SU1144120A1 - Статистический анализатор - Google Patents

Abstract

СТАТИСТКМЕСКИЙ АНАЛИЗАТОР,, содержащий аналого-цифровой преобразователь , вход которого  вл етс  входом анализатора, а выход анало-. гр-цифрового преобразовател  через дешифратор подключен к первому входу блока элементов И,выход которого соединен с входом блока регистрации , второй вход блока элементов И соединен с выходом первого элемента задержки, вход которого объединен с входом счетчика объема выборок, с тактовым входом аналого1ЩФРОВОГО преобразовател  и подключен к выходу элемента И, первый вход которого соединен с вькодом генератора тактовых импульсой, отл-и чающий с   тем, что, с целью повьшени  точности измерени , он содержит регистр, источник опорного напр жени , коммутатор, блок управл емых делителей,триггер, второй элемент задержки, блок определени  функции интенсивности ц блок сравнени  с эталоном, состо щий из схем сравнени  и элемента пам ти, выходы которого подключены соответственно к первым входам схем сравнени , вторые входы которых объединены и подключены к группе выходов блока определени  функции интенсивности, вход которого  вл етс  входом анализатора,выход блока определени  функции интенсивности непосредственно соединен с управл ющими входами схем сравел нени  и через второй элемент задержки - с единичным входом триггера , выход которого подключен к вто-. рому входу элемента И, нулевой вход триггера соединен с выходом счетчика объема выборок, вьпсоды схем сравнени  подключены соответственно 4 4 к входам регистра, выходы которого соединены с группой входов блока регистрации и через коммутатор - с Ю информационными входами блока управл емых делителей, потенциальный вход которого соединен с выходом ис точника опорного напр жени , выходы блока управл емых делителей подключены к входам установки уровней квантовани  аналого-цифрового преобразовател .

Description

1 Изобретение относитс  к статист ческому анализу и может быть испол зопано в информационно-измерительных системах оперативной переработ ки информации при создании измерительно-вычислительных комплексов д проведени  вибрационных испытаний динамических объектов, дл  обработ в системах проводной и радиотелеме рии с аналоговые представлением сигналов, а также в р де других об ластей информационно-измерительной контрольной техники. Известен статистический аналийа трр, содержащий аналого-цифровой преобразователь, цифровой дискрими тор, схему изменени  уровн  анализ матричньй коммутатор, генератор импульсов выборок, схему, задающую число выборок, схемы совпадени , счетчики 1 . Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  многоканальное устройство дл  анализа распределений стационарных случайных процессов, которое содержит аналого-цифровой преобразователь, коммутатор, дешиф ратор, схемы совпадени , счетчики, блок управлени  21. В указанных устройствах, работа щих по методу дискретных выборок, осуществл етс  равномерное квантование исследуемых сигналов по уров ню. В результате дл  законов распределени , отличных от равномерного , значение искомой функции в различных каналах подучаетс  с раз личной точностью. Например, при равномерном квантовании нормально распределенного процесса крайние каналы, ввиду малости значений самой функгщи в них, представлены существенно меньшим числом выборок чем средние, следовательно погрешность определени  искомой функции в крайних каналах наибольша . При измерении характеристик процессов , распределенных по законам близким к арксинусоидальному, наибольша  погрешность имеет место в средних каналах. И только в случае равномерного закона распределени  погрешность определени  искомой функции также распределена равномерно . Цель изобретени  - повьшюние то ности измерени . Поставленна  цель достигаетс  трм, что гтатлгтический анапиза20J тор , согтсржлщип ,ч ii;)i)I i)-цифргiHiiii преобразователь, nxmi которого  вл етс  вход(5м аналигзатора, а вьтход аналого-цифрового пр еобраловател  через дешифратор подключен к первому входу блока элементов И, выход которого соединен с входом блока регистрации, второй вход блока элементов И соединен с выхо-дом первого элемента задержки, вход которого объединен с входом.счетчика объема выборок, с тактовым входом аналого-1щфрового преобразовател  и подключен к выходу элемента И, первый вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, введены регистр, источник опорного напр жени , коммутатор , блок управл емых делителей, триггер, второй элемент задержки, блок определени  функции интенсивности и блок сравнени  с эталоном , состо щий из схем сравнени  и элемента пам ти, выходы которого подключены соответственно к первым входам схем сравнени ,вторые входы которых объединены и подключены к группе выходов блока определени  функции интенсивности вход которого  вл етс  входом анализатора , выход блока определени  фуцкции непосредственно соединен с управл ющими входами схем сравнени .и через второй элемент задержки с единичным входом триггера, выход которого подключен к второму входу элемента И, нулевой вход : триггера соединен с выходом счетчика объема выборок, выходы схем сравнени  подключены соответственно к входам регистра, выходы которого соединены с группой входов блока регистрации и через коммутатор - с информационными входами блока управл емых делителей, потенциальный вход которого соединен с выходом источника опорного напр жени , выходы блока управл емых делителей подключены к входам установки уровней квантовани  аналого-цифрового преобразовател . .1 показана структурна  схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - графики его работы. Дл  достижени  поставленной цели предлагаетс  осуществл ть неравномерное квантование процесса по уровню таким обрачом,чтпбы к жД1 .1И i,iii.i;i tii.ui пр(;и-таи.:|см примерно (Vuni;)Koru.iM чиг.юм 1,1Г1,р(Ч , т.е . осуществл ть ранпоиечю тлое кваитоnairne (фнг.2о). Это реализуетс  путем использовани  адаптивно-перестраиваемого по уровн м аналогоцифрового преобразовател  (А1Щ) в зависимости от вида исследуемой функции распределени . Алгоритм работы устройства сводитс  к следующему: в начале измерени  грубо оцениваетс  функци  распределени , классифицируетс  (относитс  к наиболее близкому виду), затем соответственно настраиваютс  уровни АЦП и осуществл етс  измерение искомой функции в полном объеме с равномерно распределенной по диапазону погрешностью.

Дл  грубой оценки вида исследуемого закона предлагаетс  измер ть функцию интенсивности процесса

„(Х) Х 1-F(X)

где W(X) и F(X) - соответственно

плотность и функци  распределени  в наиболее характерной точке.

Такой характерной точкой, в которой существенно различаютс  значени  функций интенсивности многих процессов,  вл етс  точка ,(.

Вход аналого-цифрового преобразовател  1  вл етс  входом анализатора , выходы аналого-цифрового преобразовател  через дешифратор 2 и блок 3 элементов И подключены к блоку А регистрации. Выход генератора 5 тактовых импульсов соединен с входом элемента И 6, который своим выходом подключен непосредственно к тактовому входу аналого-цифрового преобразовател  и счетчику 7 объема выборок, а через первый элемент 8 задержки - к управл ющему входу блока элементов И. Вход блока 9 определени  функции интенсивности объединен с входом аналого-цифрового преобразовател  а его информационные выходы соединены с одними информационными входами схем 10 сравнени  блока 11 сравнени  с эталоном, в состав которого также входит элемент 12 пам ти. Управл ющий вход схем сравнени  подключен к управл ющему выходу блока опрел еле функции интенсивности.

ААКЮ. 4

а выходы соединены с входами регистра 13. Выходы последнего подключены к блоку регистращ1и и через коммутатор 14 - к информацион5 ным входам блока 15 управл емых делителей, потен1щальный вход которого соединен с источником 16 опорного напр жени , а выходы подключены к входам установки уровней

10 квантовани  аналого-1Д1фрового преобразовател . Управл ющий выход блока определени  функтщи интенсивности через второй элемент 17 задержки соединен с единичным вхо15 дом триггера 18, нулевой вход которого подключен к выходу счетчика объема выборок, а выход подсоединен к элементу И. Выходы элемента пам ти соединены с другими информа20 ционными входами схем сравнени .

Устройство функционирует следующим образом.

Напр жение исследуемого процесса X(t) одновременно поступает на

аналого-цифровой преобразователь 1 и блок 9 определени  функции интенсивности . Последний представл ет собой известное устройство 31 . Через интервал времени, необходимый

30 дл  измерени  значени  функции интенсивности (Х) в точке X 1,ЗСЗ( на информационных выходах блока 9 по вл етс  код LX соответствующий измеренному значению

5 JH(X) , которьй поступает на одни группы входов схем Ю сравнени  блока 11 сравнени  с эталоном. Помимо схем сравнени  в состав блока сравнени  с эталоном входит элемент 12 пам ти, в  чейках которого посто нно хран тс  значени  функций интенсивности дл  различных {Законов распределени . Причем .дл  каждого (i-ro) вида закона

5 распределени  в элементе пам ти,

который представл ет собой посто нное запоминающее устройство,хран тс  два значени : нижнее и верхнее umat. определ ющие зону

0 , допуска. Таким образом, после измерени  блоком 9 значени  функции интенсивности на входах схем сравнени  блока сравнени  с эталоном действуют: с одной стороны код измеренного значени  Lf ,, с другой набор кодов допусков L,ntp и -tmai момент окончани  измерени  значени  функции интенгииносI

тн блок 9 по управл ющему выходу (выход переполнени  счетчика 6 в известном устройстве З) вьфабатывает импульс, который  вл етс  сигналом , опрашивающим все схемы сравнени . В результате на выходе блока сравнени  с эталоном по вл етс  сигнал по i-й шине (срабатьгеает i-  схема сравнени ) при вьиолнении услови 

1 i у I / 1

х л х тах Этим вьрсодным сигналом устанавливаетс  в единичное состо ние срответствующа  i-   чейка регистра 13, Кодом, снимаемым с выходов регистра, обеспечиваетс  замыкание i-й группы ключей коммутатора 1.. При этом от источника 16 опорных напр жений с помощью 1-й цепочки резисторов блока 15 управл емых делителей напр жени  (включение этой группы резисторов обеспечено соответствующей группой ключей) формируетс  сетка напр жений(уровней квантовани ) (фиг. ) . Сформированные напр жени  уровней Квантовани  поступают на АЦП, который в данном случае должен быть построен по параллельной структуре. Таким образом осуществл етс  предварительна  классификаци  вида исследуемого закона распределени  и приспособление устройства путем соответствующе настройки уровней АЦП.

Дальнейша  работа устройства осуществл етс  следующим образом.

Импульсом, снимаемым с управл ющего выхода блока 9 определени  фзгнкции интенсивности, прошедшем через элемент 17 задержки (задержка длительностью Lj, необходима дл  того, чтобы в цепи блок сравнени  с эталоном, регистр, коммутатор, блок управл емых делителей закончились переходные процессы),триггер 18 устанавливаетс  в единичное состо ние. При этом открьшаетс  элмент И 6, обеспечива  прохождение тактовых импульсов с генератора 5 тактовых импульсов на АЦП. Генератор вьфабатывает импульсы с периодом следовани  Tj где - частота преобразовани  АЦП. Следовательно, информаци  на выходе АЦП обновл етс  через интерва12n6

лы времени , Кодовые значени  исследуемого процесса, снимаемые с А1Щ, поступают на дешифратор 2, где раздел ютс  по каналам. Те же импульсы генератора 5, задержанные элементом 8 задержки на врем  fj, (дл  установлени  уровней напр жени  на выходах дешифратора), обеспечивают прохождение кодовых значеНИИ процесса с депмфратора через блок элементов ИЗ и их запись в .блок 4 регистрации. Последний представл ет .собой многоканальное запоминающее устройство, в каждом

канале которого накапливаетс  информаци  о значени х искомой плотности распределени . Кроме того, с выходов регистра 13 в блок регистрации вводитс  код, характеризующий

закон распределени  уровней квантовани  АЦП (информаци  о ширине дифференциальных коридоров анализатора , сформированных на первом этапе измерени ). Одновременно импульсы генератора 5 поступают на счетчик 7 объема выборок. После набора устройством заданного объема выборок N импульсов.переполнени  счетчика 7 триггер 18 возвращаетс 

в нулевое состо ние, закрьгеа  элемент И 6. В результате импульсы генератора не поступают на АЦП и анализ на этом заканчиваетс .Чтобы осуществить повторное измерение,

устройство необходимо привести в исходное состо ние, дл  чего блок 9 определени  функции интенсивности, регистр 13, блок 4 регистрации, счетчик 7 объема выборок обнул ютс , а триггер 18 должен находитьс  в нулевом состо нии. Цепи установки исходного состо ни  условно не показаны .

Таким образом, в .результате одного цикла измерени  в блоке регистрации осуществл етс  накопление информации об исследуемой плотности распределени . Использование. . предварительной адаптации к виду искомой функции распределени  позвол ет обеспечить измерение ее значений во всех каналах с одинаковой точностью и тем самым повысить точность измерени  в каналах, где значени  самой функции распределени  малы.

H//Orj

sl

« ft; о fj

AXi

-4

t.

Ж - XL )(i-t const

Xn

Xn-i фиг.2

Claims (1)

1. СТАТИСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗАТОР,, содержащий аналого-цифровой преобразователь, вход которого является входом анализатора, а выход анало-. го—цифрового преобразователя через дешифратор подключен к первому входу блока элементов И,выход которого соединен с входом блока регистрации, второй вход блока элементов И соединен с выходом первого элемента задержки, вход которого объединен с входом счетчика объема выборок, с тактовым входом аналогоцифрового преобразователя и подключен к выходу элемента И, первый вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, отл -и чающий с я тем, что, с целью повышения точности измере- ния, он содержит регистр, источник опорного напряжения, коммутатор, 'блок управляемых делителей,триггёр, второй элемент задержки, блок определения функции интенсивности и блок сравнения с эталоном, состоящий из схем сравнения и элемента памяти, выходы которого подключены соответственно к первым входам схем сравнения, вторые входы которых объединены и подключены к группе выходов блока определения функции интенсивности, вход которого является входом анализатора,выход блока определения функции интенсивности непосредственно соединен с управляющими входами схем сравнения и через второй элемент задержки - с единичным входом триггера, выход которого подключен к вто-. рому входу элемента И, нулевой вход триггера соединен с выходом счетчика объема выборок, выходы схем сравнения подключены соответственно к входам регистра, выходы которого соединены с группой входов блока регистрации и через коммутатор - с информационными входами блока управляемых делителей, потенциальный вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения, выходы блока управляемых делителей подключены к входам установки уровней квантования аналого-цифрового преобразователя.

   SU „,1144120

   1 1