Статический анализатор Советский патент 1980 года по МПК G06F17/18 

Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники и может быть применено для оценки случайного процесса нагруже«ия деталей машин, например автомобиля,определения ряда статистических характеристик нагружения, а также для составления программ форсированных стендовых испытаний этих деталей. Известно устройство для статистического анализа случайных процессов содержащее цифровые компараторы, триггеры, счетчики и генератор импульсов 1 . Недостаток этого устройства - аппаратурная сложность. . Наиболее близким к предлагаемому вляется статистический анализатор, (лэдержащий генератор импульсов, выхо которого соединен со входом первого счетчика , усилитель, выход которого подключен ко входу п каналов, содержащих пороговый элемент, первый и второй счетчики, датчик аналогово сигнала 2. Недостаток, известного устройства заключается в низкой точности при оценке вероятностных характеристик. Цель изобретения - повышение точности. С этой целью в статистический анализатор введены амплитудный модулятор, п частотно-вычитающих блоков и п триггеров, при этом первый вход модулятора соединен с выходом датчика аналогового сигнала, второй вход подключен к выходу генератора импульсов, а выход амплитудного модулятора соединен со входом усилителя,выход порогового элемента каждого канала подключен к первому входу ча ;тотно-вычи-ьаннцего блока этого канала, второй вход каждого частотно-вычитающего блока соединен с выходом порогового элемента последующего канала, а выход подключен ко входу первого счетчика и к первому входу триггера соответствующего канала, второй вход триггера соединен с выходом частотно-вычитающего блока предыдущего канала, выход триггера подключен ко входу второго счетчика соответствующего канала. На чертеже представлена блок-схема устройства. Устройство содержит -датчик аналогового сигнала 1, амплитудный модулятор 2, усилитель 3, генератор 4 импульсов, счетшк 5 выборок, пороговые элементы 6о-6| , частотно-вычитающие блоки и 1о-1г, первые счетчики SQ-SJ, , триггеры Эд-Э, и вторые счетчик и 1 OQ-I 0 f Выход датчика 1 соединен с одним из входов модулятора 2, выход которого соединен со входом усилителя 3 |Ко второму входу модулятора 2 подсое динен выход генератора 4 и к этому же jero выходу - вход счетчика 5 выCbpipK. К выходу усилителя 3 подключе ны Входы пороговых элементов 6, чис ло которых определяется количеством фиксируемых уровней случайного сигн ла. Выход каждого порогового устрой ства например бп, соединен с одним из входов частотно-вычитающего блок предыдущего канала. Каждый частотно-вычитающий блок, например 7 предыдущего канала,свои вых;0дом соединен со счетчиком 8 имnyj bcoB этого канала, с одним из входовтриггера Э этого же канала и другим входом триггера 9 последу щей канала. Выход триггера каждого канала, например 9 предьадущего канаНа, соединен со входом счетчика им1|ульсов 10о этого канала, Работает устройство следующим образом. .|Аналоговый случайный .сигнал, выра6а тываемый датчиком 1, поступает на:мЪдулятор 2, на который от генеpatopa 4, также как и на счетчик 5, на протяжении всего времени существ вания случайного, сигнала поступают имйульсы постоянной частоты. Счетчик 5 ведет отсчет этих импульсов, а на выходе модулятора образуется дискретный сигнал в виде повторяющи ся через равные интервалы времени, но случайно модулированных по уровню; импульсов. Эти импульсы поступаю на усилитель 3 импульсов, которым доводятся до уровня срабатывания пороговых устройств. Пороговые устройства с фиксированными уровнями срабатывания формируют выходные импульсы, но только -, пойле превышения -входными импульсами уровня срабатывания устройства. Поэто1у у с превышением случайным сигнале уровня, зафиксированного, например предыдущим каналсм, т.е. с переходом случайного сигнала в предыдущий фиксированный интервал уровней, с выхода порогового элеменжа бо поступают импульсы постоян ной частоты на один из входов частотно-вычитающего блока 7р, а с выxojja этого т-блока - на счетчик импульсов 8р, на один из входов три гера 9о и другой вход триггера 9ц последующего канала. Счетчиком 8 начинается отсчет этих импульсов, а триггер 9, перей дя от их действия в другое устойчи в.ое состояние, сформирует единичный импульс, который отсчитывается счетчиком 10. В то же время триггер 9 последующего канала от действия импульсов с выхода частотно-вычитающего блока 7о предыдущего канала переходит в устойчивое состояние - состояние ,0. Счет счетчиком 8о продолжается, пока не наступит превышение уровня, зафиксированного последующим каналом, т.е. переход случайного сигнала в последующий интервал уровней. При этом импульсы той же частоты с порогового элемента 6) выхода частотно-вычитающего блока 7, последующего канала, поступают соответственно на другой вход частотновычитающего блока 7о предыдущего канала, первый вход триггера 9 и счетчик 8 j последующего канала. Первое -из этих поступлений приводит к нулевой разностной частоте на выходе частотно-вычитающего блока 7 предыдущего канала и, следовательно, к прекращению счета счетчиком SQ этого канала/ а второе - к счету с: ;тчиком 8д последующего канала к переходу его триггера 9 в положение , т.е. к единичному отсчету счетчиком Юу, последующего канала. С понижением УРОВНЯ случайного сигнала ниже уровня, зафиксированного последующим каналом, т.е. переходом случайного сигнала при обратном его и: менении в лредыдущий интервал уровней, исчезают импульсы на выходе порогового элемента 6(1 последующего канала, и, следо- . вательно, вновь появляются импульсы на выходе частотно-вычитающего элемента 7(3предыдущего канала, счет его, счетчика ВрИ переход под их действием триггера 9 последующего канала в состоянии Импульсы постоянной частоты поступают на один из счетчиков, например счетчик8о в предыдущем канале, на промежутке времени пребывания случайного сигнала нагружения в интервале его фиксируемых уровней. Поскольку счетчиком 5 отсчитываются импульсы той же частоты на протяжении всегов времени существования случайного сигнала нагружения, то отношение отсчетов счетчиков 8 и 5 определяет относительное время (процент времени) нагружения в фиксированном интервале уровней (ордината гистограм-мы плотности распределения). При этом на другой счетчик счетчик 10о - импульсы отсчета подаются, только когда сигнал нагружения переходит (пересекает) в одном направлении фиксируемый данным каналом уровень нагружения. Следовательно, счет другого счетчика определяет абсолютное число таких переходов (метод пересечений).

Таким образом, предлагаемый анализатор решает поставленную задачу указанным методом одновременно и обеспечивает при этом более высокую точность.

Формула изобретения

Статистический анализатор,содержат щий генератор импульсов,выход которого соединен со входом счетчика выборок, датчик аналогового сигнала,усилитель, выход которого подключен ко входу п каналов,кавдый из которых соде жит пороговый элемент и перврго и второго счетчика, отличающийся тем,что, с целью повы- шения точности, в него введены гилплитудный модулятор, п частотно -вычитаницйх .блоков и п триггеров, при этом первый вход модулятора соединен с выходом датчика аналогового сигнала, второй вход подключен к выходу ге нератора импульсов, а выход амплитудного модулятора соединен со входом усилителя, вход порогового элемента каждого канала подключен к первому входу частотно-вычитающего блока.этого канала, второй вход г каждого частотно-вычитающего, блока соединен с выходом порогового элемента последующего канала, а выход частотно-вычитающего блока подключел ко.входу первого счетчика и к первому входу триггера соответствующего

0 канала, второй вход триггера соединен с выходом частотно-вычитающегоблока .предыдуткего канала, выход триггера подключен ко входу второго счетчика соответствукнцего канала.

5

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР -№ 482756,кл. G06 F 15/36, 1974. 0 2. приборы и методы статистического анализа для исследований автомобилей. Труды НАМИ, 90, 1967, с. 54.

ос едуюший нанал

Лредидущий пана л

И ал