Анализатор амплитудных распределений Советский патент 1983 года по МПК G06G7/52 

Изобретение относится к специализированным средствам автоматики и вычислительной техники, предназначенным для определения вероятностных характеристик случайных процессов, например в океанологии, технике связи, метеорологии. Известен анализатор амплитудных распределений, содержащий последовательно соединенные аналбго-.цифровой преобразователь, .адресный дешифратор блок памяти, сумматор, выход которого соединен с информационным входом блока памяти, а управ.ц/гющий вход с выходом блока выбора оценки 1. Основной недостаток анализатора исследование только сгацио,нарных сиг налов и при фиксированном начале интервала анализа. Наиболее близким по тех-нической сущности к изобретению является анализатор амплитудных распределений, содержащий аналого-цифровой преобра зователь,, соединенный с адресным-вхо дом блока памяти, информационный выход и вход которого подключ ен соответственно к входу, и выходу регистра (реверсивного счетчика) , а. управляющие входы регистра и блока памяти подключены к выходам таксирующего блока 2, . , существенным недостатком этого анализатора также является жест- кий режим обработки на фиксированном интервале анализа, т.е. исследование определенных реализаций сигнала, что возможно только для сигналов стационарного- типа/ а зто существенно ограничивает возможности их использования для многих экспериментов ввиду необходигу1ости сложных предвари тельных преобразований (стационаризации) сигналов. Цель изобретения - расширение фун цйональных возможностей за счет, обес печения возможности анализа нестационарных случайных сигналов, Поставленна,я цель .достигается тем что в анализаторе амплитудных распре делений, содерл ащем аналого-цифровой преобразователь, вход которого является входом анализатора, реверсивной счетчик, выход которого соединен с информационным входом блока памяти, выход последнего соединен с информационным входом реверсивного счетчика и является выходом анализатора, введены элементы задержки, элемент ИЛИ, триггер и когу мутатор, первый информационный вход которого объединен с входом первого элемента задерж ки и подключен к информационному вйходу а 1алого-цифрового преобразова-геля, тактовый выход которого соеди-нен непосредственно с первыми входами элемента ИЛИ и триггера, а через второй элемент задержки - с вторыми входами элемента ИЛИ и триггера-, выходы которого подключены соответственно к входам вычитания и сложения реверсивного счетчика и к первому и второму управляющим входам-коммутатора, второй информационный вход которого соединен с выходом первого , элемента-задержки, выход элемента ИЛИ подключен -к управ-ляющим входам реверсивного счетчикд и блока памяти, адресный вход которого срединен с.выходом коммутатора. .За счет введения новых узлов и новых связей мевду ними достигается выполнение йовой последовательности опе.раций Считывание - Запись в блоке памяти и операций Сложение - Вычитание в реверсивном счетчике, что позволяет реализовать обработку .на скользящем интервале. Это существенно расширяет возможно.сти анализа различных классов сигналов - стационарных, локально-стацио.нарных и нестационарных, т.е. значительно увеличиваются области вбзможности использования анализатора как самостоятельного прибора, так и для работы в составе измерительно-вычислительных комплексов.. На фиг. 1 представлена структурная сх.ема-предлагаемого анализатора; на фиг. 2 - иллюстрация особенностей вычисления j скользящих оце.нок плотности распределения амплитуд при использовании скользящего временного окна. Анализатор ,тудных распределений содержит аналого-цифровой преобразователь 1, информационный и тактовый выходы которого соединены с входами соответственно первого и второго :элементов 2 и 3 задержки, комму-татор 4, блок 5 памяти, адресный вход которого соединен с выходом комму тато.ра 4 , реверсивный счетчик б, элемент ИЛИ .7 и триггер 8. Ана,лиэатор раб9тает следующим образом. Исследуемый случайный сигнал пОда-. ется на вход аналого-цифрового преобразователя 1 , в котором преобразует- .. ся в последовательный цифр.оврй ряд отсчетов с заданным временным шагом ДЪ (фиг.- 2). Цифровые отсчеты с информационного выхода аналого-цифрового преобразователя 1 поступают непосредственно на первый вход коммутатора 4 и через элемент 2 задержки-- на второй вход коммутатора 4. При этом импульс сопровождения кода (сигнал о конце очередного преобразования аналогового напряжения в код) с тактового вьдхода аналого-цифрового преобразова.теля 1 поступает непосредственно на первые входы элемента ИЛИ 7 и триггера 8, а через второй элемент 3 задержки - на их вторые входы. Первый незадержанный т&ктовый импульс сопровождения устанавливает триггер 8 в такое состояние, при котором на его, например, первом выходе формируется потенциал логичесЭтот потенциал устанавли вает коммутатор 4 в состояние, при котором открыт егопервы 5 вход,-а в реверсивном счетчике 6 установлен режцм Сложение. Цифровой код с выхода к рммутатора 4поступает на адресный вход блока 5памяти, йызывает содержимое соответствующей ячейки, которое подается в реверсивный счетчик 6. При этом a управляющий вход реверсивного счётчика, б через элемент ИЛИ 7. поступает тактовый импульс сопровождения кода, по которому к коду в реверсивном счетчике 7 добавляется еди . ница-младшего разряда,, а результат .считывается на информационный вход /блока 5 памяти и записывается вту же ячейку Пр1мяти.. Указанная последовательность операций произв.одится при каждом такте преобразо.вания аналог/код до того, момента времени, когда из элемента 2 задержки поступят цифровые ко ды , а из элемента 3 задержки поступят задержанные, тактовые импульсы-сопровож дения. При этом каждый задержанный импульс сопровождения -устанавливает потенциал логической на втором выходе триггера 8, за счет чего переключается коммутатор 4,-а в реверсивном счетчике б устанавливается ре Вычитание - За.тем аналогично производится кор ректировка-содержимого считьшаемой ячейки блока 5 памяти. Скользяща оценка амплитудных распределений )(, для заданного интервала анализа (i-N),iJ форми руется путем использования операции Сложение для каясдого вновь посту пающего отсчета из аналого-цифрового преобразователя 1 и операции Вычитание для каждого отсчета с выхода элемента 2 задержки. Причем время вы полнения цикла корректировки содержи мого какой-либо ячейки блока 5 памяти определяется соотношением . ..Ai.. дг 4 -, где лТ - интервал времени для считывания старой ординаты w,. и новой W в блок 5 пазаписимяти. ДЛя этого соответствуквдие импульсы в последовательностях задержанных и незадержанных тактовых импульсов сопровождения должны быть сдвинуты относительно друг друга, вследствие чего триггер 8 попеременно fepeз f переключает режимы реверсивного счетчика 6 и входы коммутатора 4. Причем величина задержки ц , задаваемая элементом 2 задержки для цифровыЯ кодов, определяет величину скользящего., временного окна Т а величина задержки тактовых импульсов сопровождения в элементе 3 задери ки..+ &t:, где N - необходимое количество входных отсчетов, определяемое требуемой точностью вычисления искомых оценок w с учетом характера нестационарнобти-исследуемого сигнала. Пр незадержанному (задержанному) тактовому импульсу сопровождения коДа, поступившему на вход триггера 8, .триггер 8 устанавливает реверсивный счетчик б в режим Сложение (Вычитание и открьшаёт коммутатор 4 по его первому (второму) входу, через который цифровой код поступает на адресный вход блока 5.памяти и считывает информацию с соответствую-, щейего ячейки. Этим же тактовым импульсом сопровожцения, поступившим через элемент ИЛИ 7 на управляющие входы блока 5 памяти и реверсивного счетчика б, считанный код записьшается в реверсивньай счетчик 6, в котором с этим кодом суммируется (вычитается) единица младшего разряда, .после чего новый код записывается в ту же самую ячейку блока 5 памяти..Благодаря таРой последовательности микроопераций- обеспечивается новая по сравнению с- прототипом вычислительная процедура - вычисление скользящей оценки амплитудных распределений, что позволяет исследо-вать не только стационарные сигналы, НО также локально-стационарные и нестационарные. Например это требуется и ряде экспериментов, в которых необходимо обнаружение статистической . неоднородности свойств процессов в условиях их априорной неопредел.енности.. ,

АНАЛИЗАа рР АМПЛИТУДНЫХ РАСПРЕДЕЛЕНИЙ, содержащий аналого-цифровой преобразователь, вход которого является входом анализатора, реверсивный счетчик, выход которого соединен с информационньм входом блока памяти, выход последнего соединен с ин