Многоканальный статистический анализатор Советский патент 1974 года по МПК G06F17/18 

1

Изобретение откосится к области технических средств для измерения вероятностных характеристик случайных процессов.

Известны устройства для измерения плотности распределения - статические анализаторы, основанные на измерении вероятности пребывания Случайного сигнала в заданном дифференциальном К0|р1идоре, т. е. в зоне, ограниченной двумя фиксированными уров-нями. В однокаяальных последовательных .измерителях, использующих метод дискретных выборок, основными функциональными узлами устройства являются: две схемы сравнения фиксированных уровней, вычитающая схема, два счетчика импульсов, нормирующее устройство, модулятор сигнала, а также устройство упр.авления с генератором стробирующих импульсов. При параллельных измерениях нескольких значений плотности распределения измеряются вероятности пребывания случайного .процесса s каждой из вы5ран ных смежных зон анализа (дифференциальных коридорах). Соответственно, увеличивается число схем сравнения, вычитающих схем, счетчиков импульсов и нормирующих устройств. С задатчиков фиксированных ур0®ней iHa каждую из схем сравнения многоканальных измерительных устройств поступают значения уровней сравнения, равные значениям границ зон анализа.

Недостатком таких устройств является относительно большое время измерения вероятности пребывания сигнала в зонах анализа, а также резкий рост относительной погрешности в зонах малой вероятности сипналов, что характерно для измерителей плотности, основанных на равномерном квантовании измеряемого сигнала.

Целью предлагаемого изобретения является увеличение скор-оСти измерения и повышения точности измерений в зонах малой вероятiнocти за счет обеспечения постоянства погрешности измербний в значительно большей части диапазона измеряемого случайного сигнала.

Сущность изобретения заключается в том, что значение вероятности пребывания сигнала в отдельной зоне анализа выбирается постоянным для всех каналов и этапов измерения, а определяется ширина зан анализа (дифференциальных коридоров), т. е. осуществляется равновероятное квантование всего диапазона измеряемого сигнала.

Это достигается тем, что в измерительное устройство вводится устройство суммирования и лереноса уровней, входы которого соединены с выходами реверсивных счетчиков задятчиков подстраиваемых уровней и выходом кодового задатчика фиксироваиного уровня, а выход соединен со входом кодового задатчика фиксироъаяного уровня, кроме того, в каждые каиал вводятся сумматоры уровня, один из входов iKOTOpbix соединен с выходом сум.матора уровня предыдущего канала, а в .первом канале - с выходом задатчика фиксировалиого уровня.

Блок-схема предлагаеМОго устройства («а три какала измерения) приведена «а чертеже (индексы относятся к канальным блокам).

Выход модулятора 1 соедмаен со входами схем сравнения 2, 2, 22 и 2з; второй вход схемы сравнения 2 соединен через цифро-аналоговый преобразователь 3 с выходом кодового задатчика 4 фиксироваиного уровня; вторые входы схем сравнения 2ь 2 и 2з через сумматоры 5, 52 и 5з И -преобразователи 3, 32 и Зз соединены с выходами реверсивных счетчиков 6, 62 и 6з задатчиков подстраиваемых уровней. Выходы схем сра;внения 2 и 2 соединены со входами логического блока вычитания 7i, выходы схем сравнения 2i и 22 - со входами блока 72, а выходы схем сравнения 22 и 2з - со входами блока вычитания 7$. Выходы этих блоков вычитания соединены со входами канальных схем «исключительно - ИЛИ 8i, 83, 83, ко вторым входа1М которых подключен выход задатчика 9 величины вероятности. Этот задатчик может быть выполнен, например, в виде делителя частоты стробирующих импульсов блока управления 10, с выходом которого он соединен. Выход цифро-аналогового преобразователя 3 задатчика фиксированного уровня соединен со входом сумматора 5ь выход которого соединен со входом сум.матора 52. Выходы схем «исключительно - ИЛИ 8i, За и 8з соединены с суммирующим и вычитающям входами реверсивных счетчиков 6i, 62 и 6з. Выходы кодового задатчика 4 и реверсивных счетчиков 6, 62 и 6з, кроме соединения с преобразователями 3, Зь 32 и Зз, соединены со входами общего сумматора 11 переноса уровней, выход которого соединен со входом задатчика 4, а управляющий вход - с выходом блока управления 10. На чертеже не ноказаны связи блока управления 10, по которым подаются стробирующие импульсы к функциональнылМ узлам рассматриваемого измерительного устройства.

Работает устройство следующим образом.

Входной сигнал, преобразованный в дискретную форму модулятором 1, поступает на входы схем сравнения 2, 2i, 22 и 2з. В схеме сравнения 2 сигнал сравнивается с фиксированным уровнем нижней границы измерений, в схеме сравнения 2i-со значением лодстраиваемой верх1ней границы первой зоны анализа с заданной вероятностью пребывания в ней изчмеряемого сигнала. Эта верхняя граница первой зоны является нижней границей для второй зоны, подстраиваемое значение верхней границы второй зоны сравнивается со входным сигналом в схеме сравнения 22, эта верхняя граница второй зоны является нижней границей третьей зоны, значение верхней границы которой подается для сравнения со

входным сигналом на схему сравнения 22. Случаи превышения измеряемым сигналом фиксированного или подстраиваемого уровней приводят к поступлению импульсов с выходов схем сравнения на входы логических вычитающих устройств 7, 7-2 и 7з. Эти вычитающие устройства пропускают на последующие схемы «исключительно - ИЛИ 8, 82 или 8з импульсы превышения входным сигналом величины нижней границы зоны, но только при отсутствии импульсов превышения входным сигналом величины верхней границы зоны анализа. На схемы «исключительно - ИЛИ 8i, 82 и 8з подается, кроме того, двоичная последовательность с заданной вероятностью пребывания измеряемого сигнала в каждой зоне анализа. Эта двоичная последовательность подается с задатчика 9 величины вероятности. Логические схемы «исключительно - ИЛИ пропускают импульсы, корректирующие подстраиваеМые уровни в реверсивных счетчиках 6ь 62 и 6з, а именно, если с вычитающего устройства поступают импульсы о нахождении сигнала в зоне анализа, а с задатчика 9 сигнала нет, то импульсы поступают на суммирующий вход реверсивного счетчика; в том случае, если есть сигнал с задатчика величины вероятности, но 1нет сигнала с вычитающего устройства о нахождении сигнала в зоне анализа, импульсы поступают на вычитающий вход реверсивного счетчика. Код реверсиеных счетчиков бь 62 и 6з преобразуется в аналоговую форму преобразователями Зь За и Зз, а затем эта аналоговая величина суммируется в сумматорах 5i, 52 и 5з с аналоговой величиной нижней границы данной зоны и суммарное значение подается на схемы сравнения. Сумматоры вместе с преобразователями Зь 32 и Зз объединены сеткой этало1нных сопротивлений. В первой зоне анализа на сумматор подается преобразованный преобразователем код - аналог код кодового задатчика 4 фиксированного уровня. После завершения установления (с некоторой флуктуацией) показаний реверсивных счетчиков определяются первые зоны равновероятного квантования измерительного сигнала (в данном случае три зоны), произ водится регистрация результатов и переход к новому циклу измерений. По оигналу блока управления 10 сумматор переноса 11 последовательно суммирует показания кодового задатчика 4 -и реверсивных счетчиков 6ь б2 и 6з. Показания кодового задатчика 4 являются нижней границей первой зоны, при прибавлении к ним кода реверсивного счетчика 6i получают границу раздела цервой и второй зон, прибавляя к этой сумме код реверсивного счетчика ба получают границу раздела второй и третьей зон, суммируя с этой новой суммой код реверсивного счетчика бз, получают верхнюю границу последней зоны анализа. Это кодовое значение верхней границы пос тедней зоны переносится на кодовый задатчик 4 и от этого значения, как уже от нижней границы (НОВОЙ группы зон анализа, цикл из