RU2019845C1 - Статистический анализатор - Google Patents

Статистический анализатор Download PDF

Info

Publication number
RU2019845C1
RU2019845C1 SU4947033A RU2019845C1 RU 2019845 C1 RU2019845 C1 RU 2019845C1 SU 4947033 A SU4947033 A SU 4947033A RU 2019845 C1 RU2019845 C1 RU 2019845C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
input
analog
storage unit
delay line
Prior art date
Application number
Other languages
English (en)
Inventor
Ю.М. Вешкурцев
Ю.И. Сысоев
Original Assignee
Омский политехнический институт
Вешкурцев Юрий Михайлович
Сысоев Юрий Иванович
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Омский политехнический институт, Вешкурцев Юрий Михайлович, Сысоев Юрий Иванович filed Critical Омский политехнический институт
Priority to SU4947033 priority Critical patent/RU2019845C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2019845C1 publication Critical patent/RU2019845C1/ru

Links

Images

Landscapes

  • Tests Of Electronic Circuits (AREA)

Abstract

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано для измерения статистических характеристик флуктуаций частоты сигнала. Анализатор содержит вход, управляемую линию задержки, два аналоговых запоминающих блока, два узла выборки и хранения, два аналого-цифровых преобразователя, два накапливающих сумматора, два отсчетных блока, вычислительное устройство, блок управления линией задержки, управляемый генератор тактовых импульсов и формирователь стробирующих импульсов. 3 ил.

Description

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано для измерения статистических характеристик флуктуаций частоты сигнала.
Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем определения статистических характеристик флуктуации частоты.
На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого анализатора; на фиг. 2 - структурная схема аналогового запоминающего блока; на фиг.3 - диаграммы работы анализатора.
Анализатор состоит из входа 1 устройства, управляемой линии 2 задержки, первого аналогового запоминающего блока 3, узлов 4 и 5 выборки и хранения, аналого-цифровых преобразователей 6 и 7, накапливающих сумматоров 8 и 9, отсчетных блоков 10 и 11, вычислительного устройства 12, управляемого генератора 13 тактовых импульсов, блока 14 управления линией задержки, второго аналогового запоминающего блока 15 и формирователя 16 стробирующих импульсов.
Анализатор работает следующим образом.
Начальная установка вычислительного устройства 12 заключается в формировании в памяти областей массивов оценок и массивов данных. Процесс измерения разбивается на такты, количество которых зависит от числа m. и циклы, состоящие из тактов, число которых определяется количеством шагов Δτ,обозначенное i.
Работа анализатора при Vm = 2 и i = 1, при этом сохраняется работоспособность для остальных значений Vm и i 1, где Vm - вещественный параметр характеристической функции.
В исходном состоянии отсчетные блоки 10 и 11, накапливающие сумматоры 8 и 9, аналого-цифровые преобразователи 6 и 7 обнулены, на входе блока 14 управления линией задержки установлен цифровой код первого значения шага Δτ и на вход управляемого генератора 13 тактовых импульсов подается цифровой код, соответствующий первому значению.
Исследуемый сигнал вида (1) (фиг.3а) поступает на входы линий 17 и 18 задержки и на вход формирователя 19, который формирует импульсы в моменты пересечения исследуемым сигналом нулевого уровня. Делитель 20 частоты, коэффициент деления которого равен 4, формирует импульсы, которые управляют состоянием триггера 21, а также открывает ключи 22 и 23 и устанавливают выход формирователя 24 в состояние логического "0". Допускают, что импульс с выхода делителя 20 частоты устанавливает триггер 21 в состояние логической "1", открывает ключи 22 и 23 и устанавливает выход формирователя 24 в логический "0". В этом случае на управляющий вход линии 17 задержки через ключ 22 поступают импульсы с второго тактового входа аналогового запоминающего блока с частотой 2fт а на управляющий вход линии 18 задержки - через ключ 23 импульса с первого тактового входа аналогового запоминающего блока с частотой fт.
В указанном режиме линия 18 задержки запоминает мгновенные значения исследуемого сигнала в моменты появления на ее управляющем входе импульсов с частотой fт. Счетчик 25 импульсов производит подсчет этих импульсов. Как только его содержимое достигает числа, равного числу ячеек линии задержки, он закрывает ключ 23, тем самым прекращая подачу импульсов на линию 18 задержки.
Следующий импульс с выхода делителя 20 частоты переводит триггер 21 в логический "0", открывает ключи 22 и 23 и устанавливает выход формирователя 24 в логический "0". При этом согласно таблице коммутации входов и выходов коммутатора 26 на управляющий вход линии 17 задержки через ключ 22 проходят импульсы с первого тактового входа аналогового запоминающего блока с частотой fт, а на управляющий вход линии 18 задержки через ключ 23 - с второго входа аналогового запоминающего блока с частотой Vm fт(2fт). Кроме того, в этом случае согласно коммутации коммутатора 27 (при Т = 0) выход линии 18 задержки оказывается подключенным к выходу аналогового запоминающего блока. Следовательно , при Т = 0 происходит последовательное считывание из линии 18 задержки тех мгновенных значений напряжения, которые были запомнены при Т = 1. Так как частота тактовых импульсов на управляющем входе линии 18 задержки теперь в Vm (2) раз больше, запомненный при Т = 1 отрезок входного напряжения считывается на время в Vm раз меньшее. Кроме того, как только считываемое напряжение, действующее на выходе коммутатора 27, пересекает уровень, изменяясь из отрицательной области в положительную, срабатывает формирователь 24, на его выходе появляется логическая "1", и входы коммутатора 27 отключаются от выхода. Поэтому на выходе аналогового запоминающего блока формируется отрезок сигнала (фиг.3 б,г). Uазб, длительность которого равна периоду входного сигнала, уменьшенному в Vm (2) раз, и описываемого выражением
Uазб = Ucos Vm [ ωt+φ (t)], (1) где ω- круговая частота сигнала;
φ (t) - флуктуации фазы.
В этом же режиме Т = 0 запоминание мгновенных значений входного сигнала производится уже линией 17 задержки, на управляющий вход которой поступают импульсы с частотой fт. Однако, считывание этого напряжения с частотой импульсов считывания Vm fт производится только после того, как триггер 21 снова устанавливается в логическую "1". Такой процесс попеременной записи и считывания с более высокой частотой из линий 17 и 18 задержки производится в течение всего времени измерения оценок характеристической функции при выбранном значении параметра.
Таким образом, на выходе аналогового запоминающего блока 3 формируется кусочно-импульсный сигнал с фазой, умноженной на Vm, который подается на узлы 4 и 5 выборки и хранения, на управляющие входы которых подаются стробирующие импульсы (фиг. 3 б,е), получаемые из кусочно-импульсного сигнала, тоже умноженного на Vm (фиг.3 а), но задержанного на величину шага i Δτ (в нашем примере i = 1). Поскольку последовательности импульсов на выходе формирователя 16 стробирующих импульсов сдвинуты друг относительно друга на 1/4 периода (фиг.3 б, е), то на выходе узлов 4 и 5 выборки и хранения получаем соответственно две квадратурные составляющие вида
Vc (Vm, ti) = cos (Vm φi (t)), (2)
Vs(Vm ti) = sin (Vm φi (t)), (3) где φi(t) - конечная разность первого порядка фазы сигнала ( φi(t)=ΔΨi(t)=Ψ(t)-Ψ(t-iΔτ)).
Для нашего примера формулы (2) и (3) записываются как
Vc(2,t1) = cos (2 φ1 (t)), (4)
Vs(2,t1) = sin (2 φ1 (t)) (5)
Напряжение с выходов узлов 4 и 5 выборки и хранения поступают на входы аналого-цифровых преобразователей 6 и 7. При этом запуск последних осуществляется перепадом логической "1" в логический "0" на их входах синхронизации, т.е. сразу по окончании действия стробирующего импульса на соответствующем выходе формирователя 16 стробирующих импульсов. После завершения аналого-цифрового преобразования на выходе "Конец преобразования" аналого-цифровых преобразователей 6 и 7 формируется импульс, который, поступая на вход синхронизации соответствующего накапливающего сумматора, вызывает прибавление кода, сформированного на выходах аналого-цифровых преобразователей 6 и 7, к числу, записанному к настоящему времени в накапливающем сумматоре.
Цикл измерения отсчета характеристической функции (для данного Vm) заканчивается после прихода перепада логической "1" в логический "0" в цепи "Время измерения". При этом, если за время измерения суммировано N импульсов на выходе делителя 19 частоты или уложатся 2 N периодов входного сигнала, то в накапливающих сумматорах 8 и 9 будет цифровой код, пропорциональный действительной и мнимой частям характеристической функции. Результаты вычислений индицируются в блоках 10 и 11 и с помощью буферного регистра поступают в вычислительное устройство 12. Так в память вычислительного устройства 12 заносятся значения A(Vm, i Δτ) и B(Vm, i Δτ ) (в нашем примере А(2, Δτ ) и B(2,Δτ ). Переход к следующему такту (в нашем примере при Vm = 3) осуществляется цифровым кодом с вычислительного устройства 12, подаваемым на управляемый генератор 13 тактовых импульсов, пропорциональный Vm. Переход к следующему циклу (в нашем примере при i = 2) производится цифровым кодом с вычислительного устройства 12 на блок 14 управления линией задержки, которое формирует задержку управляемой линии 2 задержки. Массив оценок характеристической функции, хранящийся в памяти вычислительного устройства 12, по окончании процесса измерения представляет собой наборы оценок действительной и мнимой частей характеристической функции, которые позволяют получить оценку корреляционной функции по формуле Rφ(iΔτ) =
Figure 00000001
+
Figure 00000002
Figure 00000003
(-1)
Figure 00000004
-
Figure 00000005
(6) где A(Vm) - действительная часть характеристической функции, измеренная при i = 0;
A(Vm, i Δτ) - действительная часть характеристической функции, измеренная при i=1,2,...,.
Корреляционная функция флуктуаций фазы может быть описана либо гауссовой R1(τ) = σφ 2e
Figure 00000006
, либо экспоненциальной R2(τ) = σφ 2e-α|τ| кривой, где σφ 2 - дисперсия флуктуаций фазы φ (t); α - ширина энергетического спектра флуктуаций фазы φ (t). Массив данных вычислительного устройства 1 содержит дискретные значения теоретических корреляционных функций R1(i Δτ) и R2 (i Δτ). Сопоставляя численные значения корреляционной функции Rφ(i Δτ) с имеющимся набором корреляционных функций в массиве данных вычислительного устройства 12, производится идентификация вида корреляционной функции. При этом значения дисперсии флуктуаций фазы вычисляется в вычислительном устройстве 12 из массива оценок по формуле, в которую подставляются значения оценок действительной и мнимой частей характеристической функции измеренные при условии i Δτ>τк, где τк - интервал корреляции флуктуаций фазы.
Для вычисления статистических характеристик флуктуаций частоты коэффициент связи определяется последовательностью вычислений: определение математического ожидания aφ; определение дисперсии σφ 2; определение Rφ '' (o).
Определение aφ и σφ 2 производится по известным соотношениям. Для определения Rφ '' (о) можно проделать последовательность операций: для известных корреляционных функций найти теоретическое значение Rφ ''(о) (для первой корреляционной функции R1 ''(o) = 2σφ 2α2, для второй корреляционной функции
R
Figure 00000007
(0) = τl
Figure 00000008
m0
Figure 00000009

найти значение α для случайного процесса.
После проведенных в вычислительном устройстве 12 операций формируется массив оценок действительной Re(Vm) и мнимой Im(Vm) частей характеристической функции флуктуаций частоты (при условии iΔτ>τк)
Re(1,iΔτ>τк ) Re(2,iΔτ>τк)
Re(3,iΔτ>τк)... Re(Vm,iΔτ>τк)
Im(1, iΔτ>τк) Im (2,iΔτ>τк)
Im(3, iΔτ>τк). . . Im(Vm, iΔτ>τк) (7) Значения оценок Re(Vm, iΔτ>τк) и Im(Vm, iΔτ>τк) из сформированного массива используется для определения статистических характеристик флуктуаций частоты по известным соотношениям, в которых A(Vm) заменяется на Re(Vm), a B(Vm) - на Im(Vm).
Таким образом, в результате измерения оценок действительной и мнимой частей ХФ, представляемых в памяти вычислительного устройства 12 в виде массива оценок, получаем массив оценок (7) и определяем статистические характеристики флуктуаций частоты сигнала.

Claims (1)

  1. СТАТИСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗАТОР, содержащий первую и вторую цепи преобразования, каждая из которых содержит последовательно соединенные узел выборки и хранения, аналого-цифровой преобразователь, накапливающий сумматор и отсчетный блок, а также формирователь стробирующих импульсов, первый выход которого подключен к входам стробирования узла выборки и хранения и аналого-цифрового преобразователя первой цепи преобразования, а второй выход - к входам стробирования узла выборки и хранения и аналого-цифрового преобразователя второй цепи преобразования, и управляемый генератор тактовых импульсов, первый выход которого подключен к первому тактовому входу первого аналогового запоминающего блока, в котором второй тактовый вход соединен с вторым выходом управляемого генератора тактовых импульсов, выход подключен к входам узлов выборки и хранения, а информационный вход соединен с входом анализатора, причем входы стробирования накапливающих сумматоров подключены к цепи "Время измерения", отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем определения статистических характеристик флуктуации частоты, в него введены управляемая линия задержки, блок управления линией задержки, второй аналоговый запоминающий блок и вычислительное устройство, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами первой и второй цепи преобразования, первый выход подключен к цепи "Время измерения", второй и третий подключены соответственно к входу управляемого генератора тактовых импульсов и блоку управления линией задержки, выход которой подключен к входу управления управляемой линии задержки, информационный вход которой подключен к входу анализатора, а выход к информационному входу второго аналогового запоминающего блока, первый и второй тактовый входы которого соединены соответственно с первым и вторым тактовыми входами первого аналогового запоминающего блока, а выход подключен к входу формирователя стробирующих импульсов.
SU4947033 1991-06-19 1991-06-19 Статистический анализатор RU2019845C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4947033 RU2019845C1 (ru) 1991-06-19 1991-06-19 Статистический анализатор

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4947033 RU2019845C1 (ru) 1991-06-19 1991-06-19 Статистический анализатор

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2019845C1 true RU2019845C1 (ru) 1994-09-15

Family

ID=21580095

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU4947033 RU2019845C1 (ru) 1991-06-19 1991-06-19 Статистический анализатор

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2019845C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2632633C1 (ru) * 2016-04-14 2017-10-06 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет" Устройство контроля веществ

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР N 1422182, кл. G 01R 25/00, 1988. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2632633C1 (ru) * 2016-04-14 2017-10-06 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет" Устройство контроля веществ

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4468746A (en) Apparatus for determining interval between two events
RU2019845C1 (ru) Статистический анализатор
SU1422182A1 (ru) Статистический анализатор конечной разности фазы
SU1432461A1 (ru) Устройство дл программного управлени
SU1043677A1 (ru) Устройство дл вычислени показател экспоненциальной функции
SU788026A1 (ru) Цифровой фазометр дл измерени среднего значени сдвига фаз
SU521663A1 (ru) Устройство дл определени фазы псевдослучайной последовательности
SU1425834A1 (ru) Устройство дл измерени отношений временных интервалов
SU1427387A1 (ru) Коррелометр
SU330423A1 (ru) Цифровой измеритель периодических интервалов времени
SU1200188A1 (ru) Цифровой измеритель отклонени измер емой частоты от номинальной
SU1201846A1 (ru) Взаимокоррел тор
SU1112377A1 (ru) Устройство дл определени веро тностных характеристик фазы случайного сигнала
SU1035820A1 (ru) Цифровое устройство слежени за задержкой
SU1112374A1 (ru) Устройство дл логарифмировани отношени сигналов
SU1765831A1 (ru) Устройство дл определени плотности веро тности случайного процесса
SU1300510A2 (ru) Устройство дл определени веро тностных характеристик фазы случайного процесса
SU1111174A1 (ru) Устройство дл выделени экстремумов
SU809204A1 (ru) Анализатор случайных процессов
SU414543A1 (ru)
SU951322A1 (ru) Статистический анализатор дл определени количества информации
SU907781A1 (ru) Умножитель частоты
SU708295A1 (ru) Измеритель временных интервалов
SU953590A1 (ru) Преобразователь фазового сдвига в напр жение
SU419899A1 (ru) Устройство для определения среднего квадратического отклонения