Статистический анализатор Советский патент 1982 года по МПК G06F17/18 G06F7/52 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть исполь зовано в устройствах для измерения параметров случайных процессов. Известен анализатор длительносте выбросов случайных процессов, содер жащий пороговое устройство, генератор импульсов, формирователи, элементы И, элемент ИЛИ, пересчетное устройство, регистр сдвига, дешифратор, канальные счетчики Наиболее близким по техническому решению к предлагаемому является статистический анализатор,, содержащий cy /Iмaтop, пороговый блок и форм рователь, схему сравнения, цифроаналоговый преобразователь и два Дискриминатора, две схемы совпадения и реверсивный счетчик, генерато импульсов, делитель, имеющий Р выхо дов, коммутатор, накапливающий счет чик и дешифратор, канальные; схемы совпадения и канальные счетчики Г2} К нeдocтaткa указанных устройст следует отнести наличие сложного по реализации делителя, который Дол жен иметь Р выходов. Чпо количеству уровней квантования. В таком делителе должно осуществляться деление частоты повторения импульсов соответственно на 1,. 2, ..., Р. Генератор импульсов должен иметь частоту повторения кратную р . свою очередь, вызывает трудности в построении генератора импульсов с кварцевой стабилизацией. Особенно эти трудности будут сказываться при построении переключаемого многодиапазонного генератора импульсов для анализатора, исследующего сигналы в широком спектре частот. Кроме того, для осуществления коммутации выходов делителя необходим коммута-тор. К недостаткам относится и то, что при таком построении анализатора число каналов (при достаточной точности измерений) получается неоправданно большим и определяется числом .М .. S К (f .д% + 2f . At f-At.), максимально возможная плог щадь выброса, определяемая исходя из априорных сведений о спектре исследуемых процессов. Действительно, каяудай импульс с , выхода делителя через коммутатор поступает, на вход накапливающего счетчика и переводит последний в следующее состояние, открывающее по средством дешифратора следующий канал анализатора (схему совпадения;, т.е. ширина дифференциального коридора получается излишне малой. Если предположить, что выбросы имеют тре угольную форму (это справедливо на больших уровнях анализатора), то 1 S -х ЛТ, где А - амплитуда, а Т длительность выброса. Для анализато ра имеем: ч J. f р т hid4 2кпах -максимальный уровень ква тования/ -максимальная длительност выброса. При этом Р и f определяют точнос анализа, которая прямо пропорционал на этим величинам. Пусть, например 16, f 10 Гц, 10 ач f. 10-16.10 Тогда S 800 кв.ед ) 1 кв.ед., т.е. число канало должно быть равно 800, что совершен но неоправдано. Цель изобретения - упрощение уст ройства. Поставленная цель достигается тем, что в статистический анализато содержащий сумматор, первый вход ко торого объединен с первым входом по рогового блока и является информационным входом анализатора, вторые входы сумматора и порогового блока объединены и соединены с шиной нул$ вого потенциала, выход порогового блока соединен с входом формировате ля импульсов, первый выход которого соединен с входом сброса накопитель ного счетчика, выход которого подключен к входу дешифратора, разрядные выходы накопительного счетчика соединены соответственно с информационными входами группы элементов И выходы которых подключены к входам соответствующих счетчиков, управляющие входы элементов И группы объединены и подключены к .второму выходу формирователя импульсов, при этом выход сумматора соединен с первым входом схемы сравнения, второй вход которого подключен к первому выходу цифро-аналогового преобразова теля, вход которого подключен к выхо ду реверсивного счетчика, суммирующий и вычитающий входы которого соединены соответственно с выходами первого и второго элементов И, управляющие входы которых объединены и подключены к выходу генератора импульсов, информационные входы элемен тов И подключены соответственно к выходам первого и второго дискримина торов, входы которых объединены и подключены к выходу схемы сравнения; введены преобразователь напряжения в частоту и делитель частоты, выход которого соединен с информационным входом накопительного счетчика, управляющий вход - с вторым выходом формирователя импульсов, а информационный вход делителя частоты подключен к выходу преобразователя напряжения в частоту, вход которого соединен с вторым выходом цифро-аналогового преобразователя. На чертеже показана блок-схема анализатора. Анализатор содержит сумматор 1, схему 2 сравнения, цифро-аналоговый преобразователь 3, дискриминаторы 4 и 5/ первый 6 и второй 7 элементы И, генератор 8 импульсов, реверсивный счетчик 9, преобразователь 10 напряжения в частоту, делитель 11 частоты, накопительный счетчик 12, пороговый блок 13, формирователь -14 импульсов, дешифратор 15, группу элементов -И 16, счетчики 17. Принцип работы анализатора основан на равномерном квантовании по уровню амплитуды выброса, при этом площадь, выброса определяется как + и &t2. Sg и, д t - так как при равномерном квантований и ли, UQ 2ли и т.д., где дЦ уровень квантования, то S- ли -At -с ZliU+ ли Aty, . Если осуществляется преобразование напряжения в частоту импульсов, то Зд K4(f -л tv + 2f. + f-ut) N. Анализатор работает следующим образом. Мгновенное значение напряжения выброса с выхода сумматора 1 поступает на схему 2 сравнения, на второй вход которой подается,напряжение с выхода цифро-аналогового преобразователя 3. В зависимости от знака разности этих напряжений срабатывает один из дискриминаторов 4 или 5, открывая при этом либо элемент И 6,либо элемент И 7. Импульсы генератора 8 будут проходить либо на суммирующий, либо на вычитающий входы реверсивного счетчика 9 до тех пор, пока напряжения, подаваемые на схему 2 сравнения,не сравняются. В этом случае закрываются оба элемента И б и 7. Таким образом, на выходе цифро-аналогового преобразователя 3 получается ступенчатое напряжение (величина ступеньки - ди), повторяющее форму выброса. Далее ступенчатое напряжение с выхода преобразователя 3 поступает.на вход преобразователя 10 напряжения в частоту, который должен обеспечить лин.ейное преобразование входного сигнала в диапазоне уровней от AU до р-дЦ в частоту импульсов. Импульсы, частота повторения которых пропорциональна квантованному сигналу, поступают на вход делителя 11, коэффициент деления которого определяется как Kg. Syf,(., где М - число каналов анализатора. Для рассмотренного ранее примера и для М 32 имеем, что % 800/32 25. Видно, что коэффициент деления Y делителя можно легко изменять Хнзпрймер, переключателем) в случае построения цифрового анализатора с переключаемыми диапазонами частот исследуемых сигна.лов.

Если в юакой то момент времени амплитуда напряжения на -выходе цифро-аналогового преобразователя 3 равна, например, i ди, то частота повторения импульсов с выхода преобразователя 10 будет равна i-f. Эти.импульсы будут поступать через делятель 11 на вход накопительного счетчика 12 в течение времени At и т.д.

. Таким образом, общее количество импульсов, поступившее на вход накопительного счетчика 12 за время действия выброса будет пропорционально площади выброса SP. При этом на звыходе порогового блока 13 формируется импульс, длительность которого равна длительности выброса. По заднему Фронту этого выброса формирователь 14 импульсов вырабатывает-короткий импульс, который пройдет через открытый дешифратором 15 сортвётствутощий элемент И 16 группы йа Вход соответствующего счетчика 17. Одновременно этот импульс сбросит делитель 11 в исходное состояние ;Накопи1;ельный счетчик 12 сбрасывается в. исз одное состояние импульсом с первого выхода фо.рмирователя 14. Временное положение этого импульса соответствует переднему фронту импульса с выхода порогового блока 13, т.е. моменту появления очередного выброса..:,

По истечении необходимого времени анализа в счетчиках 17 будут накоплены ординаты оценки плотности распределения площадей, выбросов,

Предлагаемый анализатор проще известного и дает возможность пострюения простого многодиапазонного-анализатора для исследования сигналов в широком спектре частот.

Формула изобретения

Статистический анализатор, содержащий сумматор, первый вход которого объединен с первым входом порогового блока и является информационным входом анализатора, вторые входы

сумматора и порогового 6J5OKa объединены и соединены с шинрй нулевого потенциала, выход порогового блока Соединен с входом формирователя импульсов, первый выход которого соединен с входом сброса накопительного счетчика, выход которого подключен к входу дешифратора, разрядные выходынакопительного счетчика соединены соответственно с информационными входами группы элементов И, выходы которых подключены к входам соответствующих счетчиков, управляющие входы элементов И группы объединены и подключены к второму выходу формирователя импульсов, при этом выход

25 сумматора соединен с первым входом схемы сравнения, второй вход которой подключен к первому выходу цифро.аналогового преобразователя, вход которого подключен к выходу реверсив30ного счетчика, суммирующий и вычитающий входы которого соединены соответственно с выходами первого и второго элементов И, управляющие входы которых объединены и подключены к

5 выходу генератора импульсов, информационные входы элементов И подключены соответственно к выходам первого и второго дискриминаторов, входы которых объединены и подключены к

0 выходу схемы сравнения, отличающийся тем, что, с цблью упрощения, он содержит преобразователь напряжения в частоту и делитель частоты, выход которого соединен с

5 информационным входом накопительного счетчика, управляющий вход - с вторым выходом формирователя импульсов, а информационный вход делителя частоты подк.лючен к выходу преобразоваn теля напряжения в частоту,вход которого соединен с вторым выходом цифро-аналогового преобразователя.

Источники информации, принятые во вни1«1ание при экспертизе

1. Авторское, свидетельство СССР

5 №734718, кл. G Об F 15/36, 1977. . 2. Авторское свидетельство СССР №741276, кл. G 06 F 15/36, 1978 (прототип).