Статистический анализатор Советский патент 1975 года по МПК G06F17/18 

(54) СТАТИСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗАТОР

1

Изобретение относится к области специализированных средств цифровой вычислительной техники, предназначенных для анализа случайных процессов, т. е. для нахождения математического ожидания, дисперси среднеквадратического отклонения.

Известны устройства для вычисления характеристик случаных процессов, выборки которых представлены в число-импульсных кодах.

Известное устройство содержит накапливающий сумматор, два двоичных счетчика, первую и вторую группы вентилей, счетчик выборок, схемы ИЛИ, два делителя частоты импульсов, генератор задержки, клапа- ны и триггеры.

Однако в известном устройстве имеет место низкая частота следования импульсов унитарного кода вследствие использования генератора задержки, оценка среднеквадратического отклонения пропорциональна корню квадратному из объема выборки, кроме того в нем невозможно получить сренее значение исследуемых сигналов.

Цель изобретения - повысить быстро-

действие и расширить функциональные возможности устройства.

Это достигается тем, что анализатор содержит накапливающий сумматор, соединенный с первой группой входов схемы сравнения кодов, входы второго накапливающего сумматора подключены к выходам второй группы вентилей, вторая группа входов схемы сравнения кодов соединена с выходами первого накапливающего сумматора подключенного к третьему триггеру, второй вход которого соединен с выходом первого клапана, а выход подключен к первому счетчику и к третьему клапану .выход второй схемы И через второй делитель частоты соединен с одним из входов второго накапливающего сумматора, выход схемы сравнения кодов подключен к одному из входов первой схемы И, выход которой соединен со схемой ИЛИ.

На чертеже показана блок-схема анализатора.

Устройство содержит схему ИЛИ 1, первый счетчик 2, первую группу вентилей 3, первый накапливающий сумматор 4, тригrep 5, схемы И 6 и 7, схему сравнения кодов 8, делитель частоты импульсов 9, клапан 1О, триггер 11, второй накапливающий сумматор 12, вторую группу вентилей 13, второй счетчик 14, второй делитель , частоты импульсов 15, клапан 16, триггер 17, счетчик выборки 18, клапан 19.

В -исходном состоянии счетчики 2, 14, и 18, накапливающие сумматоры 4 и 12 к триггеры 5, 11 и 17 сброшены в состояние нуля. При sToiyt клапаны 16 и 19 открыты по первому .входу, а клапан 10 закрыт по второму входу сигналом с выхода триггера 17.

Схема И 7 закрыта по третьему входу сигналом с выхода триггера 11, а схема И 6 закрыта по первому входу сигналом с выхода триггера 5.

Второй клапан 19 соединен с шиной такт, а выход подключен ко входу счетчика выборки 18 и ко входу установки в состо5шие 1 триггера 5. Выход счетчика выборки 18 связан с входом установки в состояние 1 триггера 17, один из выходов которого подключен к первым входам клапанов 16, 19, а второй выход - ко второму клапану 10, первый вход которого соединен со входом установки в нуль счет чика 2 и с выходом триггера 5. Выход клапана 10 связан со входом установки в состояние 1 триггера 11, выход которого соединен со входом схемы И 7. Первый вход схемы И 7 подключен к источнику постоянной частоты, второй вход - к выходу схемы сравнения кодов 8, а выход через схему ИЛИ 1 связан со входом счетчика 2, с импульсным входом первой группы вентилей 3 и с суммирующим первым входом накапливающего сумматора 4. Информационные выходы счетчика 2 через группы вентилей 3 соединены со взводами сумматора 4 таким образом, что выход первого разряда счетчика 2 подключен ко входу второго разряда сумматора, выход второго разряда счетчика - ко входу третьего разряда и т. д. Благодаря этому при поступлении на импульсные входы импульса в сумматор 4 заносится удвоенное содержимое счетчика 2. Информационные выходы сумматора 4 подключены ко входам схемы сравнения кодов 8, другие входы которой связаны с информационными выходами накапливающего сумматора 12. Вход установки в нуль триггера 5 связан с выходом сумматора 4, а выход подключен к первому входу схемы И 6, второй вход которой соединен с источником постоянной частоты, а выход подключен к второму суммирующему входу сумматора 4 и ко входу дехштеля частоты на N 9, выход которого

связан с первым вычитающим входом сумматора 12. Второй вход клапана 16 подключен ко входу устройства, а выход соединен с первым входом схемы ИЛИ 1, а через делитель 15 на N -с суммирующим входом счетчика 14, с импульсным входом второй гругшы вентилей 13 и со вторым вычитающим входом сумматора 12. Потенциальные входы группы вентилей 13 соеди- .

нены с инверсными выходами триггеров счетчика 14, причем выход первого разряда счетчика 14 соединен со входом второго разряда накапливающего сумматора 12, выход второго разряда счетчика - со входом

третьего и т. д.

Счетчик 2, группа вентилей 3,и нжапливающий сумматор 4 образуют квадратор, код в сумматоре которого равен квадрату числа импульсов, которые поступают на

вход счетчика 2. Счетчик 14, группа вентилей 13 и сумматор 12 образуют квадратор, код чисел в сумматоре 12 которого равен дополнительному коду квадрата числа

Юкшупьс в, которые поступают на вход счечика 14. Для этого импульс с выхода де лителя частоты 15 сначала записывается в счетчик 14 и сумматор 12, а потом постует на вентили 13, С приходом первой выбоки числа X в сумматоре 12 зафиксирует-

2

сн код числа 2 . где П - аэрядность сумматора. Импульсы с выхода клапана 16 поступают через схему ИЛИ 1 на вход счетчика 2, группы вентилей 3 и накапливающего сумматора 4. При окончании занесения числа X в сумматоре 4 зафиксирован код числа Х2. Импульс .окончания прохождения выборок такт перебрасывает тригг 5 в единичное состояние, который по первому входу открывает схему И 6. При этом импульсы с ее выхода поступают на суммирующий вход накапливающего сумматора 4 и на делитель частоты на N9, импульсы с выхода которого поступают на вычитающий вход сумматора 12. При поступлении на вход накапливающего сумматора 4 2 - Х импульсов

перепад ца его выходе возвращает триггер 5 в исходное состояние, закрывая тем самым схему И 6 по первому входу и сбрасывая счетчик 2 в состояние нуля. К этому моменту в сумматоре 12 зафиксирован код числа

v. y,-24i;r/2- -N-- N U ) При поступле1ши последующих значений выборок числа X работа устройства происходит аналогично. После поступления N выборок Значений числа X в счетчике 14 зафиксирован код числа среднего арифметического, а в сумматоре 12 - дисперсии. т iiiJli(jiiJ4 V ) N -и импульс такта приводит к перепил неншо счетчика выборки 18. При этом перепад на его выходе опрокидывает триггер 17 -в единичное состояние, что приводит закрытию клапанов 16 и 19, по первым входам и к открытию клапана 10 по второму входу. При накоплении числа 2 -Х с-сумматора 4 триггер 5 возвращается в нулевое состошше. Перепад на его выходе сбрасывает счетчик 2 в нулевое состоя ние и проходит через клапан 10, опрокидывая триггер 11 в единичное состояние, открывая тем самым схему И 7 по третье му входу. Схема сравнения кодов выдает разрешаюпшй сигнал на второй вход, когда код числа в накапливающем сумматоре 4 меньше или равен коду числа в накатйшвающем сумматоре 12. Это значит, что при окончании выборки схема И 7 по второму входу будет открыта, если значение дисперсии в накапливающем сумматоре 12 не равно нулю. Импульсы с ПОСТО5ШНОЙ частотой поступают с выхода схемы И 7 через схему ИЛИ 1 на вход счетчика 2, группы вентилей 3 и на первый вход накапливающего сумматора 4. В момент, когда код числа в сумматоре 4 будет равен или больше кода числа в накапливающем сумматоре 12, сигнал с выхода схемы сравнения кодов 8 закроет схему И 7 по второму входу. При этом в счетчике 12 будет зафиксирован код среднеквадратичного отклонения d,/F, с округлением в большую сторону. В измерительно-вычислительных комплексах не так важно быстродействие обработки выборки объема N , а более важно расширение динамического диапазона обработки частоты следования импульсов унитарного кода. В предлагаемом устройстве эта частота ограничивается лишь быстродействием квадратора, который состоит из счетчика 2, вентилей 3 и накапливающе го сумматора 4. N Функциональные возможности yci-ройства расщирены за счет получения двоичного кода среднего значения в счетчике 14, : дисперсии в накапливающем сумматоре 12 и среднего квадратичного отклонения в счетчике 2. При этом значение среднего значения -и среднего квадратичного отклонения могут быть сняты в унитарном коде соответственно с выхода делителя частоты 15 и с выхода схемы И 7. Предмет изобретения Статистический анализатор, содержащий делитель и частоты, счетчики, информационные выходы которых подключены соответственно к первой и второй группе вентилей, первая группа вентилей соединена со входами накапливающего сумматора, первый и . второй клапаны, информационные входы которых подключены соответственно к источнику обрабатываемого сигнала и к источнику тактовых импульсов, управляюшие входы клапанов подключены к выходу первого триггера, вход которого соединен через счетчик выборки с выходом первого клапана, выход второго клапана подключен к первому делителю частоты, третий клапан, подключенный входом к первому триггеру, а выходом - ко второму триггеру, схему ИЛИ, подключенную одним входом к выходу второго клапана, первую и вторую схему И, первые входы которых соединены с генератором импульсов, а вторые соответственно подключены ко второму - и третьему триггерам, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и расширения функциональных возможностей анализатора, он содержит схему сравнения и дополнительный накапливающий сумматор, соединенный с первой группой входов схемы сравнения, входы дополнительного накапливающего сумматора подключены к выходам второй группы вентилей, вторая группа входов схемы сравнения соединена с выходами накапливающего сумматора, подключенного к третьему триггеру, второй вход которого соединен с выходом первого клапана, а выход подключен к первому счетчику и к третьему клапану, выход второй схемы И через второй делитель частоты соединен с одним из входов дополнительного накапливающего сумматора, выход схемы сравнения подключен к одному из входов первой схемы И, выход которой соединен со схемой ИЛИ.

EhH

8

u

12

}

3x0

/5h

Такт.

/