Устройство для определения функции плотности вероятностей Советский патент 1980 года по МПК G06F17/18 G06F7/52 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФУНКЦИИ ПЛОТНОСТИ ВЕРОЯТНОСТЕЙ

Изобретение относится к автоматике и вьиислнтельной технике и может быть использовано при разработке аппаратуры для исследования бьютрых случайных сигналов с6 спектром до сотен мегагер а также для ввода в ЦВМ данных с дискретным представлением аналоговых величин двумерной функции плотностей вероятностей. Известно устройство для определения двумерной функции плотности вероятностей, состоящее из генератора, двух каналов амплитудно-импульсной модуля1щи н амплитудой дискриминаторов, схемы совпаяений, счетчика результата, схемы задержки импульсов и схемы, задающей число выборок . Однако ввиду ограниченного быстродействия амплитудно-импульсных модуляторов и амплитудных дискримшгаторов осущйствляюишх отдельное квашгование по времени и амплитуде, эти. устройства не позволяют исследовать широкополосные скгнальи Использование схемы фиксированной задержки импульсов и отсутствие схем автоматического управления уровнями срабатывания дискриминаторов не позволяет автоматизировать процесс преобразования в последовательность кодов значений функции плотности вероятностей по двум координатам и использовать указанное устройство для в ЦВМ информации с объектов в реальном масштабе времени. Наиболее близким техническим реш нием к предлагаемому является устройст во для определения функции плотности, содержащее быстродействующий амплитудно-временной квантователь с двумя управляемыми порогами и логическим элементом И, генератор импульсов, преобразователь код-аналог, вырабатьшак щий два напряжения с постоянным амплитудным сдвигом, первый и второй счет чики автоматического управления амплитудной координат4|рй и счетчик результата с элементом И и блоком регистрации 2.

Недостатком устройств является то, что оно не имеет входа для подключения сигнала, определяющего вторую координату плотности вероятностей, в нем отсутствует и схема квантования входного сигнала но времени с управляемым временным сдвигом. Это ограничивает возможности устройства преобразованием в последовательность кодов одномерной функции плотности вероятностей,

--Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за, счет обеспечения возможносгти двумерного амплитудного и временного анализа.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для определения функции плотности вероятностей, содержащее первый амплитудно-временной квйнтовйтель, первуй вход которого является первым входом устройства второй вход иодключ ён к выходу генератора импульсов и входу первого счетчика, выход которЬг6 ёйедйнён с входом й-горого счетчика и первым входом первого блока элементов И, выход которого подключен к регйстрат ору,а второй входсоединенс выхоЛом третьего счетчика, выход второго счетчика подключен к входу нер&« го преобразовател:я коД-напряжение, вЬьхбд которого соединен с третьим входом пбрвогх амплйтудно-в земёйного квантователя, введены второй блок элементов И, блок элементов И-ИЛИ преобразователь код-время, второй преобразователь Код-напряжение, Четвертый счетчик и второй амплитудно-вретленной KBaj foватеяь, первый вход xoTopoiro является вторым входом устройст ва, а вШбД подключен к первому входу второго блока элементов И, второй гйсбД kbWpt rb соединен с выходом первбго амготитудно-времеНнбГо квантователя, а вьгход второго блока элементов И сбеДйней с вХойом третьего счетчика, второй и третий входы второго амплитудно-временного квантователя соединены сойтветственно с выходами преобразователя код-напряжение и преобразователя коД-ВрёМя,первый вход которого noJ Uano4eH к выходу генератора импульсов а второй вход к первому выходу блока элементов И-ИЛИ, второй выход которого подключен к аходу преобразователя коДг-напряжение, управляющий аход блока элементов И-ИЛИ является управляющим вхсхдом устройства, первый вход соединен с выходом второго счетчика и входом

четвертого счетчика, выход которого подключен к второму входу блока элементов И-ИЛИ,

На чертеже показана схема предлагаемого устройства для определения функции плотности вероятностей.

Устройство состоит из двух идентич- нык (двухпороговыгх. стробируемых) амплитудно-временных квантователей 1 и 2,

генератора 3 импульсов,. счетчиков 4,5, 6 и 7, двух преобразователей 8 и 9 код-напряжение, преобразователя код-время 10, блока 11 регистрации, блоков элементов 12 и 13 И и блока элементов

14 И-ИЛИ,

Устройство работает следующим образом.

При двумерном амплитудном анализе исследуемые сигналы поступают соотвётственно на входы квантователей 1 и 2, на управляющие временные входы Которых подаются соответственно с выходов генератора 3 и преобразователя 10 код-время 1 стробирующие импульсы порядка 1 НС, На управляющие амплитудные ВХОДЫ квантовататей 1. и 2 поступают соответственно с. Ьыходов преобразователей код-напряжение 8 и 9 по два nopioговых напрянсения j а н-ДЦ , сдвйнутые один относительно другого на фйксярованйую величину амплитудного окна анализа б U , В квантователях 1 и 2 осуществляется квантование исследуемого сигнала по времени и амплитуде,

причем вь1ходные логические сигналы у форкйгруются 6 соответствии с Нулевым уравнением-,

У- 2 .

,. и К, - логические сигналы о

превышении амплитудой исследуемого сигии - линала заданных уровней U д в момент квантования по времени.

Функции,блока квантования выполняют два быстродействующих стробируемых

компаратора, вьшсяненные, например в виде триггеров на тунеяьных диодах, одному из которых задается уровень срабатывания и , другому .U , а из их выходных сигналов Х и логи-

ческим элементе И формируется выходной сигнал V , В соответствии с указанной функцией каждый из квантователей осуществляет отбор импульсов, соответствующих попаданию исследуемых сигналов

в амплитудные окна анализа U,

на уровнях и J) , заданных для каждого квантователя 1 и 2 выходными сигналами преобразователей коД-напряжение 8 и 9. Время соответствующее одновреме ному попаданию обои.х исследуемых сигналов в заданные амплитудные окна, фиксируется выходными импульсами бло ка элементов 12 И,-на входы которого подаются выходные сигналы квантователей. Результат преобразования одной точк функции двумерной плотности вероятностей накапливается в счетчике 4 (резуль тата) за время, определяемое емкостью счетчика 5 (периода накопления) и частотой генератора 3. Сигналы переполне ния счетчика 5 открывают с помощью блока элементов 13 И шину, соединяющую счетчик 4 с блоком 11 регистрации в котором при этом запоминается резуль тат одной точки функции. Функции блока 11 регистрации .выполняет ЦВМ. Этот же сигнал переполнения счетчика 5 увё личивает содержимое счетчика 6 (каналов одной координаты) на единицу, чем обусловливается увеличение .напряжения на выходе преобразователя 8 код-напряжение первого канала на один квант. При этом счетчики 4,5 и 6 устанавливаются в нулевое состояние и начинается накопление следующего значения функ ции. ЕМКОСТЬ счетчика 6 соответствует числу каналов первой координаты. Сигнал его переполнения увеличивает содер жимое счетчика 7 (каналов второй координаты) на единицу, чем обусловливает ся увеличение напряжения на выходе пре образователя 8 код-напряжение второго канала на один квант. При этом счетчики 4,5 и 6 Е станавливаются в нулевое состояние и начинается накопление значений функции по первой координате. В рассмотренном режиме двумерного амшгитудного анализа на управляющий вход 15 блока 14 элементов И-ИЛИ подается единичный сиг(1ал, подключает на вход преобразовататя 9 код-напряжение выходной код счетчика 7, а на вход преобразователя 10 кодвремя - нулевой код. При двумерном временном анализе плотности вероятностей один исследуемый входной сигнал подключается на оба входа квантователей 1 и 2, На управляющий вход блока 14 элементов И-ИЛИ подается нулевой сигнал, прдключет на вход преобразова- v теля 9 код-напряжение выход счетчика 6 (первой координаты), чем обеспечивается задание одинаковых уровней сраба тывания квантователей 1 и 2. Этот же 516 управл$пощий сигйо/« 15 подключает выход счетчика 7 (второй коордкнаты) «ш вход преобрааовате ля 10 код-1 р зь4Я, который при этом в соответствии с состоянием счетчика 7 управляет Н1ггервалом сдвига между его выходными импульсами, определяющими моменты стробиро зания (наблюдения входного сигнала) квантоватеяей 1 и 2, В сх гальном рас- смотренные процессы протекают аналогично рассмотренному режиму. Таким образом, при двумерном временном анализе в счетчике 4 результата накапливаются последовательности значений функ ЦИй плотности вероятностей соответствуюндае псишданию исследуемого сигнала в ; амшштудное окно а U при наблюдении его в сдвинутые на фиксированный ряд зиачедай моментов времени, число и величина которых определяется емкостью Летчика б и диапазоном преобразователя Ю код-время. Использование новых элементов - второго квантователя 2, преобразователя Ю ко/ время, преобразоватепя 9 код нйпряженае, счетчика 7 (второй координаты) и блоков элементов 12 И и 14 И-ИЛИ - выгоде отличает устройство от известного, так как обеспечивается возможность преобразования в последовательность кодов- функции двумерной пяотностн вероятностей, обеспечивается возможность выбора в качестве второй коордкнаты функции как амплитуды другозро входного сигнала, фиксируемой одновременно с амплитудой первого, так н временной координаты одного исследуемого сигнала. ормула изобретения Устройство для определешгя функнин плотности вераатностей, содержащее первый ампяйтудйо-временной квантователь, первый вход которого является первым вхсщсал устройства, второй нход подключен к выходу генератора импульсе и входу первого счетчика, выход оггорм о соединен с входом второго счетика и первь1М входом первого блока элеентов И, выход которого подключен к егистратору, а второй вход соединен с ыходом третьего счетчика, выход втоого счетчика подключен к входу первого реобразователя код-напряжение, выход оторого соединен с третьим входом перого амплитудно-временного квантователя, тличающееся тем, что, с

целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения возможности двумерного амплитудного и временного анализа, оно содержит второй блок элементов И, блок элементов И-ИЛИ,

преобразователь код-время, второй преобразователь код-напряжение, четвертый счетчик и второй амплитудно-временной квантователь, первый вход которого является вторым входом устройства, а выход подключен к первому входу второго блока элементов И, второй йХод которого соединен Ь выходом первого амплитудно-временного кв.антователя, а выход второго блока элементов И соединен с входом третьего счетчика, втррой и тре тий вхоДЬ второго амплитудно-временного квантователя соединены соответственно, с вькодами преобразователя код-напряжение и преобразователя код-время,

первый вход котброго подключен к выходу Ьенератора импульсов, а второй вход к первому выхоод блока элементов И-ИЛИ второй выход которого подключен к входу преобразователя код-напряжение, управляющий вход блока элементов И-ИЛИ является управляющим входом устройства, первый вход соединен с вььходом второго счетчика и входом четвертого счетчика, выход которого подключен к второму входу блока элемв1&тов И-ИЛИ..

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе.

кл. Q 06 G 7/52, 1976 (прототип).