ЦИФРОВОЙ ДИСКРИМИНАТОР АНАЛИЗА ФУНКЦИЙ Советский патент 1966 года по МПК G06G7/52 

Известны цифровые дискриминаторы анализаторов функций и плотности распределения вероятностей значений случайного процесса, состоящие из пересчетных схем, триггеров, схем совпадений и линий задержек.

Предложенное устройство отличается от известных тем, что содержит триггер выдачи результата и переключатель установки уровня анализа, неподвижные контакты которого соединены с, выходами триггеров пересчетной схемы, а подвижный контакт - с «1 входом триггера выдачи результата. Выход триггера выдачи результата подключен к выходной клемме через первую схему совпадения, второй вход которой через линию задержки соединен с «О входом триггера выдачи результата и с выходом второй схемы совпадения. Такая конструкция устройства позволяет повысить точность дискриминации и стабильность уровней анализа.

На чертеже представлена схема описываемого цифрового дискриминатора.

Он состоит из пересчетной схемы, образованной последовательным соединением триггеров J, 2, 3, 4, цепей очистки этой схемы и многократного автоматического ввода в нее числа, соответствующего уровню анализа (дифференцирующая цепочка 5 и линии задержки 6 и 7), схемы вывода числа в счетчик (триггер 8 и схема совпадений 9), схемы установки щирины дифференциального «окна (переключатель 10, триггер //, схема совпадений 12, линия задержки 13).

Сначала рассмотрим работу цифрового ди5 скриминатора при определении значений функции распределения,, точнее функции/i( (переключатель 14 в положении 15. До начала исследования в цифровой дискриминатор вводится число .4 , 0 где к - число триггеров дискриминатора;

п - число, соответствующее напряжению EJ данного уровня анализа.

Допустим для простоты рассуждений, что к 10. Тогда 2 1024 и А 1024 -п.

5

Па вход прибора подается напряжение реализап,ии x(t) исследуемого стационарного эргодического случайного процесса, и после выключения схемы выдаются дискретные выборки. Первой выборке соответствует значение

0 AlCO напряжения исследуемой реализации. В результате аналого- цифрового преобразователя напряжение Xi(t) преобразуется в число импульсов т. Эти импульсы поступают на вход 16 цифрового дискриминатора и проходят в пересчетную схему. Так как в схему заранее было введено число А, то после подачи mi импульсов общее число, зафиксированное схемой, равно: и тогда В -1024. В этом случае пересчетная схема переполняется и на ее выходе появляется отрицательный импульс, который будет зафиксирован счетчиком. Когда же Xi(t) Ej, то mi,n и В 1024 - импульс на выходе дискриминатора отсутствует. В процессе аналого-цифрового преобразования напряжения x(i) на выходе триггера, не указанного на схеме, формируется прямоугольный положительный импульс длительностью tg, фронт которого соответствует началу данной выборки, а спад - ее концу. Этот импульс подается на вход 17 цифрового дискриминатора. Получающийся в результате дифференцирования спада остроконечный импульс отрицательной полярности поступает через элемент линии задержки 6 на входы триггеров пересчетной схемы. Все триггеры приходят в исходное (нулевое) положение. Так достигается очистка схемы - сброс на нуль. Далее тот же остроконечный импульс, но задержанный на время тГз, элементом линии задержки 7, проходит через замкнутые выключатели 18, 19, 20, 21 на входы триггеров. Тем самым обеспечивается новый повторный ввод числа А в схему дискриминатора. При второй выборке, следующей за первой через интервал + +-3, , , напряжение ) преобразуется в число т2. Если Xz(t) и, следовательно, , то показания счетчика увеличатся на единицу, в противном случае Xi(f)Ej показания сохранятся пеизменными. Аналогичным образом процессы повторяются при каждой из выборок. За время исследовапия Т счетчик сосчитает qi импульсов. соответствующих случаем x(f)bj. Тогда rr{Ej}. По истечении времени Т устанавливают другой уровень анализа Ej + i . Если этому уровню соответствует число р, то в пересчетную схему записывается число С 1024-р. После этого начинаются выборки, процесс которых ничем не отличается от описанного процесса. Проанализировав реализацию относительно уровня лл и получив значение Лг (, i), устанавливают уровень ;Ч2 и т. д. Для первоначальной записи (ввода) числа в пересчетную схему замыкают ключи соответственно записываемому числу. Замкнутый ключ дает ., разомкнутый - «О. Непосредственная запись числа А осуществляется при первой выборке. Эта выборка оказывается «холостой, так как число т, соответствующее Xi(t), сравнивается не с числом Л, а с нулем. Но в конце первой выборки появляется импульс, автоматически записывающий в пересчетную схему число Л. Рабочее количество выборок равно N-1. Схема вывода импульса из дискриминатора в счетчик (триггер 8 и схема совпадепий 9) исключает возможность попадания в счетчик импульса, возникающего на выходе триггера 4 при очистке пересчетной схемы дискриминатора (сброс на нуль). Это достигается следующим образом. Очищающий отрицательный импульс, образующийся на выходе дифференцирующей цепочки, еще до поступления в пересчетную схему дискриминатора перебрасывает триггер 8. В результате переброса на выходе триггера, соединенпом с одним из входов схемы совпадений Я образуется положительный перепад напряжения, «запрещающий прохождение в счетчик отрицательного импульса, поступающего на второй вход схемы совпадений 9. В дальнейщем одновременно с записью числа Л в пересчетную схему триггер 8 возвращается в исходное положение, при котором схема совпадений 9 подготовлена к пропускапию через нее импульса в счетчик. Определепие плотности распределения сводится к подсчету числа случаев /г выполнения условия /; Л () -)Дифференциальное «окно Af задается, как и уровня анализа, в числовой форме: интервалу напряжений АЕ соответствует чиело а импульсов. Если уровню Е соответствует число d, то ,, Д , а ,.-, &Е , . а Ь d / и . 222 2 Следовательно, задача заключается в подсчете числа случаев выполнения условия / lms .г, где ms - число, соответствующее значению X(t) реализации при 5-й выборке. В дискриминаторе предусмотрена схема установки дифференциального «окна, состоящая из переключателя 10, триггера 11, схемы совпадений 12 и элемента задержки 13. Неподвижпые контакты переключателя 10 соедннень с выходами триггеров пересчетной схемы дискриминатора: 22-й контакт с выходом триггера /, 23-й контакт - с выходом триггера 2, 24-й контакт - с выхЪдом триггера 3. Подвижный контакт можно подключать к выходу любого триггера, кроме триггера 4. Положение этого контакта и задает ширину дифференциального «окна, т. е. количество имнульсов, соответствующее интервалу уровней А Е. Если контакт подключен к выходу i-To триггера, то а 2. При измерении значений плотности распределения схема работает следующим образом. Переключатель 14 устанавливается в положение 25, а переключатель 10 - в положение /. В цифровой дискриминатор вводится число - l. Для больщей наглядности положим, что k 10, d 328 и а 4. Следовательно, / 326 и г 330. В этом случае в нересчетпую схему дискриминатора записывается число D 1024--326 698, а переключатель 10 подключается к выходу триггера 2 (). При очередной выборке в нересчетную

схему поступает т импульсов, соответствующих данному значению напряжения исследуемой реализации. Когда в схему войдет некоторое число импульсов (оно не более 4), вызывающее переброс 2-го триггера, при котором на выходе последнего возникает отрицательный импульс, то перебросится и триггер //. В результате на Е5ход схемы совпадения 12 будет подано напряжение, «запрещающее прохождение в счетчик сигналов, поступающих на другой вход схемы совпадения. После того, как в пересчетную схему поступят импульсов, все триггеры этой схемы установятся в исходные (нулевые) положения, и на выходе дискриминатора (точнее - схемы совпадения 9) ноявится импульс. Он перебросит триггер // в первоначальное положение, при котором становится возможным прохождение в счетчик сигналов, поступающих на вход схемы совпадения 12 с выхода схемы совпадения 9 через элемент задержки 18. В случае, когда , пересчетная схема вновь начнет считать импульсы. Если отОЗО, то сигнала на выходе 2-го триггера не будет, и ничто не воспрепятствует прохождению в счетчик задержанного на время тзз выходного импульса дискриминатора. Если же , то импульс, возникающий на выходе 2-го триггера дискриминатора, вновь перебросит триггер И, и задержанный импульс, поступающий на вход схемы совпадения 12, не попадет в счетчик.

Таким образом, показания счетчика увеличатся на единицу только в случае, если .

По истечении времени, необходимого для осуществления выборок, фиксируются показания счетчика, по которым определяется значение плотности распределения. Затем дифференциальное «окно перемещается на следующий уровень и проводится новый этап анализа.

Из рассмотрения принципа действия цифропого дискриминатора становится очевидным, что описанный цифровой дискриминатор обеспечивает высокую точность установки уровней анализа и их стабильность в течение исследования, точность установки и стабильность дифференциального «окна, а также исключительно простой способ перехода от одного уровня к другому.

Предмет изобретения

Цифровой дискриминатор анализа функций и плотности распределения вероятностей значений случайного процесса, состоящий из пересчетной схемы, ключей ввода исходного уровня, линий задержек и схемы совпадения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности дискриминации и стабильности уровней анализа, он содержит триггер выдачи результата и переключатель установки уровня анализа, неподвижные контакты которого соединены с выходами триггеров пересчетной схемы, а подвижный контакт - с «1 входом триггера выдачи результата, выход триггера выдачи результата подключен к выходной клемме через первую схему совпадения, второй вход которой через линию задержки соединен с «О входом триггера выдачи результата и с выходом второй схемы совпадения.