Способ статистического временного анализа Советский патент 1986 года по МПК G01N21/64 G04F10/00 

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и предназначейо для статистической регистрации распределений моментов наступления событий различных физических процессов, вызываемых периодическими импульсами возбуждения, например, в импульсной флуориметрии, ядерно-физических исследованиях, выполняемых по время-пролетной методике, и т.д.

Цель изобретения - расширение области применения способа за счет обеспечения регистрации распределе,НИИ моментов наступления событий произвольных сигнальных потоков, а также увеличение диапазона изменения интенсивности анализируемых потоков и повышение скорости сбора экспериментальных данных при высокой интенсивности этих потоков.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу статистического многоканального временного анализа, заключающемуся в формировании последовательности стартовых электрических импульсов, синхронизированных с моментами генерации сигналов возбуждения исследуемого физического процесса, формирования реализаций исследуе, мого процесса, которые представляют собой последовательности стоповых электрических импульсов, синхронизированных с моментами появления, вызванныхотдельными сигналами возбуждения событий исследуемого процесса, задания временного диапазона проведения анализа путем формирования временных интервалов определенной длительности, начало которых связано со стартовыми импульсами, подсчете количества сторовых импульсов, поступивших в диапазоне анализа, измерении в сотдельных реализациях процесса одино 1ньгх временных интервалов между стартовым и стоповым импульсами, поступившими в диапазоне анализа:, накоплении цифровых кодов результатов измерений в запоминающем устройстве гистограммирующего типа до получения их некоторого наперед заданного количества, запоминают число К поступивших в диапазоне анализа стоповых импульсов в первой реализации процесса, или, если в первой реализации таких импульсов нет, в ближайшей из последующих реализаций, имеющей хотя бы один импульс в заданном временном

диапазоне, в ближайшей из следующих далее реализаций исследуемого процесса, имеющей не менее К импульсов в диапазоне анализа, вьщеляют К-й пос-

тупивший в этом диапазоне импульс и измеряют временной интервал между стартовым данной реализации и вьще,денным , стоповым импульсами, затем уменьшают число К на единицу и в

дальнейших реализациях процесса проводят следующий цикл измерений интервала между стартовым : и (К-1)-м выделенным стоповым импульсами, пов- . торяя указанные процедуры До получения

и измерения временного интервала между стартовым и первым стоповым импульсами текущей реализации процесса, после чего определяют новое значение К подсчетом числа поступивших

в диапазоне анализа стоповых импульсов в последующей реализации исследуемого процесса, имеющей такие импульсы.

5 На чертеже показана временная диаграмма одного цикла анализа.

Процесс выполнения статистического многоканального временного анализа может быть разбит на ряд повторяющихся циклов измерений, каждьй из которых выполняется за несколько последовательных реализаций исследуемого физического процесса.

Сформировав синхронизированные с моментами появления соответственно 5 сигналов возбуждения и событий исследуемого процесса стартовые и стоповые электрические импульсы, генерируют также временной интервал, задаюшдй диапазон анализа. В первой реализации процесса подсчитывают количество стоповых сигналов, поступивших в заданном временном диапазоне. Если в ответ на первый сигнал возбуждения в рассматриваемом диапазоне импульсов процесса не поступило, циклы повторяют до получения первого ненулевого значения. В следующей реализации процесса из последовательности стоповых сигналов выбирают тот по

счету, номер которого совпадает с полученным на предьщущем этапе. Если такого импульса в реализации нет .(т.е. в диапазоне анализа поступило меньшее количество импульсов) (реа55 лизация 2), циклы возбуждения повторяют до генерации реализации потока с импульсом и проводят, измерение временного интервала от старта до этого импульса (реализация 3). Полученный результат запоминают а в следующей реализации вьзделяют импульс, номер которого на единицу меньше, чем при предьщущем измерении (реализации 4-6). Указанные операции Повторяют до тех пор, пока из последовательности не вьщелится первый импульс и измерится .временной интер вал до него . (реализация 6). Рассмот ренная последовательность действий и составляет один цикл регистрации. Такие циклы повторяют до тех пор, пока в запоминающем устройстве не будет накоплено требуемое количеств результатов измерений, после чего процесс анализа оканчивается. Покажем, что при таком способе временного анализа для произвольных потоков отсутствуют искажения формы регистрируемых временных спектров. Обозначают 4epe3Q To, т рабочий диапазон регистрации стоп-импуль сов относительно задающего старт-импульса. Вводят в рассмотрение систему плотностей параметрического задания потока {а; (t , ... , t-),,,2. . таких, -что a-j (t ,. .., t) .. dt,.;. dt- - вероятность наступления на Ь не менее i событий, первые i из которых попали в интервалы (tj-dtj, tj) j 1,2,,..,i. Обозначают f(t) интенсивность исходного потока стопимпульсов. Так как f(t)dt совпадает с вероятностью попадания импульса в интервал (t-dt, t, т.е. равна сумме вероятностей попадания первого, второго,. .., импульса исходного потока в указанный интервал, то ч. f(t). 1 Ч l-i t/ %ti dt,,,. Рассматривают случайный noToit, каждая реализация которого представ(дяет собой совокупность импульсов, вьщеленных по приведенным правилам из числа поступивпотх в интервале стоповых импульсов исходного потока за один цикл регистрации (реализа- ция 1). Этот поток новый, находят его интенсивность, учитывая, что все импульсы потока фиксируются без потерь. Пусть PI - вероятность появления в новом потоке реализаций, содержащих ровно 1 импульсов, а (1) - ий-, тенсивности условных потоков, каждьй .из которых составлен из реализаций, содержащих ровно i импульсов (, 2,...,) тогда интенсивность нового потока fVt) p.(t). Как следует°из рассмотренной последовательности действий, PL совпадает с вероятностью поступления в интервале Vi импульсов исходного потока ,2,..., где А ,,, (t,...,t;)dt, ,. dt; - вероятность поступления в V не менее 1 импульсов исходного потока. Так как f(t)dt совпадает с суммой вероятностей попадания первого второго,..., 1-го импульса исходного (t-dt t , то интервал потока в t I i4:IJ- b - tbl t)dt,..., dt;, При этом получают g|{.-t f(t) aj (t,j ,..., tj. j-a «. 7-Г(А, -A,.,) dt L (A,-A.,,i)A3, TO f(t): tj-i .t)dt, a,- (ti. Сравнивая полученные формулы видно, что интенсивности нового и исходного потока совпадают f(t)f(t). Таким образом, предлагаемый спо соб по сравнению с известным, применимым только для пуассоновских случайных потоков, обеспечивает проведение временного анализа моментов появления событий в потоках произвольного вида. Кроме того, способ позволяет выполнять измерения в потоках случайных событий такой интенсивности, что среденее число импульсов, поступающих в рабочем диапазоне анаиза, превышает единицу. В то же время в известном способе при среднем числе импульсов в диапазоне измерений более ОДНОГО; резко .возрастает интенсивность блокировки процесса накопения информации, что ведет к пропориональному увеличению времени набора кспериментальных данных до получения заданной статистической точности. Кроме того, в техсЛучаях, когда интенсивностьпотока настолько велика, что в диапазоне анализа постоянно поступае два и более стоповых импульса, регистрация временных спектров по известному способу становится вообще невозможной. Ф о р м ула изобретения Способ статистического временного анализа, при котором формируют последовательность стартовых электрических импульсов, синхронизированных с моментами генерации сигналов возбуждения исследуемого физического процесса,формируют представляющие собой отдельные реализации этого про цесса последовательности стоповых электрических импульсов, синхронизированных с моментами поступления событий исследуемого процесса, появлекие которых вызвано текущими сигналами возбуждения, задают временной. диапазон проведения анализа путем формирования временных интервалов определенной длительности, начало которык связано со стартовыми импульсами, подсчитьшают количество стоповых импульсов, поступающих в диапазоне анализа, измеряют в данных реализа- циях процесса одиночные временные интервалы между стартовым и стоповым импульсами, поступившими в диапазоне анализа, а в гистограммирующем запоминающем устройстве накапливают гистограмму результатов измерений, о т 1 7 личающийся тем, что, с целью расширения области применения способа за счет обеспечения регистрации распределения моментов наступления событий произвольных сигнальных потоков, а также увеличения диапазона изменения интенсивности ана- . лизируемых потоков и повьшрния скорости сбора экспериментальных данных при высокой интенсивности этих потоков, запоминают число К поступивших в диапазоне анализа стоповых импульсов в первой реализации процесса, если в первой реализации таких имйульсов нет, в ближайшей из последующих реализаций имеющей хоТя бы один импульс в заданном временном диапазоне, а в ближайшей из следующих далее реализаций исследуемого процесса имеющей не менее К импульсов в диапазоне анализа, вьщеляют К-й поступивший в этом диапазоне импульс и измеряют временной интервал между стартовым, импульсом данной реализации и выделенным, Г стоповым импульсом, затем уменьшает число К на единицу и в дальнейших реализациях процесса проводят следуюпщй цикл измерений интервала между стартовым и К-1-м выделенным в реализации стоповым импульсами, повторяют указанные процедуры до получения и измеряют временной интервал между стартовым и первым стоповым импульсами текущей реализации процесса, после чего определяют новое значение К подсчетом числа поступивших, в диапазоне анализа стоповых импульсов в последующей реализации исследуемого процесса, имеющей такие импульсы.

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и предназначено для статистической регистрации распределений моментов наступления событий различных физическихпроцессов, вызываемых периодическими импульсами возбуждения. Цель изобретения - расширение области применения способа, увеличение диапазона изменения интенсивности анализируемых потоков и повьшение скорости сбора экспериментальных данных при высокой интенсивности этих подтоков. Поставленная цель реализуется за счет применения следующего способа. Формируют последовательность стартовых импульсов, синхронизированных с моментами генерации сигналов возбз звдения исследуемого процесса. Формируют реализации этого процесса, представляющие собой последовательность стоповых импульсов, синхронизированных с моментами появления событий иссле дуемого процесса, вызванньпс отдель(Л ными сигналами возбуждений. Задают временной диапазон проведе«ия анализа и подсчитывают количество поступивших в нем стоповых импульсов. Измеряют в этом же диапазоне одиночные време.нные интервалы между стартовым и стоповым импульсами для отдельных ю реализаций. В запоминающем устройстО) ве гистограммирующего типа накаплиСП О5 вают цифровые коды результатов измерений до полут ения их некоторого за данного количества. Рассматриваемый способ обеспечивает проведение временного анализа моментов появления событий в потоках произвольного вида; 1 ил.