УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ПОСТРОЕНИЯ ГИСТОГРАММ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ Советский патент 1972 года по МПК G06G7/52 

Изобретение относится к области цифровой вычислительной техники и автоматики и может ,ня1ться в ycTpoAiCTiBax анализа случайных яроцсосогв.

Известные устройства, называемые амплитрудными анализаторами, могут выполнять автОматическое .построение пистопрамм, т. е. вычислять частоту по-явления в статистической выборке таких {реализаций, вел ичина котО|рых лежит в задачиньк аинтар.валах. Для этого ycTipoficTiBa содержат Н1реобразо:ватели «пепрерьивная величи;на - код, дешифратор ячейки OHetpiamiBHoro за|По.лп1иаюш.его устройства и само ошеративное заломииающее устройство, ра:ботаюндее в ,режи1ме одиночного наivOiH л ей и я, с о ед1ИН ен;н ы е поел е д ois ате л ы-ю.

Недостатки извесиных уст|ройств связаны с возможностью построения гистог. только с раэрЯ да ЛИ- одинаковой .вел.ичипы. Обычно Б устройствах -не предусматриваются возьможиости (}5ик1сированно м числе ра13рядов гистограмМы из:ме1иятъ |ИХ величину для того, чтобы «растянуть интересующий акслер-иментатора уча1сто|к гистограм-мы, т. е. строить этот участок с большей точностью, чем остальные. В известных устройствах отсутствует возможность делать |разряды зависимыми от диапазона изменения измеряемых реализаций случайной величины, что важно дри построении гистогра мм для случайных ,

изменешш которых лгеняется от э;конэрн1ме}1га к эя :онвр: :менту.

Цель предлагаемого .изобретения заключается в обеспечении постоянлой точ ности построения гистограмм случайных величии с разнЫМ.и диапазона)Ми изменения.

СоХранение точности .построения гистограм.м случайных величин с разными диа1пазоиа мн из менення достигается .путем -noip HpoiBaПИЯ величин разрядов в зависимости от диапазона изменений измеряемой случайной величины с 1иомош.ью бло.ка деления (иорлгирования) реализаций на величииу математического ожидания измеряемых реализ аций, .которое для МНОГИХ ра.сиределений нроиорцио -:ально диаиазОНу иЗ|Мепсния случайной величины. При этом блок деления включается между выходОМ иреобразователя «непрерывная величина - код и .входов дешифратора.

На чертеже изображена блок-схел{а устройства для автоолатн ческого ностроения гистограмм.

На вход устройства поступает иоследовательиссть имп:ульсо1В, интервалы между которы,ми рассматриваются кш реализацш аиализиру0МОЙ случайной величины.

Устройство содерж ит блок выработки математического ожидания, включаюш,ий в себя счетчик интервалов 7, соединенный с дешифpaTOipOM 2 состояний счетчика И1нтерв,алав, ;i

сче г iK-K времени 5, соед11не:и1Ы 1 через веиги;;и 4 передач. матемапичеокого ожидания с регистром 5 матаматического ожидания. П:рн этом |Ве;нт.или 4 связаны с выходОЛ дешКфратора 2 состояний счетчкка иите1р:вало13.

Предлагаемое устройсиво содержит также -нормировки, состоящий из схемы срав,;1Сния 6, соед.инеН.ной с регистром 5, и счетчНК 7 масштабной едияицы. Выход схемы сра-энеиия 6 иеносргдственно соедйпеи со счетмнлОМ S доле 1 мате;-матиче:с;ко.го ожидания и через э.лсмеит задорЖКН 9 - со сбросоаым :входо1М сч.егчи1ка 7. В устройство входят reiiepaTOp импульсов JO, ВЫХОДЫ которого заведены иа счетные входы счетчиков 3 и 7; упрагвляемьи дешифратор //, вход которого связан со счетЧИ1К01М 8, а выход - с сператвзиы.м бл01К01М памяти 12, ра-ботающим в одиночлого накОПлепия; бло1К управления 13, связанный osoniM входом ;епсСред СТ|вен:но со входо м счегч ; ка / и через нереключатель 14 с деш:нфратзром 2, а выход|0М - iC элелгента ш L , 8, 12.

У п р а B;I я е м ы ii и ер с к л ю ч а е м ы и д е ш и а га) содержит .н аборное поле доуполяршлх нсрсключателей :и логических схем «И.

Предлагаемое устрой:ство работает следуюш,им образам.

Последовательность имиульсо-в поступает ла счетный .в.ход счетчика 1. Д.тптелыю.сть между соседними }1м ульса М:н лежит в пределах от /1ч,г11 до («л,:с н является случаГ1:ной величилюй. Разрядность -счетч ика интервале. определяегся колИчествол ,интср:валов. необходимым дли построения гистограммы. При .колячсстве интервалов N число счетчика Интерзалов ра,Бпо

10g2

Счетчик интервалов / связан с дешифратором 2 состояний счетчи-ка L который раснпгфровывает только состояиия счетчика 2 , где /1 ОД, ..., logaA.

Соотвегствешю дешифратор cocTOHinnii счетчика 11нтервало,в имеет logs -V выходов. Дешифраторам состояний 2, таким образом, фО:рмируется логарифмическая нткала. Эта и кала оиределяет люменты фо:рмп. матем ати ческотч) ож Нда н и я дл ител ьм ост и :; п i те р-ва vtOB. Вы.ХОД1 1 дешифратора состояннй 2 управляют вентилями 4 передачи мател ат,ичес.ког() ожнда.ния, кото-;рые, щ свою очерсдг. связан л со счетчиком времени 3. Счетчик врехмени заполняется эталонают частото от генератг ра импульсов 10. Частота затюллеиня F выби(урается из условия ,- , где /(.; 1 - «о fMIIH

эффициент. задающий точность измерения вр.еменното интервала. Разрядность М счетчика времени ОПределяется соотиошеиием:

.. , ./,к,.o M logi.

Глич

Из раврадов счетчи1ка времени 3 выделяются ррупны по т раЗрядав в каждой, причем каждая -последующая rpyin via сдвинута но отношению к предыдун1ей на один разряд в сторону старщо-1:х разрядов. Кол-нчество таких групя равно 10:g2A, т. е. .числу выходов дешифратора 2 состояний счетчика иа-гтервалов 1. Состояниям 2°, 2,...., счетч-ика иитерзалов / соотаетст)вуют О, 1, ..., log2A прупиы разрядов счетчи;ка- времени 3. При возбуждении одн-ого из выход-о,з дешифрато;ра состояний соот-зетств ующая ему i pymia р;аз рядо|в счетчика времени 3 через вентили 4 передачи математического ожидания .поступает IB регистр 5 матс iлтнчеокого ожидания.

Так:им сбцОазОМ, в регистре математического ожидания формируется текущее зна-чемие средней длителыности интервалов, вырабатываемое-в Д1гс ретные моменты времени по лога1ри(|}мнчгской шкале относительно числа интервалов.

Форм ир-0|3 аи н е мат ем атич eoKOir о ожи д ани я :еобх:одимо для выполнения операции -иормирс1зан11я длительности иa тepвaлoв П|ри построении гистопрам-мы. Пор.мир01ваиие раз1рядоь гист-ог рамм по мате:Матичес к-О му олетданию .:5оляет оохраннт1 относптельную точность построения ги1Стогра М:Мы при измененн с.;мого мгпематичеслого о-жидания в широких нределах. : 0p iиpoзaниe заключается в выполнении ОПераци; лелешия, т. -г. т Ь числен::1и

величины а , гте /

- теклчцсе 31 а1епие

/е-р

интс)1вала; ci, - математиче,акое ожида)гне.

Это отношение необходимо вычислить с точностью не

/л,,п

ДЛИНЕ - -- - /л,акс

Для 1и 1чнслення о на счетчик 7 масштабной еллницы поступает от генератора V.) эталонная частота , определяемая условИями co-Xipaaeння необходимой точ ности измерения временного интервала и точностью В1 1-числения отиэН1СНИЯ а. т. е.

, 72.п,ГКоды со счетч-и:ка 7 масштабной едииицы и регист)за 5 матема-тического ожидания лораз)ядно срав;п1ва1отся между на схеме срав111ения 6.

Пр1И ссвнаденнн .кодов схема сравнения вырабатьгвает н.м;пульс, аюступающий па вход счетчиа а S до.чей математического ожидания и через элемент задержки 5 сбрас1)-вает счетчик 7 масщтабной единицы в исходное иоложение. TaiKH.M образом, Ч1а счетчике долей математн ческого ожидания фор,мируется результат от110И1ення и для каждого временного интервала -е точност1)Ю не хуже сгмии.

Разрядность счетчика 8 долей матемагичеи ого ожидания онределяется днаназоном отпон ен 1я и, который лежит в н-ределах от ам.ш

до 1/ЙМ1И1.

Счетчик долей м-а|Те/.;атиче.С1К10.го о-жидаюия связан с управляемым д;ш,иф|ратором 11, который имеет число (выходе: L, равное числу

раз-рядов фор|МИ:ру.вМОЙ ГИ1СГОГ,ра..1й1Ы.

Весь диапазон ко/доЗ от 00...О до 11...1 на счетчике долей математичвакого ожидания поел едав ательио разбивается на L г.рушг (не обязательно р авных) и каждому .первому коду в группе соот1ветстазует 1выход лтаравляемого деш,иф ратора.

На каждую схему «И дешифратора 11 через пер еключатель подается .прямое или ииверопое зиачение каждого разряда 1счетчи;ка 8 долей математического ожидания. Соответствующей комбинацией переключателей задается д.ваич1ный ,код счетчикя 5, возбуждающий даинлю схему «И. Таким ойразо м, саждо1му выходу упра1вляе;мого дещифратора 11 соответсгвует .накото/рый диалазан изменения а, т. е. одвн разряд гистопраМ(МЫ. Из,меняя этот диа.пазон, можно менять точность построення гистограмм.

Управляемый дешифратор 11 связан с оператив:пым блоком .памяти 12. Каждом.у выходу дешифратора соответствует одна ячейка апеРативного блока памяти. При поступлении на бло.к управления 13, в качестве которого может выступать линия задержки, иметульса, соответствующего концу текущего интервала, схема управлевия формирует последователь(но следующие И1М;п.ульсы:

-пр.и.ба вление в ячейку онеративного блока па|Мяти 72, определяемую на этот .мо,мечт последним возбужденньг.м состояние1М управляемого дещифратора //, единицы младщего разряда;

-сброс счетчика долей математического о;кидання.

Блок управления 13 также связан с выходами лешпфратора состояний счетчика интервалов 2 через пе/реключатель 14. При постунлен/ии на схему управления ,ИМ.1пульса с нереключателя схема управления фор1мирует им1пу.1ьсы, останавливающие процесс построения гиCTorpaiMiMbi, а также Импульсы .сброса устройств 1, 3, 8. С этого момента в опе.рати1ВНом запом инающем устройстве хранится гистограмма, построенная в реа тьно;м масштабе времени :по числу 1интервало.в, определяемо.м} положением переключателя 14.

П р е л1 м е т и 3 о б р е т е н и я

Устройство для автоматического .построения гистогра М:м распр.еделенля в.ременных Ийтервалов, содержащее нереклкэтаемый дешифратор, соединенны с опврати1В.ным блокол памяти, блок .управления, переключатель, генератор нмп:ульсов и схему .получения л ателгаШЧеского ожидання со счетчико, вторььм дешифратором, счетчшсо.м времени. соедпня.е:лгым вентилядви с рег.и;стр.о.м схемы получения математического ожидания, отличающееся тем, что, с целью обеопечешия .постоянства точноcTiH при из;манении математического ожидания, оно СОДе1рЖИТ блок НОраМ-ИрОВКИ, СОСТОЯniHii из схемы сравнения, подключенный одной группой входов к репистру получения ..математического ожидания, счетчика масштабной еднЕицы, вход которого связан с генератором И1мпульсов, а выходы соединены со второй группой входо-в схемы сравнения, по испоченной через элемент задержки к c6ipoсовому входу этого счетчика, и дополиительпого счетчика для мателштического ожидания, соеДПленного основны,м входо.м со схемой сравнения, а c6ipocoBbio.i - с блоко.м управления, выход дополнительного счетчика через переключаемый дешиф.ратор соединен с оператнпным блокОМ памяти.

вход