Статистический анализатор Советский патент 1979 года по МПК G06G7/52 

, . . - I

Изобретение относится к области вычислительной техники и может найти применение при определении статистических характеристик слу. чайных процессов..

Известно устройство для определения плотности вероятностей случайных процессов, содержащее первый аналого-цифровой преобразователь, подключенный информационным входом ко входу устройства, з выходом к первому дешифратору, генератор импульсов выборок, выход которого соединен с управляющим входом аналого-цифрового устройства, кнопку запуска 1.

Недостатком этого устройства является то, что оно одноканальное, вследствие чего все измеряемые характеристики определяютсяпри постоянном уровне анализа случайных процессов y(t) и X(t) в зависимости от вида измеряе ой характеристики.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному изобретению является анализатор, содержащий первый и второй аналогоцифровые преобразователи, информационные

входы которых являются соответственно первым и вторым входами анализатора, управляющий вход второго аналого-цифрового преобразователя непосредственно соединен с кнопкой запуска и через первый переключатель - с выходом генератора импульсов выборок, выходы аналогоцифровь1х преобразователей соединены со входами соответствующих детАшфраторов, п измерительных каналов и п блоков управления, каждый Из которых состоит из триггера и счетчика, а каждый измерительный канал состоит из п-входового злемента И, двухвходовых элементов И и счетчиков, входы которьК в каждом канале соединены с выходами соответствующих двухвходовых элементов И своего канала, первые входы которых в каждом канале подключены к соответствующим выходам п-входового элемента И своего канала, вторые входы всех двухвходовЬтх злементов И каждого канала подключены к выходу Триггера соответствующего блока управления, входы счетчиков каждого из которых и входы п-входовых элементов И всех каналов подключены к соответствующим выходам первого деишфратора 2. 36 Недостатком этого устройства является то, что оно является прямопоказьгеающим только при определении коэффициента колтшгации, условная же плотность вероятностей W(y/x) определяется как сумма показаний счетчиков i-ro канала. Для определения безусловной плотности вероятностей W(y, );необходимо найти отношение показания i-ro счетчика i-ro канала к сумме покззаннй всех счетчиков при подаче на оба входа анализатора процесса y{t). Такая методика определения условной и безусловной плотности вероятностей увеличивает .продолжительность анализа, усложняет действия операторов и не позволяет автоматизировать ввод результатов измерений в вычислительньк машиньЕ. Цель изобретения - улучшение эксплуатационных характеристик анализатора. Поставленная цепь достигается тем, что в анализатор введены входной двухвходоый элемент И, вторш переключатель, входной триггер и дели1еяь частоты, вход которого соединен с кнопкой запуска и с первым входом входного двухвходового элемента И, выход которого под ключен к управляющему входу первого аналого-цифрового преобразователя, а второй вход соединен с выходом входного триггера, первый вход которого через второй переключатель соединен с выходом делителя частоты, при этом каждый измерительный канал содержит цепочку из последовательно соеданенных дополнитель ного счетчика, ключа, триггера и дополнительного двухвходового элемента И, выход которого подключен к управляющему входу п-входовОго элемента И своего канала, другой вход дополнительного двухвходового элемента И под ключен к входу дополнительного счетчика своего канала и к соответствующему выходу второго дешифратора, другой вход триггера каждо го канала соединен с входом входного тригге ра, с кнопкой запуска и с первыми входами триггеров блоков управления, второй вход каж дого триггера блока управления через переключатель соединен с выходом счетчика своего бло ка. Блок-схема устройства приведена на чертеже, где представлены входы анализатора 1,2; аналого-цифровые преобразователи 3,4; кнопка .запуска 5; переключатель 6; генератор импульсов выборок 7; делитель частоть 8; переключатель 9; т)иггер 10; двухвходовый элемент И 11; дешифраторы 12,13; измерительный канал 14; входовой элемент И 15; входы элементы 1 17; двухвходовой элемент И 18; входы 19, 20 элемента 18; триггер 21; переключатель 22; счетчик 23; двухвходовые элементы И 24; счетчики 25; блоки управления 25, содержащи , триггер 27, переключатель 28 и счетчик 29. Статистический анализатор может работать в двух режимах: 1режим - определение условных шготностей и безусловных плотностей и вероятностей; 2режим -определение коэффициента коллигации. При работе анализатора в первом режиме переключатель 28 разомкнут, а переключатели 9 и 22 замкнуты. Работа статистжсского анализатора при определении условных и безусловных плотностей вероятностей осуществляется следующим образом. Напряжение реализации у (t) случайного процесса Y(t) со входа 1 подводится.на информационный вход аналого-цифрового преобразователя 3, а напря:жение реализации x(t) случайного процесса X(t) со входа 2 поступает на информационный вход аналого-цифрового преобразователя 4. При одновременном замыкании переключателя 6 и кнопки 5 импульсы с генератора 7 поступают на управляющий вход анаого-цифрового преобразователя 4, делителя часготы 8, первый вход двухвходового элемента - / И 11, а первый из этих импульсов одновременно переводит триггеры 10, 21 и 27 в такое состояние, при котором на втором входе элемента 11, входе 19 элементов 18 и втором входе элементов 24 появляется разрещающее напряжение. При этом, импульсы от генератора 7 через элемент И поступают на управляющий вход аналого-цифрового преобразователя 3..-. В моменты опросоввходные напряжения реализаций y(t) и x(t) преобраэуются в цифровую форму и с преобразователей 3 и 4 выдаются в параллельном коде на дешифраторы 12 и 13. Соответственно зна чению входного напряжения появляются импульсь на выходах дешифраторов 12 и 13, имеющих определенньш номер. С выхода дешифратора 12 импульс поступает на информационные, например i-е, входы элементов 15 всех измерительных каналов и на вход счетчика 29 i-ro блока управления. С выхода, например К-го, дешифратора 13 импульс подается на вход счетчика 23, а через элемент И 18 на управляющий вход 17 п-входового элемента И К-го измерительного блока. Тогда в-i-M счетчике К-го измерительного канала зафиксируется единица, соответствующая выполнению событий у,)€ X(t ) -момент опроса, -уровни анализа, - щирина дифференциального ко1)идора, определяемая младшим разрядом аналого-цифровых преобразователей 4 и 3 соответственно счетчик 29 i-ro с блока управления также зафиксирует единицу, соответствующую наступлению события yi-fiy( При последующем опросе аналого-цифровых преобразователей единица зафиксируется в одном из счетчиков импульсов 29, а также счетчиков 25 на входе того измерительного канала, на управляюШем входе 17 элемент 15 которого имеется подаваемое через элемент И 18, разрешающее напряжение от дешифратора 13. После постуЛления на вход счетчика 23 числа импульсов, равного коэффициенту пересчета счетчика 23,выходной сигнал последнего переведе триггер 21 в состояние, при котором снимается разрешающее напряжение со входа 19 эл1емента 18, в результате чего прекращается подача импульсов на управляющий вход п-вход6врго элемента И 15 данного измерительного канала. По окончании измерений i-й счетчик К-го канала будет показьшать число а- . При поступлении на вход делителя частоты 8 числа импульсов, равного коэффищенту перестета делителя 8, выходной сигнал последнего переведет триггер 10 в состояние, при котором снимается разрешающее иапряжение со второго входа элемента 11, в результате чего дфекрацщется опрос ан;алого-цифрового преобра-v зоватедя 3. В i-м счетчике импульсов 29 будет зафиксировано число Ь; оценка условной плотности вероятностей cJ ( ) случайного Y(t) при условии x(t) связана с числом а. соотиощениём .)7irгде Nj - объем выборки равный коэффициенту пересчета 23 i-ro измерительного канала. Оценка безусловной плотности вероятноетет и(у) связана с числом Ь. соотношением 6 Лу;) Ду К где N - объем выборки, равный коэффициенту пересчета делителя частоты 8. Если выбрать коэфф} ииёнты пересчета N делителей частоты 23 одинаковыми и равными Nj, из условия Ду NI lof т(Х(о(У7 /х) а;. 10-5 При выборе коэффициента пересчета делите 1ЛЯ частоты 8 из условия AyN ш, то L(y,- ) b., 076 Устройство получается прямопоказываюишм, .а числа S и Р определяют положение запятой в отсчетах а- и Ь; соответственно. Для правильной работы анализатора необходимо выполнение дополнительного условия N 1 N; , где п - Число измерительных каналов. Работа анализатора в режиме измерения коэффициента коллигации (переключатели 28 зам- . кнуты, переключатели 9 и 22 - разомкнуты). После одновременного нажатия кнопки 5 и замыкания, переключатели 6 первый импульс генератора импульсов вь1боров 7 переводит триггеры 10, 21 и 27 в .такое положение, при котором на их вьцсодах появляется разрешающее напряжение.Импульсы от генератора 7 поступают на управляющий вход аналого-цифрового преобразователя 4 и через элемент 11 - на управляющий вход преобразователя 3. В моменты опросов входные напряжения реализаций y(t) и x(t) преобразуются в цифровую форму и выдаются в дешифраторы 12 и 13 соответственно. В зависимости от значений входных сигналов на одном ;из выходов дешифраторов 12 и 13 появляются импульсы. Пусть импульсь появились на i-M выходе депшфратора 12 и К-м вькоде дешифратора 13. Тогда в i-M счетчике 25 К-го канала зафиксируётся единица, соответствующая выполнению условияy;-f 4yft.,)y;- И ЛХ . /, ыл ..-5;атакже в счетчике 29 i-ro блока управления зафиксируется 1. При последующем опросе анапого-цифровьрс преобразователей 3 и 4 единица зафиксируется в одном из счетчиков 25, того канала, на управляющем входе 17 элемента 15 которого имеется разрешающее напряжениё от дешифратора 13, и в од1гом из счетчиков 29.. После поступления на вход i-ro счетчика 29 числа импульсов, равных коэффициенту пересчета Nyj счетчика 23, выходной сигнал последнего переведет триггер .26 в положение, при котором снимается разрешающее напряжение со . вторых входов i-x элементов 24 всех измерительных каналов. За время счета на вход i-ro блока управления поступитNyi импульсов (Njf- коэффициент пересчета счетчика 29), а на входы аналого-. 1Шфровых преобразователей 3 и 3 за это же i время поступило выборок. Оценка условной плотности вероятргостей случайного процесса Y(t) при условии x(t( Xjr связана с числом а- соотношением (ч;/ь)-ду;19 а оценка безусловной плотности вероятностей (yj ) связана с числом соотношением yj iy-м Г Оценка коэффициента йоллигащш соответственно определится как иУУУиЧ) Hix - N. (УМ 41 Если выбрать коэффициенты пересчета счетчиков 29 одинаковыми и равными Ny, Ny 10 , то j а,. . Устройство является прямопоказывающим, а число г определяет положение запятой в отсчете aj,; . Формула изобретения, Статистш еский анализатор, содержащий пер вый и второй аналого-цифровые преобразователи, информационные входы которых являются ; ,соответствено первым и вторым входами анали затора, управляющий вход второго а1 алого-циф рового преобразователя непосредственно соединен с кнопкой запуска и через первый переклю ;чатель - с выходом генератора импульсов выб ,рок, выходы аналого-цифровых преобразователей соединены со входами соответствующих дещифраторов, п измерительных каналов и п блоков управления, каждый из которых состои из триггера и счетчика, а каждый измерительны канал-, состоит из п-входового элемента И, дв входовых элементов И и счетчиков, входы кот рых в каждом канале соединены с выходами соответствующих двухвходовых элементов И с . го канала, первые входы которых в каждом к ,ч нале подключены к соотпегствующим выходам п-вхопот 01О :)лемент;1 И своего канала, вторые входы всех двухвходовых элементов И каждого канала подключены к выходу триггера соответствующего блока управления, входы счетчиков каждого из которых и входы п-входовых элементов И всех каналов подключены к соответствуюод м выходам первого дешифратора, отличающийся тем, что, с целью улучшения эксплуйгационных характеристик анализатора, в него введены входной двухвходовой элемент И, второй переключатель, входной триггер и делитель частоты, вход которого соединен с кнопкой запуска и с первым входом входового двухвходового элемента И, выход которого подключен к управляющему входу первого аналого-цифрового преобразователя, а второй, вход соединен с выходом входного триггера, первый вход которого через второй переключатель соединен с вь1ходом делителя частоты, при этом каждый измерительный канал содержит цепочку из последовательно соединенных дополнительного счетчика, ключа, триггера и дополнительного двухвходового элемента И, выход которого подключен к управляющему входу п-входового элемента И своего канала, другой вход дополнительного двухвходового элемента И подключен к входу дополнительного счетчика своего канала и к соответствующему выходу второго дешифратора, другой вход триггера каждого канала соединен с входом входного триггера, с кнопкой запуска и с первыми входами триггеров блоков упраления, второй вход каждого триггера блока управления через переключатель соединен с выходом счетчика своего блока. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Мирский Г. Я. Аппаратурное определение характеристик случайных процессов.. М., Энергия, 1972, с. 304. ;i 2. Авторское свидетельство СССР № 488215, кл. G 06 G 7/52, 1974 (прототип).