Статистический анализатор Советский патент 1987 года по МПК G06F17/18 

Изобретение относится к вычислительной и измери ге. 1ьной технике и предназначено для определения характеристик случайных процессов.

Це.И Ю изобретения является расширение функциональных возможностей за счет опре- де. К ния среднего значения и среднеквадра- тического отклонения сигнала.

На фи1 . 1 нриведена структурная схема предлагаемого анализатора; на фиг. 2 - временные диаграммы, на фиг. 3 - одна из возможных реализаций блока вычисления представления иараметров случайного сигнала; на фи| . 4 блок-схема алгоритма работ1,| .1изато1)а.

(Статистический анализатор содержит ана. кло-цифровой иреобразователь (АЦП) 1. кнад|)аго) 2, формирователь 3 адреса, мул1 гинлексоры 4 и 5, сумматор 6, запоминающее устройство (ЗУ) 7, блок 8 вычисления параметров случайного сигнала, блок 9 синхронизации.

В состав блока 8 входят индикатор 10 и узел 11 задания адреса. В состав блока 9 триггер 12, таймер 13, генератор 14 гакг()в()1.х импульсов (ГТИ), элементы И 15 и U), счегчнк 17 и шифратор 18. В состав анализатора также входит элемент И 19, 1и)1.хс)ДН(л | сигнал которого используется д. 1я авгоматического останова анализатора.

Ьлок 8 может содержать микропроцессор 20 (на основе мнк)осхемы КР 580НК80), параллельно программируемые интерфейсы УВН L , 22 и 23, ОЗУ 24, ПЗУ 25, индикатор 1(1 и узел И задания адреса, а также шину адреса (1IIA), шину данных (ШД) п шипу управления ( ШУ).

Ана,:|нзатор статистических характеристик работает с:1едуюп1им образом.

Спгна.1 «Пуск устанавливает ячейки ЗУ 7 и «О, а приггер 12 - в «1. Открывается элемент И 15 и выходные импульсы таймера 13 поступают па вход установки в «О счетчика 17. При этом снимается сигнал па выходе пе1)еполпения счетчика 17, открывается элемент И Hi и счетчик начинает счет выходных импульссж ГТИ 14. Из выходных СИ1 налов счетчика 17 нри помощи шифратора 18, который представляет собой логическую комбинационную схему, формируются сигналы у 1равления У |- V.i (фиг. 2). После нереполнения счетчика 17 сигнал на eio выходе иерепо.чнепия закрывает элемент II Ifi и блок 9 переходит в режим ожидания следующего импу.чьса таймера 13.

(л1гнал У| на выходе нифратора 18 запускает АЦП 1. Через время tn (фиг. 2) оканчивается никл преобразования выборки itxo.THoro сигнала У, в код ХАНИ Код Хши постунает на информационный вход форми- ювателя 3 адреса, который при условии Vj--:). У:( преобразует код Хдип в код адреес (.л;11|) ячейки ЗУ 7, в которой накапливается количество N, выборок входного сигнала (7,, попавших в некоторый интервал , Xj+. При комбинации сигналов , на выходе формирователя 3 адреса формируется код адреса Л51 ячейки ЗУ 7, в которой хранится сумма выборок входного сигнала

,. i-i

(1)

При , УЗ 1 формируется код адреса 52 ячейки, в которой хранится сумма квадратов выборок входного сигнала

.(2)

При , УЗ формируется код адреса

ячейки, в которой хранится код количества выборок N, которое было проанализировано. Выходной код формирователя 3 адреса через мультиплексор 5, при условии, что сигнал УЗ равен «О, поступает на ША ЗУ Формирователь 3 адреса может быть

выполнен на основе интегральных микросхем постоянного запоминающего устройства (ПЗУ). При этом возможно разбиение диапазона изменения входного сигнала Uj, иа одинаковые интервалы X/, A j+i| или неодинаковые, например на краях диапазона более широкие.

Рассмотрим пример кодирования ПЗУ, на основе которого выполняется формирователь 3 адреса. Пусть выходной код АЦП 1 имеет восемь разрядов. Диапазон изменения

входного сигнала разбит на десять одинаковых интервалов, т. е. в ячейках с адресом 0...9 будут храниться коды количества выборок, попавших в интервалы 10; 0,1 Хмакс,

I О, 1 Хмакс, 0,2 X aKi-j ... 0,9 .Хмакс . . В

ячейках с адресами 10, II и 12 хранятся коды Si, S2, Л . В этом случае в ПЗУ следует занести коды, приведенные в таблице

Y,

К2

40

/Vi

Л/2

л/,0

S, Ss

N

Примечание. Знаком «X отмечено произвольное состояние разрядов.

За один цикл работы устройства происходит изменение содержания четырех ячеек ЗУ 7. Сначала при и выбирается

ячейка г адресом Л /|Л м1 И, к С())жим()м к(1 горой 11р11баи. 1иетс я «1, кот())ая -leptM му.п.гипле ксо) 4 по/инчч Н на иход суммагп ра 6, на другой иход KOTO|iofo нодаек Я содержимое ячг11ки 1-5У j/()j. Выходной код сумматора (, равный (Адш) 1;;, заносится в ячейку с этн же адресом и момент появления сиг нала У.) на С.-входе ЗУ 7. Затем при У ,1( и У. выбирается ячейки с адресом AS, , а на вход сумматора ti черсч мультинлексор 4 подается код ЛМш. Выходной код сумматора Г), равный (3yj, lsij-f -|-Л м1г.), заносится в ячейку Лъ .

Лналотично при У v- 1 и 1м,|Г)ирае1- ся ячейка с ад)есом , а на вход сумматора 6г,иодаетси с выхода квадратора 2 код АЛИИ, в ячейку Лз аносн1ся кот |ЗУ|Лз.1+Х111;).

Наконец, ири У и У .- 1 на иход cvvi матора ti чс рез мультиплексор 4 1:о;1аг1ч-я код «1, в ячейку с адресом Дц заносится код количества обработанн1)1х (Ж 11Ход- ною сигнала (ЗУ + 1|. Ко1да ч|кло нревысит значение 2, ii:i iti.ixo.u- f/;-iii p;i i ряда cyMMai opa (i при оораоогкс я и йкя с адресом /1 1т. с . ири У ,- 1 и У --;- I ) ov ir; ло1 ическая «I, корьн нкпия кою юи с и; налами У) и У (|)Ормир сг сигнал лоп- на входе i;)iiiii-pa 12. В тгом с. три: I ер 12 устаяавлинае 1 и .х). лсмеи li 1 Г закрыва.стся и ) nc i aiiaB. iiiH. 11еоГ)Х(ПИМост1 автомат ическо о ост,тона ооус,1()в, leiia треооваиием зашипи м nejie ио,1неиия сумматора (i (ею ра ,ря;и:о;л ь нг можс 6ы п Г)сск()неч1ии), а lu . uuuiii;. S . - ;,S 1. ) В c,iy4:ic JKI ря.люс л.. сумма 11)|1а ti .толжиа оып, не Mcnrv т i 2 i. где /( разрядное i, ,Л1 U 1 1

()с1 аиов б,1ока Ч нозмо/кгр, i,iK.-Kr , игиа , И(М нрерываиня У , на выхо. Ц б,,|оь:: (S По в чтом с, ioc,ie счи1Т.1иаиия HiiijiopMaiiMH

с .N 7 yCTpoilCTBO иродо, I,-K:IC ; );)Г)()ту. I eжим ирерываиия осооеипп lij/t .eii, ofipaOa 11)1ваеи я диет a io i цесс и ее ; ь IKVIOXM IM-.K

I OMilMX о : . ( и :, I е)ис I ПК с и I и;. ;а

Д,1Я . Г-, Чси; м I l;.;;,.

ческич хар.Пч; cjnn i ii i,., -, i счита r, .( / i

, {. 1Я il il V i.-;r i I I l ; :

, 1инае ся сИ1 на,; ) - JM;,,

11(41 p:i6o ;, Г), KIK;: i стаиаи ;и н:и : cv, : ;;к к.: мент ii 1Г. 1 и,; 1ПЛ , 1 ор Hi ill i,:;u гя : м PI иа у i, ie 1 1 . (),л и; и:а1Л ini,iHK,) ri;; ;i;;. /кимое HbifipaiiKi.ix -/ ич Ml Г1.11КЧ I ся с ii4;} .;vi;-, н pa Id Л.;реса я ач-к iMijir Hoii 1аГ|.1иией.

, 1ЛЯ ПОЛуЧе |ИЯ ЧИС ll il fuic i и pavMpe е.1е1П1И ill,

. : М ИЧ кои « I ,

.; р. ., мими при. i:i ,,:,,г jli - М ., 11Л И11, И, К

. I амс, Н нны й | i; па, i У -, разре- rib,;: ; П. ( цуц-р- иос. 1едовател1Л1о ) 1аол11 нидикаго- U . приведенных знач1 нии и, И)Т- чеинй / , в /-М ииI4 piia, ie средиего (иачеппч Л1 i . pi/ ик квад- |)а I ическо о отк,чонеииь i; пх-.;д|им | :;1гна, 1а ( необходимо дои( V : i 1,чМ чг :c:i;ni ировсс1И иа.т со.чер/ки-i . .1 ,. i, ,N ,

5

0

5

0

0

5

0

5

I ac ie i но (. laM (.i (,) может бьпь вы11о,1нен ,|1учн н) и. iii можег быть авюма тнзироваи i иохкмцкн б.юка vS. ,Цуль- 1ни,1ексо11 20 свя.аи с N HB 21, 22 и 2 .,, ОЗУ 21 и ПЗУ 2Г) нри помощи 111У, Д1ич(анрав- .1е1Г|1ои типы .laiiiii.ix и Ш.Л

li ире.1стан,)М iiapaaHie реа,1изаиии б. им 11 сИ Л1а,1 У -,, на,чи- чи.е кот|()ои) ои(1аи1ивае i ся мик 1оироиес- сором 20 чер1 з УВВ 22. При на,1ични это1Х) сита,la му, 1Ьгии,чексор J.« считывает ад)ес ин;1Н1и .р Ч Мо| о iiapaN vi pa с y-i, ia II. F.c, ut чпо iLioTHoc ii, рас|1|| .мг UMinv; uuHicHiiii, т. е. ко. иа выходе . .чч i i р,1нсн it..., i о микро- ipo iei4 op 20 Ч(,-ре i N Bli 21 опрашивает одну и. ( ячеек (У 7, в Koh piM х|) пребуе- ( )4 Л,, а /-иикх Л--, i которой ра гЧ 11ся код ,V .(г/м ржимпс лих ячеек laiiocMicM в (),ЗУ 21, а .(атем )о11ро1К сеор В1.14 сляс1 .1чач1нис / , ill) фо11му,1е (Ч). Ре- , |ы;;| вычис,1еиия но 111Л че()ез УВВ 2: laHiiCii I . я в иидича о|) 1 0

1л ли нндиинр ei v si cjHMiuH- мшчение cHiH;i, 4i Л), 10 oi jia ;iMBaH)i ся ячейки ,4,5i и А -, а среднее зиачеииг , ia В1,1чис,-1я- пч я по форму,le (-1 )

Г,с, 1Г. инди1и р -етс / с|)еч11еква.чра i иче- скос огклч нсние п, то опр пииванич Я ячейки А. , Ц.ч , Ь а вс.шчи на i вычис,1Яется ио форм,,е (.) |.

Проектирпваиие б,1ока 8 iu.puic,ieiuui п:|рамет 1 И , с, чаишио ситнала на основе микросхг :л|и :1п п()едс гав,1яет трудностей, 1. :, К;1К CXeVM,; 11; KpOIIplHU CCOpOB

И и прп|ра мное с.оеснсчеиис. дос 1Ч1 точно МО. то осв,чпеио н , ПП I ре.

Кроме гот, в Hpe.i.iaracMiiM ана, :11зат()ре ч .ожет быть реали: ова 1-:о О1||нч1е, H, ioi- 1И)С1Т1 рас11реде, 1ення зиалкчиш П ри неравномерном разбиении иа и.и.терва, 1ы диаиа.и)иа изменения вх().тно1Ч) си1на,, что и некоторых с.1учаях повышает разрешающую спо собнос1Г. устройства, например когда ap:i- нее изшч тио, что curtia, расире имеи в срав- ннте, 1ьно иебо, И)И1О11 окр1члности Ч1М ото}11Ч о значения,

I opMjl-Hi и 4t i;i( n Hii4

(/гатистичесК1И1 aiia.rH .агор, 1Ч1держа1инй аиа, 1ого цифрово иреобра (оватчмь, ин))opM.iiiiiDiinbiii вход KOTOpoi o яи-лястся nii(()Op- M. iuiioniibiM входом iii;i. ui3aT()pii, 11е|)вый i HTopoii мумьтиилсксор,, блок синхронизации, I VMM.iiop и :ип1()мннающее устройство, 11н4к)()мацнонный вход которогч) сосдннен с выходом сумматора. ()д соединен с первым ин(|1()рмационным входом сумматора, адресный вход запоминающег О устройства соединен с выходом первого му.чьтин.чексора, пер)ый и второй выходы б.чока синхропн- занин подключепы соответственно к входу запуска ана.лого-цифрового преобразовате- ,1Я и входу синхронизации записи заиоми- иаюшек) устройства, от.гичиющийсм тем, ч го, с lUMs.K) рас1нирения 1)упкциона,:П)ИЫх и()зможиосте11 за счег опреде.ле1Н1я среднего м:аче|1ия и среднеквад 1атическ()Г() OTK,:IO- neiHHi сигиа.та, он содержит квад1)атор, ijjop- )ва ге,11, адреса и б.ток вьпикмения нара- McijKiii случайного с нгнала, П)и VTOM И1)1ход ,i на юго lUKJ poBoro |||)еоб)азовате, 1Я подключен к 1(Н(|)()рманионному вхсхчу if)opMn- и)вате, 1Я адреса и nepiiOMy ин()|()рмацион- иому входу вто|)ого му,|ьтип, 1екс1)ра нено- i. редственно, а через квадратор к (торому

0

5

ИнфорМаЦНОННОМу входу ВТО)ОГО Му.ЧЬТИллексора, третий информационный вход которого является входом логической единицы анализатора, выход второго мультиплексора нодключен к второму информационному входу сумматора, а нервый и второй синхро- входы второго мультинлекеора объединены соответственно с первым и вторым синхро- входами формирователя адреса и подключены соответственно к третьему и четвертому выходам б,пока синхронизации, вход «Пуск которого и вход сброса запоминающего устройства об1,едиие1 ы и являются входом «Пуск а11ализатора, выход формиро ателя адреса нодключен к нервому информационному входу нервого мультиплексора, второй ин()ормационп1)1Й вход которого соединен с ннформацнонпым выходом б, 1ока вычисления параметров случайною сигнала, ннфор- мационный вход которого соединс-н с выходом запоминающего ycr ioitcTHa, а выход прерьп ания б,чока вычис,тения параметров с.лучайного сигна.ла нодк.лючен к управ,-|як)- на му входу первого мультин,лекс()|)а и к входу б.локиро(ки б.юка синхронизации.

Т м П

П

Изобретение относится к области вычислительной техники и предназначено для оиределения характеристик случайных процессов. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет определения среднего значеиия и средне- квадратического отклонения сигнала. Статистический анализатор содержит аналого- цифровой преобразователь, мультиплексоры два сумматора, запоминающее устройство. Для достижения цели введены квадратор, формирователь адреса и блок вычисления параметров случайного сигнала. Анализатор работает в соответствии с блок-схемой алгоритма и таблицей, представленными в описании. 4 ил, 1 табл. оо tsD 05

Фиг 3

( Начало

Iна gtixoaf УввтП

I

lOnooc ячеаки f(M 13v7 и 30HKfHue fff coffeaMLfnoiof I ff-p го a/A -Af

V- /eBZ/ M-p W

I Опрос /ivfUMu /It, I I ЗУ 7 и занесение j e cooepfnuf-tosQ

S f1-p 20

U/(- - Asi

ISi- Убй21 -рго

Ja/ffCfffiff резум jmama ttivtfncHum i UH 10/

/

Ha it/xoffe yeu2 yj. -g

с ° ) ЙлЛ

Составитель Э. Сечина

Редактор А. ШандорТехред И. ВересКорректор Г, Решетник

Заказ 1845/49Тираж 673Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж- 35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4