SU661388A2 - Устройство дл измерени среднего числа импульсов в случайной импульсной последовательности - Google Patents

Description

запрета 8, триггер 9 с счетным входом, блок совпадени  10, дифференцирующую цепочку 11, третий блок запрета 12, счетчик 13, количество разр дов которого определ етс  из следующего соотношени  /C logzl, где 1 - длина подвыборки, узел управлени  14, сигнал 15 на управл ющем входе узла управлени  14, сдвиговый регистр 16 разр дности k, где п - длина анализируемого временного промежутка, узел управлени  17, сигнал 18 на управл ющем входе узла 17, вычитающий счетчик 19 разр дности К., блок совпадени  20, четвертый блок запрета 21, пересчетный блок 22, триггер 23 с раздельными входами, дополнительный триггер 24, дополнительный блок запрета 25, дополнительный пересчетный блок 26, дополнительный реверсивный счетчик 27, дополнительный блок 28 ключей, дополнительный решающий блок 29.

Устройство работает следующим образом .

При включении устройства триггеры 9, 23 и 24, а также триггеры счетчиков 4, 6, 13, 19, 22, 26, 27 и регистра 16 устанавливаютс  в нулевые состо ни . При установке триггера 9 в нулевое состо ние на его нулевом выходе формируетс  потенциал напр жени . Этот потенциал прикладываетс  на запрещающие входы блоков запрета 8 и 12, а также на вход блока совпадени  10 и на вход дифференцирующей цепочки 11.

Дифференцирующа  цепочка 11 производит дифференцирование перепада напр жени , возникщего на нулевом выходе триггера 9 при включении устройства и формирует , тем самым, импульс на своем выходе .

Этот импульс подаетс  на (К + 1)-ый разр д регистра 16 и записывает в нем единицу . Всего в регистре 16 имеетс  /(-разр дных групп. Таким образом, при включении

устройства в первом разр де второй /(-разр дной группы регистра 16 записана единица . Потенциал напр жени  с нулевого выхода триггера 23 подаетс  на запрещающий вход блока запрета 21. Потенциалы с нулевых выходов триггеров счетчика 19 поступают на входы блока совпадени  20, при этом на его выходе образуетс  сигнал, который подаетс  на запрещающий вход блока запрета 3. Потенциал напр жени  с нулевого выхода триггера 24 прикладываетс  на запрещающий вход блока запрета 25.

Анализируема  импульсна  последовательность поступает по входу 1 на суммирующий вход реверсивного счетчика 4 и на вход счетчика 13, которые начинают подсчитывать импульсы в последовательности.

Импульсы с входа 1 через блок 25 не проход т, так как на его запрещающем входе имеетс  сигнал запрета с нулевого выхода триггера 24. При этом тактовые импульсы поступают по входу 2 на информационные входы блоков запрета 3 и 21, а также на вход пересчетного блока 6. Пересчетный блок подсчитывает тактовые импульсы.

Так как на запрещающий вход блока запрета 3 приложено напр жение с выхода блока совпадени  20, а на запрещающий вход блока запрета 21 - напр жение с нулевого выхода триггера 23, то тактовые импульсы на выходы этих блоков запрета не проход т, а поскольку вычитающий вход реверсивного счетчика 4 закрыт дл  поступлени  тактовых импульсов  то он работает в режиме суммировани  и подсчитывает импульсы , содержащиес  в анализируемой последовательности .

После того, как на вход пересчетного блока 6 поступит В тактовых импульсов (в дальнейщем интервалы анализируемой импульсной последовательности величиной в 1 тактов называют подвыборками) он перейдет в нулевое состо ние и сформирует на

0 своем выходе сигнал 7. В этот момент в счетчике 13 записано число mi(), соответствующее количеству импульсов в первой выборке. Такое же число записано и в реверсивном счетчике 4, так как он работал в режиме суммировани  импульсов.

Сигнал 7 с выхода пересчетного блока 6 поступит на информационные входы блоков запрета 8 и 12, на узел управлени  14 и на единичный вход триггера 23, перевод  его в единичное состо ние и снима , тем самым , напр жение с запрещающего входа блока запрета 21. Поскольку к запрещающим входам блоков запрета 8 и 12 приложено напр жение с нулевого выхода триггера 9, то сигнал 7 на выходы этих блоков запрета не проходит. При поступлении сигнала 7 на узел управлени  14, последний осуществит перезапись информации счетчика 13, представленной в виде /(-разр дного двоичного кода, в первые К разр дов регистра 16 (в первую /(-разр дную группу), а также

0 сформирует сигнал 15 дл  установки в ноль счетчика 13.

Таким образом, после поступлени  на вход устройства первой 1-подвыборки пересчетный блок 6 и счетчик 13 окажутс  в нулевом состо нии, а информаци  о количестве импульсов в первой 1-подвыборке (mi) записана в реверсивном счетчике 4 и в первой /(-разр дной группе регистра 16. В первом же разр де второй /(-разр дной группы регистра записана единица. Кроме того,

0блок запрета 21 открыт дл  поступлени  на его и}1формационный вход тактовых импульсов .

Теперь с поступлением импульсов 2-ой -подвыборки на вход счетчика 13 и сумми1рующий вход реверсивного счетчика 4, тактовые импульсы поступают  а вход пересчетного блока 6, на информационный вход закрытого блока запрета 3 (на запрещающий ВХОД блока запрета 3 подаетс  напр жение с выхода схемы совпадени  20) и на информационный вход блока запрета 21. Так как при окончании первой 1-подвыборки сигнал 7 с выхода пересчетного блока 6 перебросил триггер 23 в единичное состо ние и сн л тем самым напр жение с его нулевого выхода, подаваемое на запрещающий вход блока запрета 21, то тактовые импульсы через открытый блок запрета 21 поступают на сдвиговый вход регистра 16 и на вход пересчетного блока 22. Тактовые импульсы, прощедшие на выход блока запрета 21, осуществл ют сдвиг информации, записанной в регистре, и одновременно подсчитываютс  пересчетным блоком 22. После поступлени  К тактовых импульсов на вход пересчетного блока 22, на его выходе образуетс  импульс, который поступает на нулевой вход триггера 23. При этом триггер 23 переходит в нулевое состо ние . Сигнал с нулевого выхода триггера 23 подаетс  на запрещающий вход блока запрета 21, прекраща , тем самым, дальнейщее поступление тактовых импульсов на сдвиговый вход регистра 16 и на вход пересчетного блока 22. Тогда информаци  о количестве импульсов в 1-ой подвыборке (mj), представленна  двоичным Л -разр дным кодом и записанна  в первой Я-разр дной группе регистра 16, окажетс  сдвинутой на К. разр дов и записанной во второй от начала Д-разр дной группе. При этом единица, записанна  при включении устройства в первый разр д 2-ой /С-разр дной группы регистра 16, переместитс  в первый разр д 3-ей от начала /(-разр дной группы. Поскольку , то процесс сдвига информации в регистре 16 заверщитс  до окончани  поступлени  импульсов 2-ой подвыборки на суммирующий вход реверсивного счетчика 4 и на вход счетчика 13. Таким образом, через первые (1+К.) тактов , т.е. в момент поступлени  2-ой подвыборки , устройство закончит первый цикл работы . Аналогично, через К тактов после окончани  2-ой подвыборки (через К тактов с момента начала работы), когда на вход счетного устройства уже поступают импульсы 3-ей подвыборки, счетное устройство заверщит 2-ой цикл работы. При этом информаци  о количестве импульсов в 1-2-ой подвыборках (щ и п) окажетс  записанной в 3-ей и 2-ой /С-разр дных группах регистра 16 соответственно, а единица, записанна  при включении устройства в (/( -f 1)-й разр д регистра, окажетс  сдвинутый к этому времени в первый разр д 4-ой от начала /С-разр дной группы. Первые К разр дов регистра 16 свободны и Готовы дл  записи в них информации о количестве импульсов 3-ей подвыборки. Все это врем  реверсивный счетчик 4 работает в режиме суммировани . Подобным образом работает устройство, пока не произойдет заполнение регистра 16. Через К тактов после окончани  предпоследней подвыборки или после окончани  (п/1-1)- го цикла работы, когда на вход 1 устройства уже поступают импульсы последней подвыборки 1-ой п-разр дной выборки, информаци  о количестве импульсов в первой подвыборке подвинута в последнюю А-разр дную группу, а единица, записанна  при включении устройства в (/С+1)-й разр д регистра 16, вытолкнута из него. Импульс с выхода регистра 16 поступит на один из входов блока совпадени  10. Поскольку на другом его входе имеетс  напр жение с нулевого выхода триггера 9, то этот импульс пройдет на ее выход и, поступа  на вход триггера 9, переведет последний в единичное состо ние. При этом напр жение с нулевого выхода триггера, подаваемое на запрещающие входы блоков запрета 8 и 12, снимаетс . Тогда после окончани  последней подвыборки 1-ой п-разр дной выборки сигнал 7 с выхода пересчетного блока 6 проходит через открытый блок запрета 8 на вход блока ключей 5, на вход пересчетного блока 26 и на единичный вход триггера 24. Блок ключей 5 осуществл ет при этом съем информации реверсивного счетчика 4 на выход устройства. Поскольку все это врем  реверсивный счетчик работал в режиме суммировани , то с него сн то следующее число nil +mz +...-f m +... + m«., соответствующее количеству импульсов в 1-ой п-разр дной выборке. Кроме того, этот же сигнал 7 поступает на вход узла управлени  14 и через открывщийс  в предыдущем цикле блок запрета 12 на вход узла управлени  17. При этом узел управлени  14 осуществл ет перезапись содержимого счетчика 13 в первую /(-разр дную группу регистра 16 и формирует сигнал 15 дл  установки в ноль триггеров счетчика 13. В это же врем  узел управлени  17 осуществит перезапись информации о количестве импульсов в 1-ой 1-разр дной подвыборке из последней /(-разр дной группы регистра 16 в вычитающий счетчик 19 и, кроме того, сформирует сигнал 18 на установку в ноль триггеров последней /(-разр дной группы. Кроме этого, сигнал 7 поступит на единичный вход триггера 23 дл  осуществ.лени  сдвига информации в регистре 16 в соответствии с изложенным ранее принципом. Если информаци  о количестве импульсов в 1-ой подвыборке (mi), записанна  в вычитающий счетчик 19 в момент окончани  1-ой п-разр дной выборки, отлична от О, то напр жение с выхода схемы совпадени  20 снимаетс , при этом блок запрета 3 открываетс  и тогда при поступлении на суммирующий вход реверсивного счетчика 4 первой подвыборки уже 2-ой п-разр дной выборки на его вычитающий вход поступают тактовые импульсы, которые, кроме того. поступают и на вход вычитающего счетчика 19, уменьша  показани  последнего. После поступлени  через блок запрета 3 mj тактовых импульсов, вычитающий счетчик 19, в котором было записано число mi, установитс  в нулевое состо ние. При этом на всех нулевых выходах Л -триггеров счетчика 19 по вл етс  напр жение, и следовательно на выходе блока совпадени  20 формируетс  сигнал, который подаетс  на запрещающий вход блока запрета 3 и запрещает, тем самым, дальнейщее прохождение тактовых импульсов на его выход. Поскольку 1, то поступление тактовых импульсов на выход блока запрета 3 прекратитс  еще до окончани  1-ой подвыборки 2-ой п-разр дной выборки. После окончани  1-ой Е-разр дной подвыборки 2-ой выборки пересчетный блок 6 формирует сигнал 7. Этот сигнал поступает на вход узла управлени  14 дл  осуществлени  перезаписи информации счетчика 13 о количестве импульсов в 1-ой Е-разр дной подвыборке 2-ой выборки в первую /(-разр дную группу регистра, через открытый блок запрета 12 на узел управлени  17 дл  осуществлени  перезаписи информации о количестве импульсов во 2-ой подвыборке 1-ой выборки, содержащейс  в последней Д-разр дной группе, в вычитающий счетчик 19, на единичный вход триггера 23 дл  осуществлени  сдвига информации в регистре 16 на АГ-разр дов, в соответствии с изложенным ранее принципом, и, наконец, через открытый блок запрета 8 на управл ющий вход блока ключей 5 дл  осуществлени  схемы информации с реверсивного счетчика 4 на выход устройства. Дальнейша  работа устройства происходит аналогично. Таким образом, сн тое с реверсивного счетчика 4 число после поступлени  на вход устройства 1-ой подвыборки п-разр дной выборки имеет следующее значение (mi +m2 +... + mi +...m)i +mi2 -mi j mi2-f (mz+тз+... + mi + ...m)(, где - количество импульсов i-ой подвыборки j-ой выборки. Перепишем это выражение дл  общего случа , обозначив его через Л1 М (mi +012 + ... + m )J+i + ( + т(г, + + ... + m-n.)i, где ,2,...; i l,2,... - дл  каждого j от 1 до - ; М - содержимое реверсивного счетчика 4, получаемое через каждые 1 тактов работы устройства. Если учесть, что mg - это количество импульсов, зафиксированных устройством за произвольных тактов работы, то суммарное число записанного выражени  М соответствует количеству импульсов, зафиксированных на п тактов работы, а так как величина М получаетс  через каждые-и тактов работы устройства, то через каждые .тактов имеютс  сведени  о среднем значении числа импульсов анализируемой последовательности (гчер ). Поскольку величина п  вл етс  посто нной и известной, то величина М  вл етс  пропорциональной величине шср. Таким образом число импульсов М, измер емое устройством в скольз щем режиме, соответствует или пропорционально среднему числу импульсов в анализируемой последовательности , т.е.  вл етс  его оценкой. Прогнозирование оценок среднего числа импульсов в п-разр дных выборках осуществл етс  устройством с помощью триггера 24, блока запрета, пересчетного блока 26, реверсивного счетчика 27, блока ключей 28 и рещающего блока 29. После окончани  последней подвыборки 1-ой п-разр дной выборки, т.е. когда в реверсивном счетчике 4 уже содержитс  оценка среднего числа импульсов в первой п-разр дной выборке, сигнал 7 с выхода пересчетного блока 6 проходит через открытый блок запрета 8 на вход блока ключей 5 дл  съема содержимого реверсивного счетчика 4, а также на единичный вход триггера 24 и на вход пересчетного блока 26. Коэффициент пересчета р блока 26 определ етс  временем t, необходимым дл  получени  результата прогнозировани . Таким образом, 1 р1 и врем  t определ етс  количеством поступивщих на вход устройства 1-разр дных подвыборок, причем l p -gПоскольку сигнал с запрещающего входа блока запрета 25, соединенного с нулевым выходом триггера 24, снимаетс , то в дальнейшем импульсы анализируемой импульсной последовательности с входа 1 поступают не только на суммирующий вход реверсивного счетчика 4, но и на суммирующий вход реверсивного счетчика . При этом на вычитающие входы реверсивных счетчиков 4 и 27 поступают тактовые импульсы с вы.хода блока запрета 3. Таким образом, за 8 тактов работы устройства на суммирующий вход реверсивного счетчика 27 поступит т, (jtij импульсов, а на вычитающий вход - rTi(t-),j импульсов, т.е. реверсивный счетчик 27 определит на какую величину Sfi произойдет увеличение или уменьшение очередной оценки среднего числа импульсов, зафиксированной в реверсивном счетчике 4, за 6 тактов работы. После того как на вход устройства поступит р В-разр дных подвыборок, на выходе пересчетного блока 26 сформируетс  сигнал, который поступит на управл ющий вход блока ключей 28 дл  перезаписи содержимого реверсивного счетчика 27 в решающий блок 29. Число, подсчитанное реверсивным счетчиком 27 за тактов работы, равно S Анализиру  знак и величину S рещающий блок 29 осуществл ет прогнозирование оценки среднего числа импульсов в анализируемой импульсной последовательности.