SU525102A1

SU525102A1 - Statistical analyzer

Info

Publication number: SU525102A1
Application number: SU2058879A
Authority: SU
Inventors: Элеонора Владимировна Кавжарадзе; Семен Иванович Сухишвили
Original assignee: Тбилисский Филиал Всесоюзного Научно-Исследовательского Института Метрологии Имени Д.И.Менделеева
Priority date: 1974-09-03
Filing date: 1974-09-03
Publication date: 1976-08-15

Description

1one

Изобретение относитс к области вычислительной техники и может быть использовано дл обработки случайных процессов.The invention relates to the field of computing and can be used for processing random processes.

Известен статистический анализатор, содержащий источник эталонного напр жени , делитель напр жени , вход которого подключен к выходу источника эталонного напр жени , блоки сравнени , первые входы которых подключены к первому входу статистического анализатора, а вторые входы - к выходам делител напр жени соответственно, триггеры Шмидта, входы которых соединены с выходами блоков сравнени соответственно, первый триггер, единичный вход которого подключен ко второму входу статистического анализатора , генератор импульсов, первый элемент И, первый вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а второй вход - с выходом первого триггера, блок элементов И, первые входы которых соединены с выходом первого элемента И, вторые входы - с единичными выходами триггеров Шмидта, а третьи входы - с нулевыми выходами триггеров Шмидта соответственно, счетчик объема выборки , вход которого подключен к выходу первого элемента И, а выход - к нулевому входу первого триггера, блок элементов ИЛИ, первые входы которых соединены с выходами блока элементов И соответственно, накопительные счетчики, входы которых подключеныA statistical analyzer is known that contains a source of reference voltage, a voltage divider whose input is connected to the output of a reference voltage source, comparison blocks whose first inputs are connected to the first input of a statistical analyzer, and the second inputs to the outputs of a voltage divider, respectively, Schmidt triggers , the inputs of which are connected to the outputs of the comparison units, respectively, the first trigger, the single input of which is connected to the second input of the statistical analyzer, the pulse generator, the first And, the first input of which is connected to the output of the pulse generator, and the second input - with the output of the first trigger, the block of elements And, the first inputs of which are connected to the output of the first element And, the second inputs - with the single outputs of Schmidt triggers, and the third inputs - with zero the outputs of the Schmidt triggers, respectively, the sample volume counter, the input of which is connected to the output of the first element AND, and the output to the zero input of the first trigger, the block of elements OR, the first inputs of which are connected to the outputs of the block of elements AND, respectively, accumulate soldering meters whose inputs are connected

к выходам блока элементов ИЛИ соответственно .to the outputs of the block of elements OR, respectively.

С целью расширени области применени предлагаемый статистический анализатор дополнительно содержит второй триггер, единичный вход которого подключен к третьему входу статистического анализатора, второй элемент И, первый вход которого соединен с выходом генератора импульсов, второй вход - сIn order to expand the scope of application, the proposed statistical analyzer additionally contains a second trigger, the single input of which is connected to the third input of the statistical analyzer, the second element I, the first input of which is connected to the output of the pulse generator, the second input -

выходом второго триггера, а выход - со вторыми входами блока элементов ИЛИ, счетчик , вход которого подключен к выходу второго элемента И, триггеры, счетные входы которых соединены с выходами накопительныхthe output of the second trigger, and the output with the second inputs of the block of elements OR, the counter, the input of which is connected to the output of the second element And, triggers, the counting inputs of which are connected to the outputs of the accumulative

счетчиков соответственно, нулевые входы - с единичным входом второго триггера, а выходы - с выходами статистического анализатора , и элемент ИЛИ, входы которого соединены с выходами триггеров, а выход - с нулевым входом второго триггера.counters, respectively, zero inputs - with a single input of the second trigger, and outputs - with the outputs of the statistical analyzer, and the OR element, whose inputs are connected to the outputs of the triggers, and the output - with zero input of the second trigger.

На чертеже показана блок-схема предлагаемого анализатора.The drawing shows the block diagram of the proposed analyzer.

Она содержит источник 1 эталонного напр жени Ug, делитель 2 напр жени , блокиIt contains a source of 1 reference voltage Ug, a divider 2 voltages, blocks

3 сравнени , триггеры Шмидта 4, блок элементов И 5, первый элемент И 6, счетчик 7 объема выборки, блок 8 элементов ИЛИ, второй элемент И, счетчик 10, накопительные счетчики 11, триггеры 12, элемент ИЛИ 133 comparisons, Schmidt triggers 4, block of elements AND 5, first element AND 6, counter 7 of the sample size, block 8 of elements OR, second element AND, counter 10, accumulative counters 11, triggers 12, element OR 13

триггеры 14 и 15, генератор 16 импульсов. Устройство состоит из источника 1 эталонного напр жени , соединенного с делителем 2 напр жени , выходы которого подключены к первым входам блоков 3 сравнени , вторые входы последних соединены со входной клеммой случайного процесса x(t), выходы блоков 3 сравнени подключены к п-пым триггерам Шмпдта 4 соответственно, единичные выходы которых, кроме последнего триггера 4п, подключены к первым входам элементов И 5, а инверсные, кроме первого 4i, к третьим входам тех же элементов. Вторые входы элементов 5 соединены с выходом первого элемента И 6 и со входом счетчика 7 импульсов. Выходы всех п-1 элементов И 5 подключены к первым входам п-1 блока 8 элементов ИЛИ, вторые входы которых соединены с выходом второго элемента И 9 и со входом счетчика 10. Выходы блока 8 подключены ко входам п-1 накопительных счетчиков И, выходы последних подсоединены со счетными входами соответствующих п-1 триггеров 12, единичные плечи которых объединены элементов ИЛИ 13, выход последнего подключен к установке нул триггера 14, установка «1 которого подключена к установкам «О триггеров 12. Выход счетчика импульсов подключен к установке «О триггера 15, единичные выходы триггеров 14 и 15 подключены к первым элементам И б и 9 соответственно, вторые входы которых подключены к выходу генератора 16 импульсов. Известно, что существует св зь между плотностью распределени стационарного эргодичсского случайного процесса и относительным временем пребывани реализации этого процесса внутри интервала Ах (между Ui и Ui+i), котора выражаетс следующим образом Формула (1) позвол ет определить оценку распределени веро тностей в любом интервале между опорными уровн ми Usi.Usj, ...иэп Если по формуле (1) разр дность счетчика, импульсов, определ ющего врем анализа случайного процесса и щирину промежутка уровней Ax Ui-Ui+i const, брать таким, что , то формула (1) примет вид W.. y-l На этой формуле и основан принцип построени предлагаемого устройства. Дл определени моды, т. е. медианы и математического ожидани дл нормального случайного процесса, анализируетс значение плотности веро тностей отдельных интервалов и определ етс мода в интервале максимальной плотности веро тностей. Устройство работает следующим образом. В начальном состо нии все триггеры устройства наход тс в состо нии «О, после того как подаетс случайный процесс на блоки сравнени , куда же через делитель напр жени подаютс соответствующие уровни от источника эталонного напр жени , подаетс импульс на клемму «Пуска W(A.) , что вызывает переброску триггера 15 в положение «1, и подаетс разрещение на элемент И 6, через который начнут проходить импульсы с выхода генератора импульсов 16 на вход счетчика 7 и на вторые входы элементов И 5, один из которых в зависимости от состо ни соответствующих триггеров Шмидта 4 будет пропускать импульсы через элемент ИЛИ 8 на один из накопительных счетчиков 11. Импульсы будут проходить через тот элемент И 5, который управл етс двум соседними триггерами Шмидта 4, наход щимис в разных состо ни х, т. е. дл i - того канала (t) ;U3i+i. Этим будет обусловлено нахождение исследуемого случайного процесса в промежутке Ахь Количество импульсов, прощедщее на соответствующий накапливающий счетчик, пропорционально времени нахождени случайного процесса в соответствующем промежутке. В ходе изменени значени случайного процесса открываютс и закрываютс разные элементы И 5 и импульсы проход т на разные накопительные счетчики 11. Это продолжаетс до тех пор, пока счетчик 7 не перополнитс и импульс с выхода счетчика 7 не перебросит триггер 15 в положение «О, что обеспечит закрытие элемента И 6, и импульсы больще не будут проходить на входы счетчиков 11. Содержимое счетчиков И к этому времени будет соответствовать значению плотности веро тностей в соответствующих интервалах . Ширина интервала, т. е. количество каналов , выбираетс соответственно требуемой точности определени плотности веро тностей случайного процесса. Дл определени моды после переполнени счетчика 7 подаетс импульс на установку «1 триггера 14. Триггер переброситс в положение «1, подаст разрещение на элемент И 9, импульсы с выхода генератора 16 будут проодить на счетчик 10 и накапливатьс в счетике 11 до тех пор, пока один из счетчиков 11 не переполнитс , а переполн етс тот, который содержит больще всех накопленных импульсов , что соответствует моде случайного процесса. Счетчик 10 при этом работает в реиме вычитани . После переполнени счетчика 11 триггер 12 ереброситс в положение «1, и сигнал с едиичного плеча через элемент ИЛИ 13 вернет риггер 14 в положение «О, и этим процесс пределени моды заканчиваетс . Триггер 12, аход щийс в положении «1, определ ет оду процесса.triggers 14 and 15, the generator 16 pulses. The device consists of a source 1 of the reference voltage connected to the voltage divider 2, the outputs of which are connected to the first inputs of the comparison units 3, the second inputs of the latter are connected to the input terminal of the random process x (t), the outputs of the comparison units 3 are connected to the n-th triggers Shmpdt 4, respectively, the unit outputs of which, except for the last trigger 4p, are connected to the first inputs of the elements And 5, and inverse, except for the first 4i, to the third inputs of the same elements. The second inputs of the elements 5 are connected to the output of the first element I 6 and to the input of the counter 7 pulses. The outputs of all p-1 elements And 5 are connected to the first inputs n-1 of block 8 elements OR, the second inputs of which are connected to the output of the second element And 9 and to the input of counter 10. The outputs of block 8 are connected to inputs n-1 of storage counters And, outputs the latter are connected with the counting inputs of the corresponding p-1 flip-flops 12, single arms of which are combined elements OR 13, the output of the latter is connected to the zero setting of the flip-flop 14, the setting “1 of which is connected to the settings“ On the flip-flops 12. Output of the pulse counter is connected to the setting “About the flip-flop 15, the unit outputs of flip-flops 14 and 15 are connected to the first element and b and 9, respectively, second inputs of which are connected to the output of the pulse generator 16. It is known that there is a relationship between the distribution density of the stationary ergodic stochastic process and the relative residence time of this process within the interval Ax (between Ui and Ui + i), which is expressed as follows: Formula (1) allows you to determine the estimated probability distribution in any interval between the reference levels Usi.Usj, ... ep If, according to formula (1), the width of the counter, the pulses, which determines the time of analysis of the random process, and the width of the interval of levels Ax Ui-Ui + i const, take such that, then the formula ( 1) pr meth view W .. y-l In this equation and is based the principle of constructing the inventive device. To determine the mode, i.e., the median and the expectation for a normal random process, the probability density of the individual intervals is analyzed and the mode is determined in the interval of the maximum probability density. The device works as follows. In the initial state, all the device triggers are in the "O" state, after the random process is applied to the comparison units, where the corresponding levels from the reference voltage source are supplied through the voltage divider, a pulse is sent to the Start W terminal (A. ), which causes the transfer of the trigger 15 to the position "1", and the resolution is applied to the element 6, through which the pulses from the output of the pulse generator 16 are passed to the input of the counter 7 and to the second inputs of the elements 5, one of which, depending on the state appropriate their Schmidt triggers 4 will pass pulses through the element OR 8 to one of the cumulative counters 11. The pulses will pass through that element 5, which is controlled by two adjacent Schmidt triggers 4, in different states, i.e. - that channel (t); U3i + i. This will determine whether the random process under study is in the gap Ah. The number of pulses that feed into the corresponding accumulating counter is proportional to the time the random process is in the corresponding interval. During the change in the random process value, different elements of AND 5 are opened and closed and pulses are passed to different accumulative counters 11. This continues until counter 7 is replenished and the pulse from the output of counter 7 does not transfer trigger 15 to will provide closure of the element And 6, and the pulses will no longer pass to the inputs of counters 11. The contents of the counters And by this time will correspond to the value of the probability density in the corresponding intervals. The width of the interval, i.e. the number of channels, is selected according to the required accuracy of determining the probability density of a random process. To determine the mode after overflow of the counter 7, a pulse is applied to the setting of "1 flip-flop 14. The flip-flop will switch to the position" 1, give a resolution to the And 9 element, the pulses from the generator 16 will pass to the counter 10 and accumulate in the counting 11 until One of the counters 11 does not overflow, but the one that contains the most accumulated pulses, which corresponds to the mode of the random process, overflows. The counter 10 is operating in subtraction mode. After the overflow of the counter 11, the trigger 12 reverses to the "1" position, and the signal from the single arm through the OR element 13 returns the rigger 14 to the "O" position, and this finishes the mode finishes. Trigger 12, which is set to position “1,” determines the process ode.

Устройство дает возможность исследовать и полимодальные законы распределени , что обеспечиваетс подачей импульса на шину пуск М после каждого переполнени счетчика 11. Импульс, поданный на шипу пуск М, устанавливает триггеры 12 в положение «О, перебрасывает триггер 14 в положение «1 и тем самым продолжает заполнение счетчиков 11 до тех пор, пока не переполнит следуюший по величине содержимого счетчик импульсов. При этом содержимое счетчика 10 будет соответствовать значению плотности веро тности соответствуюшей моде (так как разр дности счетчиков 10 и 11 берутс одинаковымп).The device makes it possible to investigate the polymodal distribution laws, which is ensured by applying a pulse to the bus start M after each overflow of the counter 11. The pulse fed to the start spike M sets the triggers 12 to the “O” position, flips the trigger 14 to the “1” position and thus continues filling the counters 11 until the next largest pulse counter overflows. In this case, the contents of counter 10 will correspond to the probability density value of the corresponding mode (since the bits of counters 10 and 11 are taken to be the same).

Таким образом, устройство дает возможность определить плотность веро тностей н моду (как дл унимодального, так и дл полимодального ) стационарного эргодического случайного процесса, а также осуществить вывод значени плотности веро тностей разных интервалов как параллельно, сразу после заканчивани режима определени W(x), со счетчиков 11, так последовательно с выхода счетчика 10 в пор дке, по величине, начина с максимального значени .Thus, the device makes it possible to determine the probability density n mode (for both unimodal and multimodal) stationary ergodic random processes, as well as to derive the probability density values of different intervals as parallel, immediately after the end of the definition mode W (x) from counters 11, so sequentially from the output of counter 10 in order, in magnitude, starting from the maximum value.

Claims

Invention Formula

The statistical analyzer containing the source of the reference voltage, the voltage divider whose input is connected to the output of the reference voltage source, comparison blocks, the first inputs of which are connected to the first input of the statistical analyzer, and the second inputs to the outputs of the voltage divider, respectively, Schmidt triggers, whose inputs are connected to

the outputs of the comparison blocks, respectively, the first trigger, a single input of which is connected to the second input of a statistical analyzer, a pulse generator, the first element And, the first input of which is connected to the output of the pulse generator, and the second input - with the output of the first trigger, block of elements And, the first inputs of connected to the output of the first element And, the second

inputs - with single outputs of Schmidt triggers, and the third inputs - with zero outputs of Schmidt triggers, respectively, the sample volume counter, whose input is connected to the output of the first element And, and the output - to the zero input of the first trigger, block of elements OR, the first inputs of which are connected to the outputs of the block elements And, respectively, cumulative counters, the inputs of which are connected to the outputs of the block

OR elements, respectively, characterized in that, in order to expand the scope of application of the statistical analyzer, it additionally contains a second trigger, the single input of which is connected to

the third input of the statistical analyzer, the second element And, the first input of which is connected to the output of the pulse generator, the second input - with the output of the second trigger, and the output - with the second inputs of the block of elements OR, the counter, the input of which is connected to the output of the second element And, triggers, counting the inputs of which are connected to the outputs of the cumulative counters, respectively, zero inputs - with a single input of the second

trigger, and the outputs - with the outputs of the statistical analyzer, and the OR element, the inputs of which are connected to the outputs of the flip-flops, and the output - with zero input of the second flip-flop.

x o

fiyO l-o-

Have

ifT