SU397916A1

SU397916A1 - MULTI-CHANNEL STATISTICAL ANALYSISER OF DURATION DISTRIBUTION OF DURATION \ PULSE

Info

Publication number: SU397916A1
Application number: SU1725669A
Authority: SU
Inventors: В. Рыбкин Л.
Priority date: 1971-12-17
Filing date: 1971-12-17
Publication date: 1973-09-17

Description

Изобретение относитс к цифровой вычислительной технике, предназначенной дл статистического анализа случайных процессов. Устройство представл ет собой многоканальный статистический анализатор (СА) дл исследовани как непрерывных, так и дискретных случайных процессов методом дискретных выборок,в частности, дл исследовани искажений телеграфных сигналов в технике св зи. Известны многоканальные статистические анализаторы распределени длительностей импульсных сигналов, содержащие распределитель временных интервалов, логические элементы , регистры, счетчики и систему индикации . Описываемое устройство дает возможность при сравнительно небольших выборках и заданной точности измерений получить на координатном табло гистограмму плотности распределени непосредственно в процессе эксперимента , а также осуществить периодическое , а при исследовании нестационарных процессов - непрерывное считывание накопленных значений оценок интегрального и дифференциального законов распределени без разрущени поступающей и хран щейс в пам ти СА информации, с целью регистрации на перфоленте или непосредственного ввода в ЭВМ. Построение подобных статистических анаизаторов на перспективных микрокомплеках позволит выполнить их достаточно комактными и с высоким быстродействием. Оценки плотности распределени вычис.11Ятс в схемах, дающих максимальную веротность того, что оценки плотности распредеени в узловых точках за период измереий Т при.мут некоторые значени , определ емые равенством -(х,&х; (,, } . л1 при ЭТОМ , - , где Xi - случайна величина; ДА- - дифференциальный коридор; /о - период накоплени единичной выборки; т-максимальный объем единичной выборки; N - количество выборок за период измерени ; ki - число выборочных значений; F - частота опроса; п - число каналов. Исход из гипотезы о возможности кусочно-линейной аппроксимации плотности расиределени в интервалах между точками по оценкам плотности на координатном табло формируетс гистограмма плотности распределени анализируемого нроцесса.This invention relates to digital computing intended for statistical analysis of random processes. The device is a multichannel statistical analyzer (CA) for the study of both continuous and discrete random processes using the method of discrete samples, in particular, to study the distortion of telegraph signals in communication technology. Multichannel statistical analyzers of the distribution of the durations of pulse signals are known, containing a time slot distributor, logic elements, registers, counters, and a display system. With the relatively small samples and a given measurement accuracy, the described device allows to obtain a histogram of the distribution density on the coordinate table directly during the experiment, as well as to carry out a periodic, and in the study of non-stationary processes, continuous reading of the accumulated values of the estimates of the integral and differential distribution laws information in the CA memory for the purpose of registering on a punched tape or directly entering COMPUTER. Building such statistical analyzers on promising microcomplexes will allow them to be quite compact and with high speed. The estimates of the density of the computations. 11АТс in the schemes that give the maximum probability that the estimates of the density of the distribution at the nodal points for the period of measurements of T come at some values determined by the equality - (x, &(;.) L1 at IT , -, where Xi is a random value, YES is the differential corridor, / o is the accumulation period of a single sample, t is the maximum volume of a single sample, N is the number of samples for the measurement period, ki is the number of sample values, F is the sampling rate, n - number of channels. Proceeding from the hypothesis about the possibility of piecewise linear approximation of the density of the distribution in the intervals between the points according to the estimated density on the coordinate panel, a histogram of the density of the analyzed process is formed.

Оценки интегрального закона распределени вычисл ютс в анализаторе путем подсчета значений оценок плотности.The estimates of the integral distribution law are calculated in the analyzer by calculating the values of the density estimates.

Значение оценок законов распределени н их точность определ ютс величиной максимального объема единичной выборки; при этом оценки плотности распределени получают равные ему максимальные значени , а оценки интегрального закона распределени определ ютс суммарным числом выборок , хран щихс в .пам ти анализатора, Усреднение оценок плотности раснределени происходит в накопител х анализатора, имеющих ограниченный объем, поэтому период измерени Т - величина случайна , завис ща от закона распределени , дисперсии и коррел циониых характеристик процесса.The value of the estimates of the laws of distribution and their accuracy are determined by the value of the maximum volume of a single sample; at the same time, the estimates of the density of distribution receive equal maximum values, and the estimates of the integral distribution law are determined by the total number of samples stored in the analyzer. Averaging the estimates of the density of the distribution occurs in the analyzer accumulators with a limited volume, therefore the measurement period T is a value random, depending on the law of distribution, dispersion and correlation characteristics of the process.

При изменении временного масштаба . по оси абсцисс на координатном табло устройства можно получить максимальную величину отношени среднеквадратичного отклопенн (СКО) измер емого процесса к СКО погрешности измерений, обеспечив тем самым максимальное значение информационного критери оценки измерений законов распределений их отношений.When changing the time scale. the abscissa axis on the device coordinate panel can be used to obtain the maximum value of the ratio of the root mean square otklepenn (MSE) of the process being measured to the MSE of the measurement errors, thereby ensuring the maximum value of the information criterion for evaluating the measurement of the laws of the distributions of their relations.

Описываемый анализатор отличаетс от известных тем, что, с целью считывани информации без ее разрушени в процессе наколлени , он содержит блок построени интегрального закона раснределени , подключенный к блоку кодировани и формировани , второй вход которого соединен с выходом первого элемента «ИЛИ, подключенного входами к выходам второй группы канальных элементов выходы счетчиков соединены с распределителем считывани оценок, подключенным ко второму элементу ИЛИ, подключенному выходами КО второй группе канальных элементов выходы регистров подключены к третьему элементу «ИЛИ, выход которого соединен с регистрами и входом первой группы канальных элементов «И.The described analyzer differs from the known ones in order to read the information without destroying it during the generation process, it contains a block for constructing an integral distribution law connected to the coding and shaping unit, the second input of which is connected to the output of the first OR element connected to the outputs the second group of channel elements the outputs of the meters are connected to the evaluation readout distributor connected to the second element OR connected to the outputs of the CO to the second group of channel elements the outputs of registers are connected to the third element “OR, the output of which is connected to the registers and the input of the first group of channel elements“ I.

На чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства.The drawing shows a block diagram of the proposed device.

Анализатор содержит входной усилитель 1, распределитель временных интервалов 2, логические элементы «И 3, графопостроитель плотности распределени 4, логичеекие элементы «ИЛИ 5 и 6, распределитель считывани оцено|К 7, блок построени оценок интегрального закона 8, блок кодировани и формировани 9, Координатное табло 10, канальный регистр 11, первую и вторую группы канальных элементов «И 12 и 13, счетчик 14, интегрирующий делитель 15, элемент «ИЛИ обратной св зи 16.The analyzer contains an input amplifier 1, a time interval distributor 2, an AND 3 logic element, a distribution density plotter 4, an OR 5 and 6 logical element, an evaluation distributor estimate | K 7, an integral law estimator construction unit 8, a coding and generation unit 9, Coordinate display 10, channel register 11, first and second groups of channel elements And 12 and 13, counter 14, integrating divider 15, element OR feedback 16.

Случайный дроцесс, представленный в виде импульсов посто нной амплитуды и случайной длительности, подаетс на вход временного селектора (блоки 1-3), 1выходы которого A random process, represented as pulses of constant amplitude and random duration, is fed to the input of a temporary selector (blocks 1-3), the outputs of which

подключены ко входам графопостроител 4, содержащего р д канальных измерителей оценок плотности распределени (блоки 11 -14), охваченпых обратной св зью через элемент «ИЛИ 16 по цеп м сброса.connected to the inputs of the plotter 4, containing a series of channel meters for estimating the density of distribution (blocks 11-14), covered by feedback through the element "OR 16" through the reset circuits.

Сигналы, проход шие по цепи обратной св зи , определ ют моменты окончани выборок. Они следуют через заданные интервалы времени , за которые счетные регистры 11 накапливают выборки случайной величины.Signals passing through the feedback circuit determine the end times of the samples. They follow at predetermined time intervals over which the counting registers 11 accumulate samples of a random variable.

В момент поступлени в любой из регистров 11 ш-ной выборки е последней чейки этого регистра вырабатываетс импульс, сбрасываюпип через цепь обратной св зи накопленные в регнстрах 1 значени выборок и опрашивающий схемы сравнени выборок через элементы 12. Последние сравнивают выборочные 3Ha4eiiHH, накопленные в регистрах 11, со средней суммой выборочных значений, накопленных в реверсивных счетчиках 14, но признаку «больше - меньше.At the moment when the first cell of this register arrives in any of the 11 registers of the sampled register of this register, a pulse is generated, resetting the sample values accumulated in registers 1 and sampling sample comparison circuits through elements 12. The latter compare sample 3Ha4eiiHH accumulated in registers 11 , with an average sum of sample values accumulated in reversible counters 14, but the sign “more - less.

С целью сглаживани автокоррел ционной функции входного процесса н исключени редких его выбросов, вли ющих на точность измерений , в схеме графопостроител используетс интегрирующий делитель 15, коэффициент делени которого должен выбиратьс в зависимости от коррел ционных свойств анализируемого процееса.In order to smooth the autocorrelation function of the input process and eliminate its rare emissions affecting the measurement accuracy, the plotter circuit uses an integrating divider 15, the division factor of which should be chosen depending on the correlation properties of the analyzed process.

Результаты сравнени с элементов 12 поступают на вход интегрирующего делител 15. Его выход;1ые импульсы управл ют усреднением и накоплением значений оценок плотности в реверсивных счетчиках 14.The results of the comparison with the elements 12 are fed to the input of the integrating divider 15. Its output; the 1st pulses control the averaging and accumulation of the values of the density estimates in the reversible counters 14.

Выходы с каждого разр да счетчика 14 вывод тс на координатное табло 10 и на схе.мы опроса оценок плотности (элементы «И 13). Разр дам регистров 11 и счетчиков 14 даны возрастающие номера 1, 2, 3 ...т, которые и определ ют выборочные значени случайной величины. Продвижение единицы по разр да.м блоков 11 и 14 указывает па то, какой в данный момент разр д занолнен. Иа координатном табло отображаютс места точек, соответствующие распределению единиц в чейках счетчиков 14.The outputs from each digit of the counter 14 are output to the coordinate display 10 and to the polling scheme for density estimates (elements “And 13). The bits of registers 11 and counters 14 are given increasing numbers 1, 2, 3 ... t, which determine the sample values of a random variable. The advancement of the unit according to the size of blocks 11 and 14 indicates the type of discharge that is currently filled. The coordinates of the points corresponding to the distribution of units in the cells of the counters 14 are displayed on the coordinate display.

В момент поступлени с делител 15 в счетчик 14 в любом, из каналов управл ющего импульса , перезаписывающего единицу в последний разр д счетчика, имлульс е выхода этого разр да запускает распределитель 7. При этом происходит последовательный опрос схем «И 13. Отсюда значени оценок плотности через схему «ИЛРЬ 6 сбрасываютс в блок 9 кодировани и формировани кодограммы дл выдачи на внешние уетройства.At the moment of entering from divider 15 into counter 14, the distributor 7 starts up in one of the control pulse channels rewriting the unit for the last digit of the counter, the output of this bit is ignored. In this case, the density estimations through the scheme, ILR 6 is dropped into block 9 of encoding and forming a codogram for output to external devices.

Скорость считывани оценок определ етс тактовой частотой и может выбиратьс предельной дл элементной базы, на которой строитс анализатор.The rate of reading of estimates is determined by the clock frequency and can be chosen as the limit for the element base on which the analyzer is built.

При замыкании выхода распределител 7 на его вход оценки могут считыватьс непрерывно . Дл |Получени оценок интегрального закона распределени подключаетс блок 8, который выполн ет построение оценок в дискретные моменты времени с заданной частотой путем подсчета сумм леех предшествующих оценок плотности, а также подсчитывает число выборок дл получени абсолютных значений оценок измерений. Дл изменени временного масштаба по оси абсцисс можно изменить частоту следовани управл ющих имлульсов. Предмет изобретени Многоканальный статистический анализатор распределени длительностей импульсных сигналов, содержащий усилитель, подключенный к распределителю временных интервалов, соединенному через элементы «И с канальными регистрами, подключенными ко входам первой груплы канальных элементов «И, вторые входы которых соединены с разр дными выходами реверсивных счетчиков, подключенных поразр дно ко .входам второй группы ка5 10 15 20 нальных элементов «И и ко входу индикаторного табло, элементы «ИЛИ, распределитель считывани оценок и блок кодировани и формировани , отличающийс тем, что, с целью считывани информации без ее разрушени в процессе накоплени , он содержит блок построени интегрального закона распределени , подключенный к блоку кодировани и формировани , второй вход .которого соединен с выходом первого элемента «ИЛИ, подключен} ого входами к выходам второй группы канальных элементов выходы счетчиков соединены с распределителем считывани оценок, подключенным ко второму элемент}- «ИЛИ, соединенному со входами второй группы канальных элементов «И, выходы регистров подключены к третьему элементу «ИЛИ, выход которого соединен с регистрами и входом первой .группы канальных элементов «И.When the output of the distributor 7 is closed at its input, the estimates can be read continuously. To obtain estimates of the integral distribution law, block 8 is connected, which performs the construction of estimates at discrete points in time with a given frequency by counting the sums of previous density estimates, and also counts the number of samples to obtain the absolute values of the measurement estimates. To change the time scale along the abscissa axis, you can change the tracking frequency of control impulses. The subject of the invention is a multichannel statistical analyzer for the distribution of durations of pulsed signals, containing an amplifier connected to a time slot distributor connected via AND elements to channel registers connected to the inputs of the first group of channel elements AND, the second inputs of which are connected to the discharge outputs of reversible counters connected bit to the inputs of the second group of ka5 10 15 20 base elements "And and to the input of the indicator board, the elements" OR, the readout distributor about quotes and a coding and shaping unit, characterized in that, in order to read information without destroying it in the process of accumulation, it contains a block for constructing an integral distribution law connected to a coding and shaping unit, the second input which is connected to the output of the first OR element, connected by inputs to the outputs of the second group of channel elements; the outputs of the meters are connected to a rating reading distributor connected to the second element} - "OR connected to the inputs of the second group of channel elements "And, the register outputs are connected to the third element" OR, whose output is connected to the registers and the first input of channel elements .gruppy "I.