СТАТИСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗАТОР Советский патент 1973 года по МПК G06G7/52 

1

Предлагаемое устройство относится к специализированным вычислительным системам для оперативного анализа характеристик случайных процессов и может использоваться при статистической обработке экспериментальных данных в производстве и нри научных исследованиях.

Известен статистический анализатор, содержащий дискриминатор уровня анализа, ключевые схемы, делитель частоты, генератор импульсов заполнения, управляемый генератор ступенчатого напряжения с логической схемой запрета, счетчик импульсов со схемой ввода в счетчик числа начальной установки счетчика.

Для производства измерения по априорным сведениям о характеристиках процесса в таком анализаторе устанавливается уровень анализа заведомо выше действительного значения искомой характеристики, а в счетчик вводится число в дополнительном коде, пропорциональпое априорному значению вероятности пребывания реализации ниже уровня анализа. Уровень анализа последовательно пони/кается генератором ступенчатого напряжения до тех пор, пока не станет ниже действительного значения искомой характеристики, т. с. пока не перенолнится счетчик, и импульс переполнения не закроет логическую схему запрета.

В известных статистических анализаторах необходима такая установка уровней анализа, при которой перекрывается весь возможный диапазон изменения с.тучайной величины

или процесса. Это приводит к конструктивному и схемному усложнению устройства, его узкодиапазонности и, как следствие, к ограничению надежности и областей возмол ного использования.

Цель изобретения - расгнирение динамического диапазона и точности определения математического ожидания и дисперсии нормальных случайных процессов при достаточно высоком быстродействии.

Это достигается тем, что математическое ожидание и дисперсия определяются по трем точкам кривой распределения. Для этого в устройство введены три канала (устройства) для определения плотности вероятности

ф1(.), (f2(x), (fz(x). В этих трех точках, определенным образом выбираемЕ гх на оси возможных значений исследуемого случайного процесса. К выхода.м этих каналов подключены логарифмические устройства, а затем два

устройства вычитания так, что с выхода первого спимается напряжение, пропорциональное

In pi - In cpj - In - ,

30 Va

а с выхода второго - напряжение, пропорциональное

In ps - In ср2 In -

3

Эти напряжения поступают в вычислитель, куда подаются также напряжения, постоянные для отдельного измерения из устройства ввода констант.

На чертенке показана структурная схема предлагаемого статистического анализатора.

Статистический анализатор содержит три идентичных (канала) устройства определения илотностей вероятностей в трех точках кривой распределения Xi, Xz, Хз (причем х Xz хз). Каждый канал состоит из суммирующего блока (резистора) ,1, блока 2 формирования дифференциального коридора (пары триггеров Шмидта), схемы 1«И 3, блока 4 усреднения (КС-цепи). Вторые входы схем «И соединены с генератором б тактовых импульсов. К выходам каналов измерения плотности вероятности подсоединены логарифмические устройства 6, 7 и 8. Выходы логариф.мических устройств первого и второго каналов (6 и 7 подключены к устройству 9 вычитания, выход которого соединен с вычислителем 10, а выходы логарифмических устройств 7 и 8 второго и третьего каналов - к устройству II вычитания, выход которого соединен с вычислителем 10.

Устройство 12 ввода констант соединено с суммирующим -блоком 1 и вычислителем 10. Результат измерения регистрируется показывающим устройством (индикатором) 13.

Напряжение исследуемого процесса поступает одновременно на суммирующие блоки (резисторы) 1 трех каналов. Кроме того, на эти резисторы подаются постоянные напряжения с выхода устройства Л2 ввода констант. Этими напряжениями определяется положение точек Xi, Х2 и Xz. Как только сигнал (анализируемая реализация) принимает значение, входящее в данный дифференциальный коридар, схема «И 3 открывается и пропускает тактовые импульсы с генератора 5. Когда значения сигнала выходят за пределы коридора, схема «И запирается. Эта последовательность импульсов на выходе вентиля осредняется в пределах всей длины реализации для определения среднего значения времени пребывания сигнала в пределах коридора. Операция деления на ширину коридора устраняется соответствующим выбором последней (одинакова во всех трех каналах устройства). Нанряжения, пропорциональные плотностями вероятности в точках Xi, х-2, АЗ, подаются на логарифмические устройства, а затем попарно - на устройства вычитания. На выходах этих устройств вырабатываются напряжения, пропорциональные величинам

И In -соответственно, которые поступают в

fa

вычислитель. В вычислитель подаются также постоянные для данного из.мерения напрял ения из устройства ввода констант. Узлы вычислителя коммутируются для вычисления математического ожидания или дисперсии.

Реализация вычислительного устройства по представленным алгоритмам возможна на элементах аналого-цифровых устройств и довольно проста.

Предмет изобретения

Статистический анализатор, содержащий логарифмические устройства, устройства вычитания, вычислитель, соединенный с индикатором, устройства определения плотностей вероятностей, состоящие из последовательно соединенных судммирующего блока, блока формирования, схемы «И, блока усреднения, при этом первый вход каждого суммирующего блока подключен к входу анализатора, второй вход - к соответствующему выходу устройства ввода констант, вторые входы всех схем «И объединены и подключены к выходу генератора тактовых импульсов, отличающийся тем, что, с целью расширения динамического диапазона и повышения точности работы анализатора, выход каждого блока усреднения подключен к входу соответствующего логариф.мического устройства, при этом

выходы каждых двух соседних логарифмических устройств подключены к входам соответствующего устройства вычитания, выходы устройств вычитания соединены с входами вычислителя, другие входы которого подключены к устройству ввода констант.