Статистический анализатор Советский патент 1981 года по МПК G06F17/18 

1

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использорано в устройствах для получения гистограммы статистического распределения случайного потока импульсов.

Известно Многоканальное устройство для ансшиза распределений стационарнЕлх случайных процессов, содержащее преобразователь аналог-код, устройство управления, коммутатор, дешифратор, блок канальных схем И, блок накопительных счетчиков 1.

Недостатком этого удтройства является потеря информации о процессах в случаях, когда размер поступающих на его вход величин превышает суммарный .дифференциальный коридор анализа, а также невозможность получения результата в относительных единицах.

Известен также анализатор выбросо случайных процессов, содержащий пороговый блок, элемент И, дополнительный элемент И, два формирователя импульсов, генератор импульсов, пересчетный блок, регистр сдвига, канальные элементы И, линию задержки, накопительные счетчики 2, .

Недостатком такого анализатора является то, что нормированная гистограмма может быть получена лишь после дополнительной обработки результатов анализа,содержащихся в накопительных счетчиках.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является устройство для определения нормированной.гистограммы, содержащее блок накопительных счетчи0ков, триггер, генератор импульсов, счетчик-делитель, коммутатор, буферный регистр, преобразователь коданалог, блок управления, индикатор, вентиль, регулируемый.генератор, .

5 счетчик суммы, блок сравнения, реверсивный счетчик 3.

Недостатком этого устройства является наличие погрешности нормирования гистограм1у1ы, обусловленной

0 взаимной нестабильностью частот

генераторов импульсов,а также низкое быстродействие, связанное с тем, что нормирование осуществляется в течение нeckoлькиx циклов опр.оса нако5питательных счетчиков, устройство не позволяет также вычислять текущие величины анализируемых ;интервалов значений случайного процесса. Цель изобретения - повышение точности нормирования гистограммы при

расширении функциональных возможностей анализатора.

Поставленная цель достигается тем, что в статистический анализатор содержащий первый буферный регистр, счетчик , генератор импульсов, блок накопительных счетчиков, первый информационный вход которого является первым информационным входом анализатора, управляющий вход соединен с выходом коммутатора, а второй информационный вход блока накопительных счетчиков подключен ко входу первого счетчика-делителя, выход блока накопительных счетчиков соединен с единичным входом .первого триггера, нулевЪй выход которого подключен к управляющему входу первого элемента И, введены второй и третий элементы И, второй триггер, первый и второй элементы ИЛИ, второй буферный регистр, вторрй и третий счетчики-делители и блок задания ширины дифференциального коридора, вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ, первый вход которого является вторым информационным входом анализатора,, а второй вход первого элемента ИЛИ подключен к выходу генератора импульсов и к информационным входам первого и второго элементов И и второго счетчика-делителя, выход которого соединен с входом первого счетчика-делителя, выход которого г1одключен к первому информационному входу третьего элемента И и к первому входу второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен со входом Режим анализатора, управляющим входом генератора импульсов, с входом сброса коммутатора И с управляющим входом третьего элемента И, выход которого подключен к информационному входу коммутатора, а второй информационный вход третьего элемента И соедине с выходом блока задания ширины дифференциального коридора и нулевым входом второго триггера, единичный вход которого подключен к выходу второго элемента ИЛИ,входу.сброса певого буферного регистра,нулевому входу первого триггера и входам перепис второго и третьего счётчиков-делителей, нулевой выход второго триггера соединен с управляющим входом второго элемента И, выход которого подключен ко входу второго буферного регистра, при этом выход первого элемента И соединен с информационным входом третьего счетчика-делителя, установочные входы которого соединены с выходами счетчика суммы, вход которого является первым информационным входом анёшизатора, а выхо третьего счетчика-делителя соедаинен с информационным входом первого буферного регистра.

На чертеже показан статистический анализатор, структурная схема.

Анализатор состоит из блока 1 задания ширины дифференциального коридора, элементов ИЛИ 2, 3 генератора 4 импульсов, триггеров 5, б, элементов И 7 - 9, счетчика-делителя 10, коммутатора 11, счетчика 12 суммы, счетчиков-делителей 13, 1 (с предварительной установкой), буферных регистров 15, 16 и блока 17 накопительных счетчиков.

Один информационный вход статистического анализатора подключен к элементу ИЛИ 2, связанному со входом блока 1 задания ширины дифференциального коридора, выход которого соединен с нулевым входом триггера 5 и одним из входов элемента И 8. Выход генератора 4 импульсов соединен со вторым входом элемента ИЛИ 2, входам элементов И 7, 9 и входом счетчикаделителя 14 (с предварительной установкой) , выход которого связан со входом счетчика-делителя 10 и входами накопительных счетчиков блока 17 Выход счетчика-делителя 10 подключен к одному из входов элемента ИЛИ 3 и второму входу элемента И 8, выход которого соединен со входом коммутатора 11, подключенного к управляющему входу блока.17 накопительных счетчиков.

Вход Режим анализатора соединен с управляющими входами генератора 4 импульсов и элемента И 8, шиной сброса коммутатора 11, вторым входом элемента ИЛИ 3. Выход элемента ИЛИ 3 связан с единичным входо триггера б, шинами сброса буферного регистра 16 и шинами переписи счетчиков-делителей 13, 14. Нулевой выход триггера 5 соединен с управляющи входом элемента И 7, выход которого подключен ко входу буферного регистра 15.

Другой информационный вход анализатора связан со входом счетчика 12 суммы и вторым входом блока 17. Выходы накопительных счетчиков блока 17 соединены с единичным входом триггера 6, нулевой выход которого подключен к управляющему входу элемента И 9. Выход элемента И 9 соединен со счетным входом счетчикаделителя 12 суммы, а выход - со входом буферног-6 регистра 16.

Статистический анализатор работает следующим образом.

Режим 1. В этом режиме производится прием,распределение и накопление информации. Вначале производится установка в нуль накопительных счетчиков блока 17, счетчика 12 суммы, счетчика-делителя 10, коммутатора 11 и буферного регистра 15, а в блоке 1 устанавливается выбранное значение ширины ди-ФФсренциального коридора. f

Командой по входу анализатора Режим запрещается работа генератора 4 импульсов, элемент И 8 откр вается для импульсов с блока 1 задания ширины дифференциального коридора. Реализация исследуемого случайного процесса, представленная в ви последовательностей импульсов, чер элемент ИЛИ 2 поступает на вход блока 1, который выполнен в виде счетчика-делителя с регулируемым коэффициентом деления. Коэффициент деления (ширина дифференциального коридора) может задаваться вручную с помощью переключателей предварительной установки, а также автомат чески, например рт устройст,ва опре деления оптимальной ширины диффере циального коридора (не показано) после предварительного анализа исследуемого процесса.. После деления в блоке 1 задания ширины дифференциального коридора импульсы, число которых становится равным номеру интервала анализа, в который попадает данная случайна величина, через элемент И 8 подаютс на вход коммутатора 11, который собран на счетчике с дешифратором. Сигнал с коммутатора 11 поступает на управляющий вход соответствующе накопительного счетчика блока 17. С приходом по первому входу анализ тора импульса, характеризующего окончание случайной величины, в ук занный накопительный счетчик блока 17 записывается единица. Количество импульсов, поступивших в анализатор по первому входу, подсчитывается т же счетчиком 12 суммы. Таким образом, в накопительных счетчиках накапливаются частоты п статистического распределения, .а в счетчике 12 - величина объема выборки М . Режим 2. В этом режиме осуществл ется нормирование гистограммы и вывод ее на регистрирующие устройства, а также определение величин исследуемых интервалов анализа. Командой по входу Режим извне или при переполнении одного из накопительных счетчиков блока 17 разрешается работа генератора 4 импульсов и элемента И 8, по другому входу коммутатор 11 устанавливается в нуль, а через элемент ИЛИ 3 триггер 5 устанавливается в единичное состояние, триггер 6 - в нулевое, буфферный регистр 16 сбрасывается в нуль, в счетчик 13 с пррдваритель ной установкой переписывается код N, из счетчика 12 суммы, а в счетчик 14 с предварительной установкой записывается заданное число NO. Импульсы с генератора 4 через . элемент И 7, открытый потенциалом с триггера 5, поступают на вход буферного регистра 15 и через.элеме ИЛИ 2 по его второму входу в блок 1 Импульс переполнения с выхода блока 1 задания ширины дифференциального коридора перебрасывает триггер 5 в нулевое состояние, тем самым закрывается элемент И 7. Б результате .в буферном регистре 15 оказывается з.аписанным число, равное верхней границе первого интервала анализа. Одновременно импульсы с генератора 4 поступают на вход счетчика 14 с предварительной установкой и поделенные на число Np-на }вход счетчика - делителя 10 и вход первого накопительного счетчика блока 17, который,открыт потенциалом с соответствующего выхода коммутатора 11. При переполнении накопительного счетчика триггер 6 устанавливается в единичное состояние и открывает элемент И 9 для прохождения импульсов с генератора 4 в счетчикделитель 13, в котором осуществляется их деление на число N, равное объему выборки. С выхода счетчика 13 импульсная последовательность поступает в буферный регистр 16. Импульсом переполнения счетчикаделителя 10 через, элемент И 8 в коммутатор 11 записывается единица, а через элемент ИЛИ 3, триггеры 5, 6,.буферный регистр 16, элементы И 7, 9 и счетчики-делители 13, 14 возвращаются в исходное состояние. Так производится поочередный опрос накопительных счетчиков блока 17, причем после опроса каж.цого накопительного счетчика .содержимое буферного регистра 15 увеличивается на величину дифференциального коридора. После опроса блока 17 содержимое накопительных счетчиков остается неизменным вследствие их одинаковой разрядности со счетчиком-делителем 10. Таким образом, при выводе гисто - раммы в буферный регистр 16 последовательнЪ переписываются значения DOXF представляющие собой величины накопительных частот п , пронормированные по алгоритму fbs.... NO , где NU - заданное число; N( - величина объема выборки; а в буферный регистр 15 - соответствующие им в.еличины интервалов анализа. Предлагаемый статистический анализатор является более высокоточным, чем известные, вследствие того, что нормирование осуществляется цифровыми способами и устранено влияние взаимной несзабильности частот генераторов на точность нормирования. Повышено также быстродействие, так как нормирование производится за один цикл опроса накопительных счетчиков, что особенно существенйо при выводе информации на цифропечатающие устройства.

Наличие среди выводимых данных наряду с нормированными частотами и величин соответствующих интервалов анализа позволяет автоматизировать процесс графического построения гистограммы, например, с помощью гр афо пос троителя,.Таким образом, Статистический анализатор позволяет повысить точность нормирования гистограммы, увеличить быстродействие при одновременном расширении его функциональных возможностей.

Формула изобретения

Статистический анализатор, содержщий первый буферный регистр, счетчик суммы, генератор импульсов, блок накопительных счетчиков, первый информационный вход которого является первым информационным входом анешизатор.а, управляющий вход соединен с выходом коммутатора, а второ информационный вход блока накопительных счетчиков подключен ко входу первого счетчика-делителя, выход блока накопительных счетчиков соединен с единичным входом первого триггера, нулевой выход которого подключен к управляющему входу первого элемента И, отличающи йс я тем, что, с целью повышения точности анализатора, он содержит второй и третий элементы И, второй триггер, первый и второй элементы ИЛИ, второй буферный регистр, второй и третий счетчики-делители и блок задания ширины дифференциального коридора, вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ первый вход которого является вторым информационным входом анализатора, а второй вход первого эле.мента ИЛИ подключен к выходу генератора импульсов и к информационным входам первого и второго элементов

И и второго счетчика-делителя, выход которого соединен с входом первого счетчика-делителя, выход которого подключен к первому инфор мационному входу третьего элемента

И и к первому-ВХОДУ второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен со входом Режим анализатора, управляющим входом генератора импульсов, со входом сброса коммутатора и с управляющим входом третьего элемента И, выход которого подключен к информационному входу коммутатора, а второй информационный вход третьего элемента И соединен с выходом блока задания ширины

5 дифференциального коридора и нулевым входом второго триггера, единичный вход которого подключен к выходу второго элемента ИЛИ, входу сброса первого буферного регистра,

Q нулевому входу первого триггера и входам переписи второго и третьего счетчиков-делителей, нулевой выход второго триггера соединен с управляющим входом второго элемента И, выход которого подключен Ко входу

5 второго буферного регистра, при этом выход первого элемента И соединен с информационным входом третьего счетчика-делителя, установочные входы которого соединены с выхода0ми счетчика суммы, вход которого является первым информационным входом анализатора, а выход третьего счетчика-делителя соединен с информационным входом первого буферного

5 регистра.

Источники информации, . принятые во внимание при экспертизе

1,Авторское свидетельство СССР

0 586461, кл. G 06 F 15/36, 1976,.

2,Авторское свидетельство СССР № 583442, кл, G 06 F 15/36, 1976,

3,Авторское свидетельство СССР 470813, кл, G 06 F 15/36, 1973 {прототип), iTF xfl, je( э MI