Анализатор случайного сигнала Советский патент 1982 года по МПК G06F17/18 

(54) АНАЛИЗАТОР СЛУЧАЙНОГО СИГНАЛА

1 ,.

Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники, предназначенным для аппаратурного определения характеристик случайных процессов и может быть использовано в различных областях техники, связанных с обработкой им юрмации о случайных процессах.

Известен многоканальный дифференциальный амплитудный анализатор, содержащий пороговые устройства и диодные селекторы уровня. В основу его работы положено аппаратурное сравнение - компарирование сигнала анализируемого параметра с тем или иным фикси| уемым уровнем его и выдача информации в импульсной форме во время пребывания сигнала в интервале соседних уровней или в момент прев1ышения (пересечения) того или иного уровня ГП.

Однако неточность работы диодных селекторов уровней в этом анализаторе обусловливает погрешность анализа, а невозможность получения вышеназванной информации одновременно, т.е. недостаточность функциональHbix возможностей анализатора, требует повторения зксперимента,

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является статистический анализатор, содержащий общий информащхонный выход, соединенный с выходом генератора импульtoсов, и группу аппаратурных каналов, каждый из которых содержит компаратор урбвня с юшупьсным выходом,вход которого соединен с выходом генератора импульсов, элемент Запрет

ts (частотиовычитающий блок) с информационным выходом (счетчик) и двумя входами, один из которых соединен с выходом компаратора уровня данного канала, другой - с выходом компаратора уровня последующего канала, триггер с информацион а 1м выходом и двумя входами, причем один вход т риггера соединен с вьтходом элемен3та Запрет данного канала, а другой - с выходом элемента Запрет предаадущего канала 2. Однако известный анализатор одинаково реагирует, на оба направления сигнала относительно фиксируемых компараторами уровней анализа и поэтому не позволяет исследовать случайный процесс, рабочий характер которого однонаправлен относительно этих уровней (другое направление не рабочее). Цель изобретения - расширение, фу циональных возможностей анализатора за счет обеспечения анализа только рабочего напра;вления случайных процессов. Поставленная цель достигается те что в анализатор случайного сигнала содержаыЕий группу измерительных каналов, и каждом из которых выход сх мы сравнения соединен с информацион ным входом элемента Запрет, выход которого подключен к первому входу триггера, управляющий вход элемента Запрет предыдущего измерительного канала соединен с выходом схемы сра нения последукщего измерительного канала, первые чходы всех схем срав нения объединены и подключены к информационному входу анализатора, вы ход триггера в каждом измерительном канале является первым выходом этого измерительного канала, дополнительно введены общий элемент Запрет, а в каждом измерительном канале элемент И, причем первый вход элемента И соединен с выходом элемента Запрет своего измерительного канала, а второй вход элемента И подключен к выходу триггера последукндего иггмерительного канала, выход элемента И является вторым вы ходом измерительного канала, информационный вход общего элемента Запрет и вторые входы всех схем сравнения соединены с синхронизируЮЕЩМ входом анализатора, управляющий вход общего.элемента Запрет подключен к выходу схемы сравнения первого измерительного канала, а вьгход - ко второму входу триггера первого измерительного канала, вторые входы триггеров измерительных каналов, кроме первого, соединены через переключатель с ш 1ходом Общего элемента Запрет или с выходом элемента Запрет предьщ пцего измерительного канала. На чертеже изображена структур- , ная схема анализатора. Устройство содержит информационный 1 и синхронизирующий 2.входы, общий элемент Запрет 3, группу измерительных каналов 4, в которые входях схема 5 сравнения, элемент 6 Запрет, триггер 7, элемент И 8, переключатель 9,. . Анализатор работает следуклвдм образом, С превышением сигналом уровня сравнения - уровня анализа зафиксированного той или иной.схемой сравнения, импульсы частоты опроса появятся на выходе этой схемы сравнения. Поэтому с превышением уровня, зафиксированного, например, схемой сравнения канала 4, 1 , т,в, с переходом анализируемого параметра в интервал между, предьщущим и соседним последунщим уровнем анализа, на выходе схемы 5 сравнения появятся импульсы частоты опроса, которые поступят на один из входов элемента Запрет 6 этого канала, а с выхода этого элемента - на первый вход триггера 7, информационный вход элемента И 8 этого же канала и при указанном на схеме положении переключате11я 9 - на второй-вход триггера 7 последукщего канала. Триггер 7 канала 4,i, перейдя от действия поступивших импульсов в одно из устойчиилх состояний, сформирует на своем информационном выходе единичный импульс. Триггер 7 канала 4, i +1, перейдя от действия тех же импульсов в другое устойчивое состояние, откроет элемент И 8, обеспечивая тем самым прохождение импульсов частоты опросав на выхЪд элемента И 8 канала 4,1, Импульсы на выходе элемента И 8 канала 4, будут иметь место, пока не наступит превьниение уровня анализа, фиксируемого схемой 5 сравнения последующего канала, т.е, переход анализируемого параметра в последукяций интервал уровней. При этом импульсы с выхода схемы 5 сравнения и , следовательно, выхода элемента 6 Запрет последующего канала, поступят соответственно на второй - запрещающий вход элемента 6 Запрет предьщущего канала, первый вход триггера 7 и один из входов элемента И 8 своего канала. Первое из этих поступлений приведет к исчезновению импульсов частоты опроса на выходе элемента 6 Запрет и, следовательно, на выходе элемента И 8 предьщущего канала, а остальные - к появлению импульсов опроса на выходе элемента И 8 последующего канала, опрокидыванию триггера 7 этого каналав первоначальное устойчивое состояние, , единичному импульсу на информационном выходе этого триггера, и под действием этого импульса, закрытию элемента И В предыдущего канала. С понижением сигнала ниже уровня, фиксируемого схемой 5 сравнения последующего канала, т.е. с переходом анализируемого параметра в предыдущий интервал уровней при обратном рабочем направлении этого параметра относительно уровней анализа, .исчезнут импульсы частоты опроса на .выходе схемы 5 сравнения этого канала, а значит, и на запрещающем входе элемента Запрет 6 предьщущего канала и, следовательно, вновь появятся импульсы частоты опроса на выходе этого элемента. Поступая вновь на один из входов триггера 7, один из входов элемента И 8 и на другой вход триггера 7 последующего канала, эти импульсы снова появятся на выходе элемента И предыдущего канала, что и требуется в данном сл.учае. Импульсы частоты опроса имеютместо на выходе элемента И на про- межутке времени пребывания сигilkna, т.е, анализируемого параметра,в фик сируемом интервале уровней. На общей шине синхронизации 2 импульсы той же частоты имеют место все время анализ Таким образом, обеспечивается получение статистической информации о дифференциальном расцредепении урЪвней анализируемого па:раметра, а так как с превышением того или иного уро ня имеет место единичный импульс на информационном выходе соответствующего;триггера, то обеспечивается и получение информации о количестве Переходов (пересечений) того или ино го уровня. Описанная- работа анализатора рт носится к случайному процессу, рабочий характер которого разнонаправлен относительно фикcиpye ыx уровней ана лиза. Когда же имеющий место сигнал другого направления относительно эти уровней не является рабочим, анализатор работает при другом положении содержащихся во всех каналах, кроме начального, переключателей До превышения сигналом уровня, фиксируемого схемой 5 сравнения начального канала, на выходе общего элемента Запрет 3 существуют импульсы частоты опроса. Поэтому, при другом положении переключателей, эти импульсы, поступая на вторые входы триггеров всех каналов, устанавливают их в одно из устойчивых состояний, при котором элементы И становятся открытъгми. G превышением сигналом начального уровня анализа, фиксируемого схемой 5 сравнения начального канала, появятся импульсы на ее выходе, а, значит, и на запрещающем входе общего элемента Запрет, и, следовательно, исчезнет воздействие этого элемента на триггеры. -Т.к. при таком положении переключателей воздействие на триггеры со стороны предьщущего канала отсутствует, то- наличие импульсов на информационных выходах каналов будет соответствовать только одному направлению сигнала относительно фиксируемых уровней анализа, например, только от предьщущего к последующему. Таким образом, по сравнению с известным, предлагаемый анализатор позволяет получать информацию о дифференщсальном. распределении уровней исследуемого параметра и о количестве его переходов через тот или иной уровень и для разнохарактерных случайных процессов. Формула изобретения Анализатор случайного сигнала, содержащий группу изме1р|Ительных каналов, в каждом из которых выход схемы сравнения соединен с информационным входом элемента Запрет, выход которого подкл1очен к первому входу .триггера, управляющий вход элемента Запрет предьщущего измерительного канала соединен с выходом схемы сравнения последукщего измерительного канала, первые входы всех схем сравнения объединены и подключены к информационному входу анализатора, выход триггера в каждом измерительном канале является первым выходом этого измерительного канала, отличающийся, тем, что, с це79лью расширения функциональных возможностей анализатора за счет обеспечения анализа только рабочего направления случайных процессов, он содержит общий элемент Запрет, а в каждом измерительном канапе элемент И, причем первый вход элемента И каждого измерительного канала соединён с выходом элемента Запрет своего измеритель ного канала, а второй вход элемента И подключен к выходу триггера последующего измерительного канала, выход элемента И является вторым выходом измерительного канала, информационный вход общего элемента Запрет и вторые входы всех схем сравнения соединега 1 с синхронизирующим входом анализатора управляющий вход общего элемента Запрет подключен к выходу схемы сравне1кия первого измерительного канала, а выход - к второму входу триггера первого измерительного канала, вторые входы триггеров измерительных каналов, кроме первого,соединены через переключатель с выходом общего элемента Запрет или с выходом элемента Запрет предыдущего измерительного канала. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Приборы и методы статистического анализа для исследования автомобиля. Труды. НАМИ,, вып. 90, ОНТИ, 1967, с. 54-66. 2.Авторское свидетельство СССР № 742953, кл. G 06 F 15/36, 1976 (прототип).