SU1200300A1 - Устройство дл контрол стационарности случайного процесса - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ СТАЦИОНАРНОСТИ СЛУЧАЙНОГО ПРОЦЕССА, содержащее группу из N счетчиков, первый счетчик, группу из N регист- ров, первый регистр, группу из N блоков сравнени , первую группу элемен-гс тов И,первый элемент И, выход Мень ше i-го блока сравнени  группы подключен к первому входу i-ro элемента И группы ( i 1, N), выход Больше i-ro блока сравнени  группы со.единен с вторым входом ( 1+1)-го элемента И первой группы, первые входы блоков сравнени  группы объединены и подключены к информационному входу устройства, второй вход i-ro блока сравнени  группы соединен с выходом i-го регистра группы, о т л и чающеес .  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей за счет определени  стационарности случайного процесса и формировани  дифференциальных гистограмм, в него введены втора  и треть  группы из N элементов И, перва  и втора  группы из N элементов ИЛИ, группа из N триггеров, триггер, элементы И, элемент ИЛИ, элемент ИЛИ-НЕ, блок сравнени , коктаратор, второй счет- чик, второй регистр, причем выход первого регистра соединен с первым выходом компаратора, второй вход которого подключен к выходу первого счетчика, суммирующий- и вычитающий входы которого соединены соответственно с выходами первого и второго элементов И, первые входы которых .объединены с третьими входами j-x (,N-l) элементов И первой группы, вторыми входами первого и Ц-го элементов И первой группы, первыми входами элементов И второй группы и подключены к выходу третьего элемента И, первый вход которого объединен с первым входом четвертого элемента И, и соединен с тактовым входом устройства, второй вход треть (Л его элемента И подключен к инверсно-му выходу п того элемента И, пр мой выход которого соединен с вторым входом четвертого элемента И, третий вход которого подключен к пр мому выходу элемента ШШ,Вход которого ю соединен с пр мым выходом i-ro эл«о о оо : мента ИЛИ первой группы и объединен .. с первым входом i-ro элемента И треть ей группы,вторые входы которых объединены со счетным входом второго счетчика и подключены к выходу четвертого элемента И, единичный вход триггера объединен с единичными входами триггеров грзшпы и соединен с выходом компаратора, нулевой вход i-ro триггера группы подключен к инверсному выходу i-го элемента ИЛИ первой группы, каждый вход которого соединен с выходом одноименного разр да i-ro счетчика группы, суммирующий и вычитающий входы которого под;ключены к выходу i-ro элемента И вто

Description

рой группы и к выходу 1-го элемента ИЛИ второй группы, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходом i-гб элемента И третьей группы и с выходом элемента И И первой группы, четвертый вход j-ro элемента И первой группы и третьи входы первого и N-ro элементов И первой группы подключены соответственно к пр мым выходам триггеров группы, инверсные выходы которых соединены с вторым входом i-ro элемента И второй группы,, третьи в1соды которых подключены к выходу Меньше i-ro блока сравнени  группы, -выход Больше которого соединен с третьими входами первого и N-ro и четвертым входом J-ro элементов И второй группы, выход элемента ИЛИ-НЕ подключен к первому входу п того элемента И, второй вход которого объединен с вторым входом второго элемента И и соединен с пр мым выходом тр.иггера, инверсный выход которого подключен к второму входу первого элемента И, выходы второго счетчика и второго регистра соединены соответственно с первым и вторым входами блока сравнени , выход Больше которого подключен к первому входу шестого элемента И, выход Меньше блока сравнени  соединен с первым входом седьмого элемента И, второй вход которого объединен с вторым входом шестого элемента И и подключен к инверсному выходу элемента ИЛИ, выходы шестого и седьмого элементов И  вл ютс  соответственно выходами Нестационарность и Стационарность устройства .

Изобретение относитс  к вычислительной и измерительной технике и может быть использовано дл  анализа распределений случайных величин и дл  контрол  стационарности слу- 5 чайных процессов. 1

Цель изобретени  - расширение функиональных возможностей за счет опреелени  стационарности случайного роцесса и формировани  дифференци- Ю альных гистограмм.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство содерлотт N регистров 1, регистр 2, регистр 3, N+1 блоков А 15 и 5 сравнени , компаратор 6, N+1 счетчиков 7, счетчик 8, счетчик 9 три группы по N+2 элементов И 10-12,. две группы по Nrfl элементов ИЛИ 13 и 14, группы из W+1 триггеров 15, 20 элемент ИЛИ 16, элемент ИЛИ-НЕ 17 и п ть элементов И 18-22, информационный 23 и тактовый 24 входы и выходы 25 и 26 устройства.

Принцип работы устройства при осу- 25 ществлении контрол  стационарности случайного процесса заключаетс  в сравнении двух гистограмм распределени  амплитуд случайной функции, полученных в различные отрезки вре- зо мени. Дл  сравнени  гистограмм авто .

матически провод тс  две серии статистических экспериментов. При проведении первой серии экспериментов осуществл етс  накопление информации в счетчиках 7 и 8} при проведении второй серии - считьшание информации .

Устройство работает следующим образом .

. В исходном состо нии реверсивные счетчики 7 и 8 и счетчик 9 уста-, новлены в нулевое состо ние, триггеры 15 также установлены в нулевое состо ние, соответстующее подаче разрешающего потенциала на входы элементов И 10, в регистры 1 занесены значени  границ интервалов гистограммы амплитуд входной функции а, а,.., а, ... а, в регистр 3 занесено максимально допустимое значение разности частот абсолютных попаданий дл  каждого из разр дов гистограммы, определ емое по -критерию А.Н.Колмогорова .

На информационный вход 23 устройства в цифровом коде подаютс  значени  амплитуд входной функции. По ступление тактовых сигналов на вход 24 устройства соответствует съему информации. Поданные на информационный.вход 23 устройства значени  функции X могут принадлежать одному из следующих трех интервал ов числовой оси - « а ; ja, а,,,; ац ,+ юС , при этом в первом И третьем случа х соответственно с первого выхода первог и второго выхода N-ro блока 4 сравне ни  на входы соответствующих элемент И 10 и 11. подаетс  разрешающий потен циал. Во втором случае всегда найдут с  два блока А сравнени  с. номерами i и 1-1 (,3, .„о, N), устанавлив ющие факт истинности неравенств (X а j и (сх 7 а j ) , в результа те чего с первого выхода i-ro и с второго выхода (1-1)-го блока 4 срав нени  подаютс  на два входа i -х элементов И 10 и М разрешающие потенциалы . Поданный на вход 24 устройства тактовый импульс через открытый элемент И 10 поступает на суммирующие входы (N+2)-ro счетчика 8 и одного из N+1 счетчиков 7, При поступлении на вход 24 второго тактового сигнала осуществл ютс  процессы,аналогичные описанным вьщге, Идентичные . процессы происход т до тех пор, пока содержимое счетчика 8 не будет равно записанному в регистр 2 заданному числу формирований гистограммы, При равенстве содержимых счетчика 8 и регистра 2 на выходе компаратора 6 формируетс  разрещающий потенциал, устанавливающий все триггеры 15 в единичное состо ние, при котором каждый поданный на вход 24 устройства тактовый сигнал через открытый элемент И I1 поступает на вычитающие вкодь ( N+2 )-го счетчика 8 и одного из N+1 счетчиков 7, Аналогичные процессы происход т до тех пор, пока при поступлении некоторого V-ro тактового сигнала содержимое какого-либо счетчика 7, например 1-г не будет равно нулю. Нулевой код 1-го счетчика обуславливает по вление разрешающего потенциала на ,инверсиом выходе 1-го элемента ИЛИ 14, устанавливающего 1-й триггер 15 в ну левое состо ние, открыва  1-й элемен И 10 и закрыва  1-й элемент И 11. При поступлении на вход 24 следующих за V-M тактовых сигналов, в зависимости от состо ний триггеров . 15, каждый из сигналов проходит либо на суммирующий, либо на вычитающий вход одиого из N+1 счетчиков 7 и на вычитающий вход ( N+2)-ro счетчика 8, 00 Так осуществл етс  вычисление модул  разности между числом попаданий в каждом из интервалов значений амплитуд исследуемой в первой и второй сери х статистических экспериментов . При равенстве нулю содержимого счетчика 8 на выходе элемента ИЛИ- НЕ 17, как и на пр мом выходе элемента И 20, - разрешающий потенциал , который подаетс  на вторые входы элементов И 18 и 19, устанавлива  группу W+1 триггеров в состо ние, соответствзтощее подаче тактовых импульсов на вычитающие входы, причем элемент И 18 закрыт запрещающим потенциалом , поданным с инверсного вы-, хода элемента И 20, Таким образом, в каждом k-м счетчике 7 ( ,2,,,.,N+1) находитс  разность между числом попаданий в К-й интервал значений случайной функции в ходе проведени  первой и второй серий статистических экспериментов , Если содержимое хот  бы одноГо счетчика 7 не равно нулю, то с пр мого выхода первого элемента ИЛИ 16 на вход элемента И 19 подаетс  разрешающий потенциал. Сигналы с входа 24 через элемент И 19 подаютс  на входы элементов И 12 и счетчика 9, При этом, если содержимое 1-го счетчика 7 равно нулю,, то с инверсного вы хода 1-го элемента ИЛИ 14 подаетс  на вход соответствующего элемента И 12 потенциал, запрещающий прохождение импульсов на вход счетчика 7, На вход счетчика 9 постзшают импульсы до тех пор, пока не будут равны нулю содержимые всех счетчиков 7, обеспечива  перезапись в счетчик 9 максимального из чисел наход щихс  в счетчиках 7. Если содержимое всех счетчиков 7 равно нулю, то на пр мом выходе элемента ИЛИ 16 будет потенциал, запрещающий дальнейшее прохождение через элемент И 19 с входа .24 устройства тактовых сигналов, на инверсном выходе элемента ИЛИ 16 будет разрешающий потенциал, свидетельствующий об окончании эксперимента. Результатом проведени  эксперимента  вл етс  соотношение содержимых счетчика 9 и регистра 3, Если записанное в счетчик 9 содержимое максимальной разности между числами поS . 120 паданий в каждом из интервалов случайной функции меньше допустимой величины содержимого регистра 3, то процесс считаетс  стационарным, в этом случае с первого выхода схемы 5 сравнени  через элемент И 21 на первый выход 25 устройства подаетс  разрешающий попотенци , в противном случае с второго выхода блока 5 сравнени  разрешающий потенциал, поданный через элемент И 22 на выход 26 устройства, 00 свидетельствует о нестационарности процесса, Предлагаемое устройство обеспечивает решение задач контрол  стационарности случайных процессов и формировани  дифференциальных гистограмм , причем обеспечиваетс  контроль стационарности не только нормального эргодического процесса, но и про- с любым законом распределени  амплитуд случайной функции.

Claims (1)

1. ( 54)( 57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ СТАЦИОНАРНОСТИ СЛУЧАЙНОГО ПРОЦЕССА, содержащее группу из N счетчиков, первый счетчик, группу из N регистров, первый регистр, группу из N блоков сравнения, первую группу элементе тов И, первый элемент И, выход Мень ше i-ro блока сравнения группы подключен к первому входу i-ro элемента И группы ( i= 1 , N), выход ''Больше” i-ro блока сравнения группы соединен с вторым входом ( i+Ι)-го элемента И первой группы, первые входы блоков сравнения группы объединены и подключены к информационному входу ’ устройства, второй вход i-ro блока сравнения группы соединен с выходом i-ro регистра группы, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет определения стационарности случайного процесса и формирования дифференциальных гистограмм, в него введены вторая и третья группы из N элементов И, первая и вторая группы из N элементов ИЛИ, группа из N триггеров, триггер, элементы И, элемент ИЛИ, элемент ИЛИ-HE, блок сравнения, компаратор, второй счет- чик, второй регистр, причем выход первого регистра соединен с первым выходом компаратора, второй вход которого подключен к выходу первого счетчика, суммирующий- и вычитающий входы которого соединены соответственно с выходами первого и второго элементов И, первые входы которых .объединены с третьими входами j-x (j=2,N-l) элементов И первой группы, вторыми входами первого и Ц-ro элементов И первой группы, первыми входами элементов И второй группы и подключены к выходу третьего элемента И, первый вход которого объединен с первым входом четвертого элемента И, ή соединен с тактовым входом устройства, второй вход третьего элемента И подключен к инверсному выходу пятого элемента И, прямой выход которого соединен с вторым входом четвертого элемента И, третий вход которого подключен к прямому выходу элемента ИЛИ,вход которого соединен с ^прямым выходом i-ro элемента ИЛИ первой группы и объединен „ с первым входом i-ro элемента И третьей группы, вторые входы которых объединены со счетным входом второго счетчика и подключены к выходу четвертого элемента И, единичный вход триггера объединен с единичными входами триггеров группы и соединен с выходом компаратора, нулевой вход! i-ro триггера группы подключен к инверсному выходу i-ro элемента ИЛИ ' первой группы, каждый вход которого

   12003 соединен с выходом одноименного разряда i-ro счетчика группы, суммирующий и вычитающий входы которого подключены к выходу i-ro элемента И вто

   1200300 рой группы и к выходу i-ro элемента ИЛИ второй группы, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходом i-гб элемента И третьей группы и с выходом элемента И И первой группы, четвертый вход j-ro элемента И первой группы и третьи входы первого и N-ro элементов И первой группы подключены соответственно к прямым выходам триггеров группы, инверсные выходы которых соединены с вторым входом i—го элемента И второй группы,, третьи вЗсоды которых подключены к выходу Меньше i-ro блока сравнения группы, выход Больше которого соединен с третьими входами первого и N—го и четвертым входом j-ro элементов И второй группы, выход элемента ИЛИ-HE подключен к первому входу пятого элемента И, второй вход которого объединен с вторым входом второго элемента И и соединен с прямым выходом триггера, инверсный выход которого подключен к второму входу первого элемента И, выходы второго счетчика и второго регистра соединены соответственно с первым и вторым входами блока сравнения, выход Больше которого подключен к первому входу шестого элемента И, выход Меньше блока сравнения соединен с первым входом седьмого элемента И, второй вход которого объединен с вторым входом шестого элемента И и подключен к инверсному выходу элемента ИЛИ, выходы шестого и седьмого элементов И являются соответственно выходами Нестационарность и Стационарность устройства.