Адаптивный статистический ана-лизАТОР Советский патент 1981 года по МПК G06F17/18 

Изобретение относится к специализированным срецствам вычислительной тек- НИКИ и может, быть использовано для статистического анализа информации, поступающей от объектов исслеаования, принадлежащих ко многим областям науки, техники и производства, например в измерительных информационных системах, в ядерной физике, в автоматизированных системах сбора информации -и управления, в системах радиолокационного наблюдения, в системах связи, в прикладной статистике. По освному авт. св. N 458832 Hfiвестен адаптивный статистический анализатор, содержаний многоканальный амйлитудный селектор, соединенный с каналь ными счетчиками, счетчик объема выборки, подключенный к блоку фиксации момента окончания выборки, соединенного с блоком управления-, подключенньнл чику объема выборки, к канальным счегчикам и к блоку формирования границ равновероятных интервалов, соединенно- му с многоканальным амплитудным селектором, вход которого подключен к квантователю по времени, подключенному к блоку формирования границ равновероятных интервалов, который связан с источником входного сигнала, соединенным с квантователем по времени, блок подсчета селектированных импульсов и генерации корректирующего импульса, входы которого подключены к канальным выходам амплитудного селектора и к блоку управления, а выходы соединены с блоком фиксации момента окончания выборки и с канальными счётчиками, которые выполнены реверсивными. Данный анализатор осуществляет в режиме адаптации разбиение области значений анализируемого сигнала на интервалы равной вероятносги, образующие Классы эквивалентности измеряемых ве- Пичин и, в режиме анализа, определяющий, число сгруппированных статистик в заданных этим разбиением интервалах Ц. Однако стирание различия между значениями элементов выборки внутри интервалов разбиения приводит к потерям измерительной информации, которую несут отдельные элементы выборки, что сопряжено с уменьшением точности анализа внутри интервалов. При заданном числе Кр селектируемых каналов в зависимости от истинного распределения, которым описывается выборка, ширина .интервалов будет различной и в некоторых областях изменения айализируемого сигнала - значительной. Такой неравномерный характер интервалов разбиения не обеспечивает по- вышенной точности анализа во многих об -ластях использования анализатора. В эти областях требования к точности носят ло кальный, избирательный характер, напри- мер во многих технических приложениях требуется повышенная точность анализа при малых и/или больших значен 1ях измеряемой величины. Чтобы устранить указанный недостаток, увеличивают число селектируемых каналов и за счет этого уменьшают величину интервалов разбиения (уменьшение ширины дифференциального коридора). Однако, при этом пропор ционально количеству каналов возрастают инструментальные погрешности и затраты оборудования, увеличивается время, затрачиваемое в режиме адаптации на поиск границ интервалов равной вероятности, и не обеспечивается адаптация к анализируемому сигналу в режиме анализа. Цель изобретения - повышение точности анализа. Поставленная цель достигается тем, что Б адаптивный статистический анализатор введен блок выбора и измерения порядковых статистик, содержащий узел коммутации селектируемых сигналов, ана логовый ключ, элемент задержки, функцио нальный преобразователь, узел ассоциативной памяти, преобразователь аналогкод и узел синхронизации, вход которого соединен с выходом блока управления, а выходы подключены к управляющий входам соответственно узла ассоциативной памяти, функционального преобразователя узла коммутации селектируемых сигналов и преобразователя аналог-«од, octpBbie выходы которого подключены к информационным входам узла ассоциативной памя ти соответственно, а аналоговый вход . преобразователя аналог-коа соединен о выходом функционального прес разователя информационный вход которого соединен с выходом аналогового ключа, управляющий вход которого подключен к выходу узла коммутации селектируемых сигналов, разрядные входы которого соединены соответственно с выходами многоканального амплитудного селектора, информационный вход аналогового ключа соединен с выходом элемента задержки, вход которого подключен к выходу квантователя по времени. На чертеже представлена структурная схема (пунктиром выделен дополнительно введенный блок выбора и измере1)ия порядковых статистик) предлагае.лого анализатора. Анализатор содержит многоканальный амплитудный селектор 1, канальные счет ч™ 2, счетчик 3 объема выборки, блок 4 фиксации момента окончания выборки. блок 5 управления, блок 6 формирования границ равновероятных интервалов, квантователь 7 по времени, блок 8 подсчета селектированных импульсов и генерации корректирующего импульса, входной блок 9, блок 1О выбора и измерения порядковых статистик, состоящий из узла 11 коммутации селектируемых сигналов, аналогового ключа 12, элемента 13 задержки, групп функциональзного преобразователя 14, преобразователя 15 аналог-код, узла 16 ассоциативной памя- ти, узел 17 синхронизации. В режиме анализа предлагаемый анализатор осуществляет одновременное измерение сгруппированных и порядковых статистик. Анализатор работает следующим обВыбор и анализ порядковых статистик осуществляется параллельно с анализом сгруппированных статистик блоком 10, который из всей последовательности импульсов, поступающей с выкода квантователя 7 на его информационный вход, выбирает для последующего анализа только импульсы, совпадающие с селектированными импульсами тех каналов, которые на время анализа подключены узлом 11. Узел 17 задает nporpaMh4iy и управ- ляет работой блока 10. По сигналам управления узла 17 узел 11 еоединяет К каналов с номерами И , гдр Кб К KQ , с управляющим входом аналЬгового ключа 12, который перекоаит в открытое состояние при поступлении селектированного импульса и пропускает аналоговый импульсный сигнал с выхода квантователя 7 ,на вход функционального преобрааователя 14. При этом одновременность поступления управляющего и информационного сигналов на ключ 12 обеспечивается элементом 13 задержки. Преобразователь 14 содержит фиксированный набор функциональных элементов преобразования, каждый из которых преобразует вх.оаной сигнал по определенному закону описываемому фиксированной функцией, принаалежащей к классу монотонных фун ций. Узел 17 на время анализа задает адрес функционального элемента с требуемой функцией преобразования. С выхода преобразователя 14 сигнал поступает на информационный вход преобразователя 15, который представляет в виде цифровых эквивалентов в двоичной позиционной системе счисления значения амплитуд сигналов, снимаемых с выко- да квантователя 7. Сигналы, соЬтветст- вующие параллельному двоичному .коду числа с выходов соответствующих разрядов преобразователя 15, передаются на входы узла 16 ассоциативной памяти. Узел 16 ведет обработку принимаемых сигналов в темпе их поступления. Узел 16производит запись, хранение и считы ванне чисел в порядке возрастания их величин. Эти числа представляют измере }1ые зfiaчeния порядковых статистик. Про рамма работы узла 16 задается узлом 17синхронизации. Работа анализатора в режиме анализа закапчивается после накопления заданного объема выборки. Основным преимуществом предлагаемо го изобретения является увеличение точности анализа без существенных затрат оборудования. Анализатор эффективно работает при выполнении условия Kg « С N « N где , - число селектируемых каналов анализатора; М - объем памяти (накопителя) узла ассоциативной памяти; N - объем выборки. При доста точно большом объеме выборки М и ма лом числе селектируемых каналов KQ предлагаемый анализатор позволяет повы сить точность известного анализатора на несколько порядков. Это обусловлено тем что измеряемые блоком 10 значения порядковых статистик производят дополнительное, более мелкое, разбиение выбранных областей значений анализируемого сигнала на интервалы равной вероятности, каждый из которых содержит 1/( 1) часть выборки. Измеренные значения выбранных порядковых статистик, хотя и имеют случайную природу, но их появление в выборке объема N зависит от закона распределения вероятности, которым описываются свойства статистического ансамбля, из которого извлекается выборка (реализация анализируемого сигнала). Это приводит к адаптации процесса измерения, осуществляемого блоком 10, к статистическим свойствам анализируемого сигнала, что существенно повышает точность анализа, особенно в ус- повияк априорной неопределенности. Формула изобрете Адаптивный статистический анализатор, по авт. св. № 458832, о т л и ч а - . ю щ и и с я тем, что, с целью повышения точности, он содержит блок выбора и измерения порядковых статистик, содержащий узел коммутации селектируемых сигналов, аналоговый ключ, элемент задержки, функциональный преобразова- тель, узел ассоциативной памяти, преобразователь аналог-код и узел синхронизации, вход которого соединен с выходом блока управления, а выходы подключены к управляющим входам соответственно узла ассоциативной памяти, функционального преобразователя, узла коммутации селектируемых сигналов и преобразователя аналог-кол, кодовые выходы которого подключены к информационным входам узла ассоциативной памяти соответственно, а аналоговый вход преобразователя аналог-код соединен с выходом функционального преобразователя, информационный вход которого соединен с выходом аналогового ключа, управляющий вход которого подключен к выходу узла коммутации селектируемых сигналов, разрядные входы которого соединены соответственно с выходами многоканального амплитудного селектора, информационный вход аналогового ключа соединен с выходом элемента задержки, вход которого подключен к выходу квантова еля по вре- иЕени. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 458832, кл. Q 06 F 15/36, 1972 (прототип).