Статистический анализатор

 

Союз Советск их

Социалистичесиик

Реслублии

О l1 И С А Н И Е («960847

N3OSPETE Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6E ) Дополнительное к авт. свнд-ву (22)ЗаЯвлеио 15.07.80 (2!) 2961500/18 24 с присоединением заявки М (23)Приоритет

Опубликовано 23.09.82. Бюллетень J% 35 (51)М. Кл.

G06F 15/36

)ееударетееииый комитет

СССР ао делан изобретений и OTKphlTIIN (53) УЛ,К681 . 3(088.8) Дата опубликования описания 23,09 82 (72) Автор изобретения

В. В, Заходяченко

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при аппаратурном анализе случайных величин, а именно для статистического анализа случайных механических нагрузок.

Известно устройство для статистическо- > го анализа случайных величин, содержащее первый и второй компараторы, первые входы которых соединены с входом устройства, а вторые — с соответствующими выходами .цифро-aíàëîãîâîãî пре1О образователя, подключенного входами к реверсивному счетчику, соединенному с дешифратором максимумом, подключенному к первой группе входов счетно-регист15 рирующего устройства, вторая группа входов соединена с выходами дешифратора полупериодов, входы которого подключены к счетчику, соединенному с генератором эталонной частоты, входы

20 первого и второго компараторов подключены соответственно к суммирующему и вычитающему входам реверсивного счетчика, к единичному и нулевому входам триггера и к первым входам первого и второго элементов И соответственно, вторые входы .которых подключены соответственно к единичному и нулевому выходам триггера, выход первого элемента

И подключен к управляющим входам дешпфраторов, а выход второго элемента И соединен с установочным входом счетчика t l.

Однако данное устройство характеризуется запоминанием в ряде случаев избыточной иврормацией при анализе экст-, ремумов, связанной с наличием на кривой исследуемого сигнала локальных эк стремумов (т.е. экстремальных значений сигнала, разность мекщу которыми не превышает заданной величины). Кроме того, устройство регистрирует только максимумы и полупериоды случайного процесса, но не регистрирует минимумы.

Известен также статистический анализатор, содежаший первый и второй компараторы, первые входы которых соединены с входом устройства, а вторые - с том локальности экстремумов должна решаться с учетом локальности данного экстремума как по отношению к предыдущему, так и по отношению к последующему экстремуму, Указанные недостатки в работе данного устройстве снижают достоверность анализа случайных процессов и искажают результаты последующей обработки.

Белью изобретения является упрощение статистических анализаторов и повышение достоверности анализа случайных прцессов.

Указанная цель достигается тем, что в статистический анализатор, содержаший первый и второй компараторы,. нерI вые входы которых объединены и являются входом анализатора, а вторые входы соединены с соответствующими выходами цифро-аналогового преобразователя, группа разрядных входов которого соединена соответственно с группой разрядных выходов первого реверсивного счетчика, выходы компараторов подключены соответ« ственно к суммирующим и вычитаюшим входам первого и второго реверсивных . счетчиков, к нулевому и единичному вхосоответствутошими выходами цифро-аналогового преобразователя, подключенного входами к первому реверсивному счетчику и к дешифратору,максимумов, выходы которого подключены к первой группе входов счетно-регистрируюшего блока, вторая группа входов которого соединена с.выходами дешифратора полупериодов, входы которого подключены к счетчику, соединенному с генератором эталонной час- @ тоты, выходы первого и второго компараторов подключены соответственно к сумми-, руюшим и вычитвюшим входам первого и второго реверсивных счетчиков, к единичному и нулевому входам триггеров и к первым входам первого и.второго элементов И соответственно, вторые входы которых подключены соответственно к единичному и нулевому входам триггеров, а третьи входы которых подключены к выходам логического блока исключения локальных экстремумов, выход первого элемента И подключен к управляющим входам дешифраторов, к нерве. у входу элемента ИЛИ, а выход второго элемента И соединен с установочным входом счетчика и с вторым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с установочным входом второго реверсивного счетчике, выход которого соединен с логическим бло- ком P2 J.

Однако известное устройство, регистрируя максимумы и полупериоды, не регистрирует минимумы. Кроме того, оно отличается недостаточной достоверностью анализа случайных процессов, так кек определяет локальность данного экстремума, только по разности его амплитуды и ам.плитуды предыдущего экстремума, не всегда учитывает локальность данного экстремума по отношению к последующему, для чего необходимо сравнить амплитуды денного и последующего экстремумов.

Указанный недостаток приводит к тому, что при воэврестании входного сигнала и появлении локальных экстремумов данное 4 устройство в некоторых случаях регистрирует эти локальные экстремумы.

Наиболее близким по технической сушности и функциональным воэможностям к предлагаемому является устройство для SO автоматической классификации нагрузок„ содержащее датчик, генератор импульсов, . подключенный через два элемента И к соответству1ошим входам реверсивного счетчика, выходами соединенного с ли- я ней ным декодируюшим преобразователем, выход которого подключен к нуль-органу, блоки цифровых фильтров для анализа резg7 4 махов и экстремумов, подключенных к группам накопительных счетчиков, выходы нуль-органа подключены к формируюшим элементам выходы которых через элемент ИЛИ подключены к нулевому входу триггера управления и через элемент И, второй вход которого соединен с единичным выходом триггера управления, соедииены с группами элементов И выходов кода paaMGXOB H эксFpeMyMoB, единичный! вход триггера управления через группу переключателей зоны нечувствительности и дешифратор соединен с выходами счетчика, счетный вход которого через элемент ИЛИ подключен к выходам элементов И, вторые входы которых соедийены с нуль-органом, а выход сброса счетчике через элемент задержки и элемент ИЛИ подключен к выходам формирующих элементов (3).

Однако данное устройство отличается сложностью. Кроме того, при регистрации максимумов и Минимумов с учетом .их локальности данному устройству характереН тот же йедостаток, что и описанному выше. В результате отсутствия оценки локальности данного экстремума по отношению к последующему приведенное устройство также в некоторых случаях регистрирует локальные экстремумы. Поэтому задача анализа случайных процессов с ученазначены для исключе»п»я учета экстремумов, локальных по отношению к экстремумем, им предшествоваших. В схему 17 записывается число, пропорциональное амплитуде локельного экстремума. Регистры 4 и 6 максимумов и минимумов предназначены для промежуточного хранения . значений экстремумов, которые являются нелокальными по отношению к предшествовавшим им экстремумам. По кодем регистров 4 и 6 через дешифраторы

5 и 7 максимумов и минимумов производится запись единицы в соответствующие счетчики блоха 8 памяти при выделении экстремумов, нелокальных по отношению к экстремумам кек предшествовавшим, так и последовавшим за ними. Блок 8 памяти содержит счет п»к,каждый иэ которых накапливает число повторений заданных значенпй нелокальных максимумов и нелокальных минимумов.

При увеличении входного сигнала по;являются импульсы не входе комператора

1, а при уменьшении — на выходе компяретора 2, устанавливая триггер 10 в первом случае в ед»»н»»чное состояние, е во втором — в нулевое. Выходнь»е потенциалы триггера 10 подаются ня первые входы элел»ентов И 11 и 12, на вторые входы которых поступают импульсы с комператоров 2 и 1 соответственно. Первый импульс с выхода комператоре 1 является признаком появления минимуме и пропускается элементом И 12, я все последу»лш»»е не проходят через элемент И 12, так кек он блокируется»п»эким потенциалом с т» и— гере 10. Аналогич»»о работает элемент

И 11, который пропускает первый импульс, явля»сшийся признаком максимума, с выходе компареторя 2. Число, пропорциональное амплитуде входного сигнала, формируется в реверсивном счетчике 3.

После появле»»ия очередного экстремума импульс с выходя одного иэ элементов И 11 и 12 через элемент ИЛИ 15. сбрасывает в ноль реверснвный счетчик 16.

При досг»»жешп» сигналом следующего зксгремума в реверсивном счетчике 16 накапливается число, пропорциональное реэности ал»плигуд данного и предыдущего экстрол»ул»ов. Если полученная разность не превышает заданную, т.е. данный экстремум является локальным по отношению к прсдыдушел»у, то схеме 17 выдает эепрещаюшпй поге ииел ня элементы И 13 и 14.

Тяк»»л» образом, при появле»ши каждого экстремума реверс»»в1»ый сче гчпк 16 сбрасывается в ноль и в нем формируется резус".ъ амплитуд всех соседник экстрему5 96084 дам триггера и к информационным Входеь соответственно первого и второго элементов И, управляющие входы которых соединены соответственно с еди»п»чным и нулевь1м выходами триггера, элемент ИЛИ,5 выход которого подключен к установочному входу второго реверсивного счетчика, разрядные выходы которого подкл»очень» к соответствующ>:м входам схемы сравнения, блок памяти, к первой и второй груп-1о пем входов которого подключены соответственно группы выходов дешифратора максимумов и дешифратора минимумов, введены третий и четвертый элементы H„регистр максимумов и регистр минимумов, l5 разрядные выходы которых подключены соответственно к входам дешифраторе максимумов и дешифратора минимумов, разрядные входы объединены и подкшочены к разряднь.м выходам первого реверсивного счетчика, а управляющие входы третьего и четвертого элементов И объ. единены соответственно с первым и вторым входами элемента HEI и подключены соответственно к выходам первого и и второго элементов И, информационные входы третьего и четвертого элементов

И объединены и подключены к выходу схемы сравнения, выход третьего опемента И подключен к управляющим входам регистра максимумов, дешифраторе минимумов и к установочному входу регистра ми}п»л»умов, е выход четвергого элемента И подключен к управляющим входам регистра минимумов, дешифряторе максимумов и установочному входу регистра максимумов.

На чертеже представлена блок-схема статистического анализатора.

Устройство содержит комперягоры

1 и 2 и реверсивный счетчик 3, регистр

4 максимумов, дешифратор 5 максимумов, регистр 6 м»»ромул»ов, дешифратор 7 минимумов, блок 8 памяти, цпфро-аналоговый преобраэоветель 9, триггер 10, элементы И 11-14, элемент ИЛИ 15, реверсивный счетчик 16 и схему 17 сравнения.

Анел»»эегор работает слодуюшим образом.

Компараторы 1 и 2, цифро-аналоговы» преобразователь 9 и реверсивнь»й счетчик 3 образуют следящую систему, ко.торая осуществляет рявнол»ер»»ое квантование входного сигналя по уровню. Триг55 гер 10 и элементы И 11 и 12 определяют момент появле»п»я зкстрсмума. Элементы И 13 и 14, элемент ИЛИ 15, реверсивнь»й счетчик 16 и схема 17 предСтатистический анализатор, содержащий первый и второй компараторы, первые " входы которых объединены и являются входом анализатора, а вторые входы соединены с соответствующими выходами цифро-aíàëoãoâoão преобразователя, группа разрядных входов которого соединена соответственно с группой разрядных выходов первого реверсивного счетчика, выходы компараторов подключены соответственно к сумирующим и .вычитающим вхо» дам первого и второго реверсивных счет« чиков, к нулевому и единичному входам триггера и к информационным входам соответственно первого и второго элементов

И, управляющие входы которых соединены соответственно с единичным и и левым выходами триггера, элемент ИЛИ, выход которого подключен к установочному входу второго реверсивного счетчика, разрядные выходы которого подключены к соответствующим входам схемы сравнения, блок памяти, к первой и второй группам входов которого подключены соответственно группы выходов дешифратора максимумов и дешифратора минимумов, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью упро7 9608 ,мов. Импульсы -с выходов элементов И,11 и 12 проходят через элементы И 13 и

14 соответственно в том случае, если соответствующие экстремумы не локальны по отношению к предыдущим. 5

Так осуществляется первая проверка на локальность экстремумов. При появле нии локального экстремума импульс с вы хода элемента И 13 поступает на управляющий вход региста 4 максимумов, в результате чего код данного максимума переписывается с реверсивного счетчика

3 в регистр 4. Анологично производится перезапись кода нелокального минимума в регистр 6 минимумов.

По этим кодам производится запись единицы в соответствующие счетчики бло фа 8 памяти ь roM случае, если эти экстремумы оказываются нелокальными и по отношЕНию К ПОСЛЕДуЮШим за Ними эКс трем умам.

Вторая проверке на локальность экстремумов (по отношекию к последовавшим эа ними экстремумам} осуществляется следующим образом. 25

Если за данным нелокальным экстремумом (код которого записан в регистре) последует локальный по отношению к нему экстремум, то импульс, свидетельствующий о его выделении, не проходит 50 через состветствующий элемент И "13 (14) и по коду данного экстремума не записывается единице в счетчик.

Если за данным нелокальным экстремумом (код которого записан в регистре) 5 последует ближайший нелокальный экстремум противоположного вида, то по коду данного экстремума (как экстремума нелокального и по отношению к последовавшему за ним экстремуму} производится . запись единицы в соответствующий счетчик. Если последует ближайший нелокальный экстремум того же вида, что и дан. ный, то код этого экстремума переписывается в соответствующий регистр вместо кода данного экстремуме. Между данным нелокальным экстремумом и ближайшим нелокальным экстремумом любого вида могут быть один или несколько локальных экстремумов любого вида.

59

Перезапись кодов в регистры 4 и 6, запись единицы в счетчики блока 8 памяти через дешифраторы 5 и 7 и сброс ре- . гистров осуществляются следующим образом.

Импульс с выхода элемента И 13, сви-55 детельствующий о появлении нелокального максимума по отношению к предыдущему минимуму, поступает на управляющий вход

47 8 регистра 4 максимумов (производится перезапись кода этого максимума в регистр

4); на управляющий вход дешифратора 7 минимумов (производится запись единицы в соответствующий счетчик блока 8 IIaмяти по коду ранее выделенного нелокального минимума, который ранее был записан в регистр 6 минимумов) и на установочный вход регистра 6 минимумов (регистр 6 сбрасывается в ноль), Аналогично производится по импульсу

" выхода элемента И 1 4 перезапись кода нелокального минимума в регистр 6, запись единицы по коду регистра 4 через дешифратор 5 в соответствующий счетчик блока 8 памяти и сброс регистра 4 в нОль.

Таким образом, устройство обеспечивает учет локальности экстремумов, что уменьшает избыточность получаемой информации. Однако за счет более полного контроля локальности экстремумов предлагаемое устройство по сравнению с известным обеспечивает более высокую достоверность анализа случайных процессов. Кроме того, оно имеет несложную структуру, что обеспечивает простоту его технической реализации.

Формула изобретения

9 960847 10 шенйя и повышения анализа, он содержит управлякмаим входам регистра максимум"в третий и четвертый элементы И, регистр I дешифратора минимумов rr K yclaHoao максимумов и регистр минимумов, раз-: . му входу регистра минимумов и выход рядные выходы которых подключены со- четвертого элемента H подключен K yC ответственно к входам дешы ратора мак- 5 parrrrrrrorrrrrM вход™ ре истра " ум симумов и дешифратора минимумов, раз- дешифратора максимумов и установочнорядные входы объединены и подключены му входу регистра максимумо к разрядным выходам первого реверсив-! ного счетчика а управлякяние входы треть- Ис точники информации, его и четвертого элементов И объединены 30 принятые ао внимание при экспертизе соответственно с первым и вторым вхо- 1. Авторское свидетельство СССР дами элемента ИЛИ и подключены соответ- % 417793, кл.606 F 15/36, 1.974.

;ственно к выходам первого и второго эле- 2. Авторское свидетельство СССР ментов.И, информационные входы третьего Ку 503247, кл, G 06 F l5/36, 1976. и четвертого элементов И объединены и > 3. Авторское свидетельство СССР подключены к выходу схемы сравнения, _#_g 419898, кл. G 06 F 15/36, 1974 выход третьего элемента И подключен к (прототий).

Составитель Э. Сечина

Редактор И. Николайчук Техред Е.Харитончнк Корректор О. Билак

Заказ 7286/61 Тираж 731 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

113035, Москва, ЖЗ5, Раушская наб., д. 4/5

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