчика. гера 4 и изменяет его состояние на противоположное. При этом с соответствующего импульсного выхода триггера 4 будет поступать импульс. Все последующие импульсы данной последовательности состояние триггера 4 не изменяют. При увеличении входного сигнала импульсы первой последовательности поступают через элемент 5 задержки, на вход суммирования реверсивного счетчика 6. Первый импульс этой, последовательности, поступая на нулевой вход триггера 4, не изменяет его состояния, так как триггер 4 перед началом работы установлен в нулевое состояние. При уменьшении сигнала (максимум на i-ам уровне, так как на вход суммирования реверсивного счетчика поступило импульсов первой последовательности, кото ые сложились в реверсивном счетчике) начинают поступать импульсы второй последовательности. Первый импульс этой последовательности, который является признаком максимума, устанав ливает триггер 4 в единичное состояние. С единичного выхода триггера поступает импульс на управляющий вход регистра 7, который разрешает перезапись в регистр 7 с реверсивного счетчика б кода номера -го уровня (код уровня - двоичный код числа

i), на котором произошел максимум, через время T3ab первый импульс вто" рой последовательности поступит на вход вычитания реверсивного счетчика 6. Элемент 5< задержки обеспечивае задержку поступления первого импульса второй последовательности на вход вычитания реверсивного счетчика 6 на время, необходимое для перезаписи кода номера уровня (на котором произошел максимум), полученного в реверсивном счетчике 6 после суммирования импульсов первой последовательности, с реверсивного счетчика 6 в регистр 7. При последующем увеличении сигнала (минимум на j ""ом уров" не, j=i-m, где m — - число импульсов второй последовательности, поступивших на вход вычитания реверсивного счетчика 6) начинают поступать импуль сы первой последовательности. Первый импульс этой последовательности, который является признаком минимума, устанавливает триггер 4 в нулевое состояние. С импульсного выхода триггера 4 поступает импульс на управляющий вход дешифратора 8. Этот импульс записывается в соответствующий счетчик блока 9 счетчиков по ходу, который подается на соответствующие входы дешифратора 8 с реверсивного счетчика 6 (в котором в данный момент хранится J код номера уровня, на котором произошел минимум) и регистра 7. В этом счетчике хранится информация о числе зарегист.рированных экстремальных пар максимум-минимум с максимумом на i-ом уровне и минимумом на J -ом уровне.

Через время Т3 первый импульс первой последовательности поступает на вход суммирования реверсивного счетчика 6i

Элемент 5 задержки обеспечивает за1 держку поступления первого импульса первой последовательности на вход реверсивного счетчика 6 на время, необходимое для записи импульса с выхода триггера 4 в соответствующий счетчик блока 9 счетчиков. В блоке 9 счетчиков содержится и групп счетчиkoB flo числу уровней квантования, число счетчиков внутри групп равно номеру уровня, к которому относится данная группа. В К-ом счетчике данной группы хранится информация о количестве зарегистрированных, экстремальных пар с максимумом на данном уровне и минимумом на К-ом уровне.

Например, в 5-ом счетчике 7-й группы хранится информация о количестве экстремальных пар с максимумом на

7-ом уровне и минимумом на 5-ом. уров- не. При суммировании содержимого всех счетчиков отдельно по группам получа,ется распределение максимумов случайного процесса по уровням. Сумма содержимого всех счетчиков дает общее число зарегистрированных экстремумов. Таким образом, в результате работы статистического, анализатора будет получена информация о распределении отдельно максимумов, минимумов и экстремальных пар исследуемого случайного процесса.

898457

Формула изобретения

Статистический анализатор, содержащий группу подключенных ко входу анализатора элементов сравнения, выход каждого из которых соединен со входом двух формирователей импульсов, выходы нечетных формирователей импульсов подключены соответственно ко входам первого элемента ИЛИ, а вы- © ходы четных формирователей импульсовко входам второго элемета ИЛИ, выход первого элемента ИЛИ соединен со входом первого элемента задержки, а выход второго элемента ИЛИ - со вхо- 1Ф дом второго элемента задержки, дешифратор, выходы которого подключены соответственно ко входам блока счетчиков, и триггер, о т л и w а юшийся тем, что, с целью повыше- gg ния надежности анализатора за счет упрощения и повышения быстродействия, он содержит регистр и реверсивный счетчик, причем вход суммирования реверсивного счетчика подключен к

Выходу первого элемента задержки, а вход вычитания - к выходу второго элемента задержки, выходы реверсивного счетчика соединены соответственно с входами первой группы дешифратора и информационными входами регистра, выходы которого подключены соответственно к входам второй группы дешифратора, входы триггера соединены с выходами элементов ИЛИ, первый выход триггера подключен ко входу управления перезаписью регистра, а второй выход триггера соединен с управляющим входом дешифратора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свитедельство СССР

11 328476, кл. G 06 G 7/52, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР

Т 332472, кл. G 06 G 7/52, 1972 ,(прототип).

898457

Составитель В.Фукалов

Редактор В. Бобков Техред И. Надь Корректор М. Демчик

Заказ 11952/67 Тираж 731 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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