Статистический анализатор Советский патент 1980 года по МПК G06G7/52 

Иаобретение относится к устройствам статистическогр алализа и может быть использовано при испытаниях деталей и конструкций на виб|эостойкость, прочност а также в информационно-измерительных системах. Известно устройство лля огфеделония распределения вероятностей параметров случайного процесса, солержащее грунпу элементов И, схему сравнения, цифроаналоговый преобразователь, элементы И, ИЛИ, переключатели, счетчики, ди4 ференцирующую цепочку и т. д. Наиболее близким техническим решением к данному является статистический анализатор, солержаишй сумматор), блок формирования onopHbLK напряжений, аналого-цифровой преобразователь, пороговый блок, схему совпадения, счетчик, ле шифратор, канальные схемы совпадения к регистратор 2.Fa6oTa устройс-ша основана на том, что мгновенное значение напряжения выброса 1гр.-образуется преобразователем напряженио-чгттота в пропорци- ональное число импульсов за время t . Пачки импульсов, соответствующие ординатам подсчитьшаются счетчиком за время действия Bbt6poca. Число, зафиксированное счетчиком, булет пропорционально плснцади выброса в соответствии с вьфаженнем. . где Ь1 - число выбелок за время выброса;Ui.)- ордината функции в момонт -; UQ - уровень анализа; ut - шаг квантования. Код счетчика после преобразования дешифратором открывает соответствующую канальную схему совпадения, чороз которую и пройдет импульс, соответствующий концу вьгороса, на блок регистрации. Недостатком анализатс за является наличие преобразователя напряжение-частота иктульсов, сужающего функциональные возможности устройства. Действител1 - но, с изменением натфяжения на выхода 3.7 преобразователя частота импульсов на его выходе линейно изменяется. Изменение частоты (при достаточной точности преобразования) находится в пределах сотен Гц и сотен кГц. При исследовании инфранизкочастотнььх и низкочастотных процессов изменение частоты в пределах сотен Гц вызывает резкое увеличение ра рядности счетчика и числа каналов устройства. Увеличивается также избыточность информации. Получение же частоты импульсов порядка единиц герц и ниже на выходе преобразователя довольно затруднительно (при достаточной точности вычисления) и связано с существенным усложнением схемы, что в свою очередь приводит к усложнению перестройки преобразователя при изменении диапазона частот исследуемых сигналов. Кроме того, получение достаточно высокой точности преобразования (порядка 1%). связано с применением в преобразователе элементов термостабилиза- ции. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет расширения диапазона частот исследуемых сигналов и увеличение точности его работы. . Поставленная цель достигается тем, что в статистический анализатор, содержащий блок формирования опорных напряжений, выход которого соединен с первым входом сумматора, второй вход кот рого подключен к выходу нормализатора вход которого является входом анализат ра, выход сумматс а подключен к входу порогового блока, первый вьсход которого соединен с первым входом первого элемента И, вьрсод которого подключен к первому входу первого счетчика, выходы которого через дeшифpaтqэ подключены к информационным входам группы эле мситов И, выходы которых соединены соответственно с блоком регистрации, а управляющие входы элементов И группы подключены к управляющему выходу порогового блока, второй выход которого соединен с вторым входом первого счет- чика, введены схема сравнения цифроана логовый преобразователь, второй счетчик управляющий триггер, делитель частоты, генератор и гпульсов и второй элемент И первый вход которого соединен с первым . вьосодом порогового блока, второй вход с вььходом делнтсзля частоты, вход которого подключен к пороо лу выходу генера тора импульсов, 151ч-)рой пыхоа кото|юго 9 подключен к второму входу первого элемента И, управляющий вход которого соединен с выходом управляющего триггера, первый вход которого соединен с выходом схемы сравнения, а второй вход - с выходом второго элемента И и с первым входом второго счетчика, второй вход которого подключен к выходу пгфвого элемента И, а выход второго счетчика че- рез цифроаналоговый преобразователь соединен с первым входом схемы сравнения, второй вход которой подключен к выходу сумматс а. Сущность изобретения состоит в следующем. Плсшадь выброса можно определитьs ±У.t.Уl; &-t-v,..-v Ь 22 ,, -ut...- --ut, - среднее значение амплитуды выброса на участке л,. Чем меньше значение ЛЬ , тем точнее опредеяяетсн S|3 .(по оттределению интеграла). При условии, что й,% aconstмoжнo записать К, ,u.U-v...-V Sb-,- U2;v:...U где дУ - единичная ступень напряжения;KI - целое число. Чем меньше ДЦ , тем точнее определяется S-. Если принять ли-const,то . гдеН- число. Таким образом, площадь выброса S. также пропорциональна- числу, но определяется Svj без-преобразователя напряжение-ластота . Точность определения может быть сколь угодно высокой и-Зависит от выбора д-Ь и U На фиг. 1 приведен график исследуемой функции; на фиг. 2 - блок-схема аиа лизатора. Анализатор содержит нормализатор сумматор 2, блок 3 формирования опорных напряжений, схему 4 сравнения, пороговый блок 5, первый счетчик 6, первый элемент И 7, второй элемент И 8, генератор 9 импульсов, делитель 10 частоты, управляющий триггер 1 1, второй счетчик 12, цифроаналогопый преобразователь 13, дешифратор , ггучп элементов И 15, блок 16 пигистр.-щии. Анализатор работает следующим образом. Напряжение исследуемой реализации х(4.), нормализованное блоком 1 поступает на первый вход сумматора 2, на второй вход которого подается напряжение UQ с блока 3 формирования опсрньк напряжений. Сумматор 2 смещает выброс к нулевому уровню на величину и о . Напряжение с выхода, сумматора 2 поступает одновременно на схему 4 срав нения и на вход порогового блока 5. На первом выходе блока 5 с момента появл ния выброса формируется высокий потенциал, открывающий второй элемент И 8 и первый элемент И 7 по его третьему входу. Кроме того, на втором выходе порогового блока 5 в момент появления выброса ф{ мируется короткий импульс, сбрасывающий счетчик 6 в исходное сос тояние. Первый же импульс с выхода делителя частоты 1О пройдет через открытый элемент И 8 и сбросит второй счетчик 12 в исхо/шое состояние и перебросит в другое состояние триггер 11, при котсром откроется элемент И 7 С этого момента вращения импульсы генератора 9 через открытый элемент И 7 начинают поступать на входы перво го счетчика 6 и второго счетчика 12. Им пульсы проходят через элемент И 4 до тех пор, пока напряжение на выходе циф роаналогового преобразователя 13, явля ющееся аналогом кода счетчика 12, не сравнивается с напряжением с выхода сумматора 2. Чем выше частота повторе ния импульсов генератора 9, тем быстре проходит операция сравнения. В момент равенства напряжений на выходе схемы 4 сравнения формируется импульс, пере- асьтающий триггер 11 в исходное сос тояние. Элемент И 7 при этом закрывается. Число импульсов, накопленное в счетчике 6 пропорционально амплитуде Uj (фиг. 1). Далее, через время At (Д-Ь задается делителем 1О частоты на вьсходе делителя 1О появится импульс, который сбросит счетчик 12 в исходное состояние и переведет в другое состояние триггер 11. Опять открывается элемент И 7. К моменту равенства напряжений на схеме 4 сравнения в счетчике 6 содержится количество импульсов, пропорциональное сумме напряжений (U,) + 02 и т. д. К моменту окончания выноса в счетчике J зафуЕксировано чис ло импульсов, равное N , которое пропорционально плошали /энного выброса S-t. . Код этого числа,- воздействуя на дешифратор 14, открывает соответствующий элемент И группы 15. Ё момент окончания вьйроса на третьем выходе nopcsroBCff-o блока 5 фс мируется импульс, который пройдет через открытый элемент И группы 15 в соответствующий канал блсжа 16 регистрации. Таким образом, по сжсмлчании времени измерения в блоке 16 регистрации накоплена гистограмма распределения площадей выбросов исследуемого процесса. Формула изобретения Статистический анализатор, содержащий блок формирования оперных напряжений, выход котсрот-о соединен с первым входом cyMMarqaa, втсрой вход которого подключен к выходу нopмaлaaaтqэa, вход которого является входом анализатора, выход сумматора подключен к входу порогового блсжа, первый выход которого соединен с первым входом первого элемента И, выход которого подключен к первому входу первого счетчика, выходы которсйго через дешифратор подключены к информационным входам группы элементов И, выходы которьрс соединены соответственно с блоком регистрации, а управляющие входы элементов И группы подключены к управляющему вьгходу пс огового блока, второй выход котсрого соединен с втсрым входом первого счетчика, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, за счет расширения диапазона частот исследуемых сигналов, в анализатор введены схема сравнения, цифроаналоговый преобразователь, счетчик, управляющий триггер, делитель частоты, генератор импульсов и второй элемент И, первый вход которого соединен с первым выходом порогового блока, втсрой вход- с выходом делителя частоты, вход которого подключен к первому выходу генератора импульсов, второй выход которого подключен к входу первого элемента И, управляющий вход которого соединен с выходом управляющего триггера, первьй вход которого соединен с выходом схемы сравнения, а вход - с вькодом второго элемента и и с первым входом второго счетчика, втсрой вход которого подключен к выходу первого элемента И, а выход второ- го счетчика через цифроаналоговый преобразо1 тол1, (jocMUHGH с net)nbiM входом схемы с.-рависчшя, второй ВА.ОД которой по/жлючеи К nv.Lxoay сумматора.

Источники информации, принятые по внимание нри экспертизе

1.Лпторсжое CBH;(i;Te;iL,t:Tno i .(, по заявке . 2449357/18-2 1,

кл. G OG F 15/30, ОЗ.О2.77.

2.ABTOJJCKOG свидетельство ССХЛ

№ 422011, кл. G Об F 15/36, 197; (ггрототип).

XltJ

.11,

N

At

фиг л

и.и.

L±L