SU556391A1 - Устройство дл измерени среднего числа импульсов в случайной импульсной последовательности - Google Patents

Description

первому ВХОД) реверсивного счетчика и к второму входу вычитающего счетчика, первый вход счетчика импульсов соединеи с одним нз выходов первого блока управлени , второй его вход - с вторым входом реверсивного счетчика, второй вход первого блока управлени  подключен к второму входу дополнительного триггера, к первому входу четвертого элемента запрета и к второму входу первого элемента запрета, вторые входы второго блока управлени  соединены с вторыми выходами сдвигового регистра, четвертый вход которого соединен с вторым выходом второго блока управлени . На фиг. 1 представлена структурна  электрическа  схема предлагаемого устройства; па фиг. 2-временные диаграммы работы устройства . На фиг. 1 прин ты следующие обозначени  основных з-злов и блоков, содержащихс  в устройстве дл  измерени  среднего числа импульсов в случайной импульсной последовательности: вход 1 устройства, на который подаетс  анализируема  импульсна  последовательность , вход 2, на который подаютс  тактовые импульсы, триггер 3, счетный реверсивный счетчик 4, блок ключей 5, первый 6, второй 7, третий 8 и четвертый 9 элементы запрета, элементы И 10 и 11, элементы пересчета 12 и 13, дифференцирующа  цепочка 14, счетчик импульсов 15, первый 16 и второй 17 блоки управлеии , сдвиговый регистр 18, вычитающий счетчик 19, триггер 20 с раздельными входами. Принцип работы предлагаемого устройства по сн етс  с помощью диаграмм, представленных на фиг. 2. Сначала устройство подсчитывает количество импульсов в следующих друг за другом первых разр дах анализируемой последовательности. Этот результат будет оценкой среднего значени  случайно распределенных импульсов в первой выборке (фиг. 2,а). Затем, если к значени м этой оценки добавить количество импульсов. содержащихс  в / следующих после  -го разр дах последовательности и вычесть количество импульсов, зафиксированных в разр дах с первого по /-Й, то полученна  оценка будет соответствовать среднему значению случайно распределенных импульсов во второй «-разр дной выборке (фиг. 2,6). Диаграммы, представленные на фиг. 2,6, г, соответствуют оценкам среднего значени  в третьей и четвертой выборках соответственно. Таким образом, через каждые I тактов работы устройства (где ) получаетс  оценка среднего числа импульсов в анализируемой импульсной последовательности. Причем увеличение дискретности получени  оценки до некоторой допустимой величины / не уменьшает существенным образом оперативность работы зстройства. При выборе величины / необходимо учитывать сведени  об априорной веро тности по влени  импульсов в анализируемой последовательности и требовани  к необходимой оперативности получепн  оценок. Кроме того, / выбираетс  таким отиошеиие - было образом, чтобы , л ЧИСЛОМ и величина / не превосходила-7- Устройство работает следующим образом. При включении устройства триггеры 3 и 20, а так}ке триггеры счетчиков 4, 15, 19, элементов пересчета 12, 13 и регистра 18 устанавливаютс  в нулевые состо ни  (цепи установки в исходные состо ни  триггеров на схеме не показаны). При установке триггера 3 в нулевое состо ние на его нулевом выходе формируетс  потенциал нанр жени . Этот потенциал прикладываетс  на запрещающие входы элементов запрета 8 и 6, а также на вход элемента И 10 и на вход дифференцирующей цепочки 14. Дифференцирующа  цепочка 14 производит дифференцирование перепада напр жени , возникшего на нулевом выходе триггера 3 при включении устройства, и формирует тем самым импульс на своем выходе . Этот импульс подаетс  на (К-1)-й разр д регистра 18 и записывает в нем единицу . Всего в регистре 18 имеетс  njl /С-разр дных групп. Таким образо.м, при включении устройства в первом разр де второй /(-разр дной группы регистра 18 будет записана единица. Потенциал напр жени  с нулевого выхода триггера 20 подаетс  на запрещающий вход элемента запрета 9. Потенциалы с нулевых выходов триггеров счетчика 19 поступают на входы элемента И 11. При этом на выходе образуетс  сигиал, который подаетс  па запрещающий вход элемента запрета 7. Анализируема  импульсна  последовательность поступает по входу 1 на суммирующий вход реверсивного счетчика 4 и на вход счетчика 15, которые начинают подсчитывать импульсы в последовательности. При этом тактовые импульсы поступают по входу 2 на информационные входы элементов запрета 7 и 9, а также па вход элемента пересчета 12, элемент пересчета 12 подсчитывает тактовые импульсы. Так как на запрещающий вход элемента заирета 7 приложено напр жение с выхода элемента ПИ, а па запрещающий вход элемента занрета 9-напр жение с пулевого выхода триггера 20, то тактовые импульсы иа выходы этих элементов запрета не проход т. Поскольку вычитающий в.ход реверсивного счетчика 4 закрыт дл  поступлени  тактовых импульсов, то он работает в .ме суммировани  и подсчитывает импульсы, содержащиес  в анализируемой последовательности. После того как на вход элемента пересчета 12 поступит / тактовых импульсов (в дальнейшем интервалы анализируемой импульсной последовательности величиной в / тактов называютс  подвыборками), он перейдет в нулевое состо ние и сформирует иа своем выходе сигнал (в этот момент в счетчике 15 будет записано число mi(),

соответствующее количеству импульсов в первой полвыборке; такое же число будет записано и в реверсивном счетчике 4, так как он работал в режиме суммировани  импульсов ).

Сигнал с выхода элемента пересчета 12 поступит на информанионные входы элементов запрета 8 и 6, на блок управлени  16 и на единичный вход триггера 20, перевод  его в единичное состо ние и снима  тем самым напр жение с запрещающего входа элемента запрета 9. Поскольку к запрещающим входам элементов запрета 8 и 6 приложено напр жение с нулевого выхода триггера 3, то сигнал с выхода элемента пересчета 12 на выходы этих элементов запрета не проходит. При поступлении этого сигнала на блок управлени  16 последний осуществит перезапись информации счетчика 15, представленной в виде /(-разр дного двоичного кода, в первые К. разр дов регистра 18 (в первую /(-разр дную группу), а также сформирует сигнал дл  установки в нуль счетчика 15. Таким образом, после поступлени  на вход устройства первой /-подвыборки, элемент пересчета 12 и счетчик 15 окажутс  в нулевом состо нии, а информаци  о количестве импульсов в первой /-подвыборке (mi) будет записана в реверсивном счетчике 4 и в первой /(-разр дной группе регистра 18. В первом же разр де второй А-разр дной группы регистра будет записана единица. Кроме того , элемент запрета 9 будет открыт дл  поступлени  на его информационный вход тактовых импульсов.

С постунлением импульсов второй /-подвыборки на вход счетчика 15 и суммирующий вход реверсивного счетчика 4 тактовые импульсы поступают иа вход элемеита пересчета 12, на информационный вход закрытого элемента запрета 7 (на запрещающий вход элемента запрета 7 подаетс  напр жение с выхода элемента И 11) и на информационный вход элемента запрета 9. Так как при окончании первой /-подвыборки сигнал с выхода элемента нересчета 12 неребросил триггер 20 в единичное состо ние и сн л тем самым напр жение с его нулевого выхода, подаваемое на запрещаюи1,ий вход элемента запрета 9, то тактовые импульсы через открытый элемент запрета 9 поступают на сдвиговый вход регистра 18 и на вход элемента пересчета 13. Тактовые импульсы, прои едшие на выход элемента запрета 9, осун ествл ют сдвиг информап .ии, записанной в регистре 18, и одновременно подсчитываютс  элементом пересчета 13. После поступлени  /( тактовых импульсов на вход элемента пересчета 13 на его выходе образуетс  импульс, который поступает на нулевой вход триггера 20. При этом триггер 20 переходит в нулевое состо ние . Сигнал с нулевого выхода триггера 20 подаетс  на запрещаюихий вход элемента запрета 9, прекраща  тем самым дальнейшее поступление тактовых имиульсов на сдвиговый вход регистра 18 и на вход элемента пересчета 13. Тогда информаци  о количестве имиульсов в первой подвыборке (mi), представленна  двоичиым /(-разр дным кодом и записанна  в первой /(-разр дной группе регистра 18, окажетс  сдвинутой на К разр дов и записанной во второй от начала /(-разр дной группе. При этом единица, записанна  при включении устройства в первый разр д второй /С-разр дной группы регистра 18, переместитс  в первый разр д третьей от начала /(-разр дной группы. Поскольку /(;/, то процесс сдвига информации в регистре 18 заверщитс  до окончани  поступлени  имиульсов второй подвыборки на суммирующий вход реверсивного счетчика 4, на вход счетчика 15. Таким образом, через иервые (1 + К.) тактов , т. е. в момент поступлени  второй подвыборки , устройство закончит первый цикл работы . Аналогично через К. тактов после окончани  второй подвыборки (через 2/+/( тактов с момента начала работы), когда на вход счетного устройства поступают импульсы третьей подвыборки, счетное устройство заверщит второй цикл работы. При этом ииформаци  о количестве импульсов в первой и второй подвыборках (mi и т-2 окажетс  записанной в третьей и второй /(-разр дных группах регистра 18, соответственно единица, записанна  при включении устройства в (/(+1)-й разр д регистра 18 окажетс  сдвинутой к этому времени в первый разр д четвертой от начала / -разр дной группы. Первые же К разр дов регистра 18 будут свободны и готовы дл  записи в них информации о количестве имиульсов третьей подвыборки . Все это врем  реверсивный счетчик 4 работает в режиме суммировани .

Подобным образом будет работать устройство , пока не ироизойдет заполнение регистра 18. Через К. тактов после окончани  предпоследней нодвыборки или после окончани  (nil-1)-го цикла работы, когда на вход 1 устройства уже поступают импульсы последней нодвыборки первой «-разр дной выборки, информаци  о количестве импульсов в первой нодвыборке будет продвинута в послед1 юю / -разр дную группу, а единица, записанна  при включении устройства в (/(+1)-й разр д регистра 18, будет вытолкнута из него . РЬшульс с выхода регистра 18 поступит на один из входов элемеита И 10. Поскольку иа другом его входе имеетс  наир жение с нулевого выхода триггера 3, то этот импульс пройдет на его выход и, поступа  на вход триггера 3, переведет последний в единичное состо ние. При этом напр жение с нулевого выхода триггера 3, подаваемое на запрещаюплие входы элементов запрета 8 и 6, снимаетс . Тогда после окончани  последней подвыборки первой /г-разр дной выборки сигнал с выхода элемента пересчета 12 проходит на вход блока ключей 5 через открытый элемент запрета 8. Блок ключей 5 осуществл ет при этом съем информации реверсивного счетчика 4 на выход устройства. Поскольку все это врем  реверсивный счетчик работал в релшме суммировани , то с него будет сн то следующее число:

mi+m2+ ... +mi ... + ... +т„д,

соответствующее количеству имнульсов в первой л-разр дной выборке.

Кроме того, этот же сигнал с выхода элемента пересчета 12 поступает на вход блока управлени  16 и через открывшийс  в предыдущем цикле элемент запрета 6 па вход блока управлени  17. При этом блок управлени  16 осуществл ет перезапись содержимого счетчика 15 в первую /(-разр дную группу регистра 18 и формирует сигнал дл  установки в нуль триггеров счетчика 15. В это же врем  блок управлени  17 осуществит перезапись информации о количестве импульсов в первой л-разр дной подвыборке из последней / Г-разр дной группы регнстра 18 в вычитающий счетчик 19 и, кроме того, сформирует сигнал на установку в нуль триггеров последней /С-разр дной группы. Кроме того, сигнал с выхода элемента пересчета 12 поступит на единичный вход триггера 20 дл  осуществлени  сдвига информации в регистр 18 в соответствии с изложеиным ранее принципом .

Если информаци  о количестве импульсов в первой нодвыборке f/ni), записанна  в вычитающий счетчик 19 в момент окончани  первой л-разр дной выборки, отлична от О, то напр жение с выхода элемента И П. снимаетс . При этом элемент занпета 7 открываетс , и тогда при поступлении на суммирующий вход реверсивного счетчика 4 первой подвыборки уже второй п-разр дной выборки на его вычитающий вход поступают тактовые импульсы, которые, кроме того, поступают и на вход вычитающего счетчика 19, уменьща  показани  последнего. После поступлени  через элемент запрета 7 ровно /П тактовых импульсов вычитающий счетчнк 19, в котором было записано число mi, установитс  в нулевое состо ние. При этом на всех нулевых выходах /С триггеров счетчика 19 по вл етс  напр жение, и, следовательно, на выходе элемента И И формируетс  сигнал, который подаетс  на запрещающий вход элемента, запрета 7 и запрещает тем самым дальнейшее прохождение тактовых импз льсов на его выход . Поскольку , то поступление тактовых импульсов на выход элемента запрета 7 прекратитс  еще до окончани  первой подвыборки второй л-разр дной выборки.

По окончании первой /-разр дной подвыборки второй выборки элемент пересчета 12 формирует сигнал. Этот сигнал поступает на вход блока управлени  16 дл  осуществлени  перезаписи информации счетчика 15 о количестве импульсов в первой /-разр дной подвыборке второй выборки в первую /(-разр дную группу, через открытый элемент запрета 6 на блок упр ч.ггони  17 дл  осуществлени  перезаписи информации о количестве импульсов во второй подвыборке первой выборки, содержащейс  в последней /(-разр дной группе, в вычитающий счетчик 19, на единичный вход триггера 20 дл  осуществлени  сдвига информации в регистре 18 на К. разр дов в соответствии с изложенным ранее принципом и через открытый элемент запрета 8 на блок ключей 5 дл  осуществлени  съема информации с ревереивного счетчика 4 на выход устройства . Дальнейша  работа устройства происходит аналогично. Таким образом, через каждые / тактов имеютс  сведени  о среднем значении числа импульсов анализируемой импзльсной последовательности.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  измерени  среднего числа импульсов в случайной импульсной последовательности , содержащее дифференцируюгцую цепочку, носледовательно соединенные реверсивный счетчик, блок ключей, а также сдвиговый регистр, последовательно соединенные элементы И и триггер, причем выход триггера св зан с входом дифференцирзаощей цепочки, вторым входо л элемента И, первый вход которого св зан с первым выходом сдвигового регистра, а выход дифференцирующей цепочки св зан с первым входом сдвигового регистра, отличающеес  тем, что, с целью расширени  диапазона измерений, оно последовательпо соединенными счетчиком импульсов, первым блоком управленп , первыми выходами подключенного к вторым входам регистра, последовательно соединенными первым элементом запрета, вторым блоком управлени , вычитающим счетчиком, дополнительным элементом И, вторым элементом запрета, последовательно соединенными первым элементом пересчета, дополнительным триггером и третьим элементом запрета и последовательно соединенными вторым элементом пересчета и четвертым элементом запрета, второй вход которого св зан с выходом триггера и первым входом первого элемента запрета, а выход четвертого элемента запрета подключен к одному из входов блока ключей, второй вход второго элемента занрета св зан с входами второго элемента пересчета н вторым входом третьего элемента занрета, выход последнего соединен с входами первого элемента пересчета н третьими входами сдвигового регистра, выход второго элемента запрета подключен к первому входу реверсивного счетчика и к второму входу вычитающего счетчика, первый вход счетчика импульсов соединен с одним из выходов первого блока управлени , второй его вход - с вторым входом реверсивного счетчика, второй вход первого блока управлени  подключен к второму входу дополнительного триггера, к первому входу четвертого элемента запрета и к второму входу первого элемента запрета, вторые входы второго блока управлени  соединены с вторыми выходами сдвигового регистра, четвертый вход которого соединен с вторым выходом второго блока управлени .

   -IL

   JU

   JIIL

   - t