SU877564A1 - Адаптивный статистический анализатор - Google Patents

Description

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ₍..)877564

Государственный комитет

СССР яо делам изобретений к открытий (61) Дополнительное к авт. свид-ву — (22) 3аявлено 08.02.80 (21) 2902164/18-24 с присоединением заявки № — (23) Приоритет —

Опубликовано 30.10.81. Бюллетень № 4р

Дата опубликования описания 30.10.81 (51 )М. Кл!

G 06 F 15/36 (53) УДК 681.3:

:519.2(088.8) (72) Авторы изобретения

В. Д. Гусев, О. Е. Шведенко и А.

(71) Заявитель

Специальное конструкторское бюро

А.

Ви

льшин h ЯАГЕто. _п

(54) АДАПТИВНЫЙ СТАТИСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗАТОР

Изобретение Относится к специализированным средствам цифровой вычислительной техники и может использоваться для статистического анализа случайных процессов в различных областях техники, и в частности, при вибрационном контроле и диагностике машин и устройств.

Известно устройство, выполняющее цифровое измерение законов распределения вероятностей путем подсчета числа ¹ попаданий значений входных сигналов в соответствующий коридор (класс), определяемый нижним и верхним граничными уровнями, причем каждый такой уровень является верхним для нижнего ¹ класса и нижним для верхнего смежного класса. Каждому классу становится в соответствие свой счетчик или интегратор, в котором формируется выходная дискрета гистограмм вероятностей. Объем выборки сигнала задается заранее и равен целой степени двойки. В общем случае количество импульсов, соотвёт2 ствующее объему выборки, распределяется по классам (счетчикам) пропорционально форме кривой распределения, и почти всегда бывает так, что в каждый счетчик попадает хотя бы по одному импульсу. В общей совокупности счетчиков имеется хотя бы один, содержащий наименьшее число импульсов (минимальный код) [ij .

Объем каждого счетчика берется не меньше объема выборки сигналов на случай, если все импульсы выборки поступают в один класс (как например, при измерении прямоугольных импульсов постоянной амплитуды). Это приводит к тому, что гистограмма распределения случайного сигнапа имеет вид вырожденной кривой, растянутой вдоль оси Хи со слабо обозначенным экстремумом. Особенность ее в том, что разность между максимальным и минимальным значениями мала в сравнении с наибольшим числом, которое можно накопить в счетчике, а поэтому указанные устройств# з 877564 не дают большой разрешающей способгНРСТИ.

Этого недостатка можно избежать в адаптивных статистических анализаторах, которые накапливают в канальных ₅ счетчиках не абсолютные значения дискрет, а разности между соответствующей абсолютной дискретой и минимальным кодом гистограммы. При этом минимальный код измеряется и запоминается ц, отдельным блоком. Кривая, формируемая в канальных счетчиках такого анализатора хотя бы в одной точке соприкасается с осью X, в связи с чем при накоплении информации разрешающая ₁₅ способность измерения неуклонно возрастает до максимума. Для восстановления абсолютных значений гистограммы достаточно просуммировать ее разностные значения (содержимое счетчи- ₂θ ков) с минимальным кодом'.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является адаптивный статистический анализатор, содержащий многоканальный амплитудный ₂s селектор, канальные счетчики, счетчик объема выборки, блок, фиксации момента окончания выборки, блок управления, блок формирования границ равновероятных интервалов, квантователь по време-₃θ ни·, блок подсчета селектированных импульсов и генерации корректирующего импульса. Здесь, как и в обычных анализаторах, происходит накопление информации в счетчиках £2].

Реализация памяти на счетчиках яв- ³⁵ ляется недостатком анализатора и. им^~ ет смыл лишь? при малом числе классов, на которые разбивается рабочий диапазон сигналов. Для вибрационной диаг40 ностики машин, когда указанное число классов достигает сотен, такая память оказывается’неприемлемой. Введение адаптивного принципа измерения имеет смысл именно при большом числе классов, когда объем каждого счетчика и ⁴⁵ их число становятся соразмерными.

Цель изобретения - упрощение устройства при многоканальном анализе.

Указанная цель достигается тем, 50 подключен к первому выходу счетчика объема выборки, управляющий вход переключателя соединен с первым выходом блока управления, а выход - со входом регистра сдвига, выход которого подключен к .адресным входам оперативных запоминающих устройств, выход первого оперативного запоминающего устройства соединен с выходом второго оперативного запоминающего устройства, первым входом сумматора, информационным входом блока запоминания минимального кода, информационным входом первого оперативного запоминающего устройства и первым выходом анализатора, вход разрешения записи и считывания первого оперативного запоминающего устройства и первый управляющий вход блока запоминания минимального кода подключены ко второму выходу блока управления, ?вход выбора питания первого оперативного запоминающего устройства и второй управляющий вход блока запоминания минимального кода соединены с первым выходом блока управления, третий выход которого подключен ко входу выбора питания второго оперативного запоминающего устройства, информационный вход которого соединен с выходом регистра переноса, информационный вход которого подключен к первому выходу сумматора; второй выход сумматора соединен с первым входом блока управления, второй вход которого подключен ко второму выходу счетчика объема выборки, четвертый выход блока управления соединен со вторыми входами счетчика объема выборки и регистра переноса, пятый выход блока управления подключен к третьему входу счетчика объема выборки, выход блока запоминания минимального кода соединен со входом блока фиксации момента окончания выборки и вторым входом сумматора, третий вход которого подключен к выходу источника единичного напряжения, первый выход блока фиксации момента окончания выборки соединен с первым входом блока управления, а второй выход - со вторым выходом анализатора .

что анализатор содержит два оперативных запоминающих .устройства, блок запоминания минимального кода, регистр сдвига, источник единичного напряжения , сумматор, регистр переноса и переключатель, первый информационный вход которого соединен со входом анализатора, второй информационный вход

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства; на фиг. 2 - схема блока управления; на фиг. 3 - схема блока фиксации момента окончания вы55 борки; на фиг. 4 - схема блока запоми нания минимального кода.

Адаптивный статистический анализатор включает блок 1 управления, счет. 5 8775 чик 2 объема выборки, блок 3 фиксации момента окончания выборки, переключатель регистр 5 сдвига, первое 6 и второе 7 оперативные запоминающие устройства, блок 8 запоминания минималь- ₅ ного кода, сумматор 9, регистр 10 переноса; источник 11 единичного напряжения, первый вход 12 блока 1 управления, второй вход 13 блока 1 управления, второй вход 13 блока 1 управления, ю первый выход 14 блока 1 управления, второй выход 15 блока 1 управления, третий выход 16 блока 1 управления, четвертый выход 17 блока 1 управления, пятый выход 18 блока 1 управления. 15 Блок 1 управления содержит двухразрядный двоичный счетчик 19, инверсный .20 и прямой 21 выходы первого разряда счетчика 19, инверсный 22 и прямой 23 выход второго разряда* счетчика 19, ₂₀ элементы ИЛИ 24-26, элементы И 27-29, триггер 30, одновибратор 31, источник 32 тактовых импульсов.

Блок 3 фиксации момента окончания выборки включает накапливающий сумма- 25 тор 33, вход 34 контрольного кода компаратора 35.

Блок 8 запоминания минимального кода включает нуль-орган 36, регистр 37 ^% с параллельными D-входами занесения. ₃₀ Оперативные запоминающие устройства 6 и 7 могут быть выполнены на больших интегральных схемах РУ-4, серии К 505, имеющих адресные, информационные входы и выходы выбора питания и ₃₅ разрешения записи или считывания.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии счетчик 19 блока Г управления сброшен” в нуле- ₄₀ вое состояние, при котором на выходах 21 и 23 существует нулевой уровень напряжения, а на выходах 20 и 22 единичный уровень. Триггер 30 находит-, ся также в нулевом состоянии, в соот- ₄₅ ветс’твии с чем на прямом выходе триггера 30 определения режима держится ноль, а на элемент 28 поступает разрешающий единичный потенциал. В исходном состоянии нулевым потенциалом с первого выхода* 14 блока 1 управления переключатель 4 соединяет вход устройства с регистром 5 .сдвига, а.регистр 37 блока 8 запоминания минимального кода устанавливается в максимально значащее состояние (но поскольку выходы регистра 37 берутся с инверсных, плеч его триггеров, то на выходе блока 8 код равен нулю). Нулевым по64 . 6 тенциалом по первому выходу 14 ОЗУ 6 устанавливается в состояние Не выбрано, т. е. отключается от общей схемы устройства.

С четвертого выхода 17 блока 1 управления выдаются синхроимпульсы, сопровождающие поступление кодов входного сигнала на вход устройства. При этом период сопровождения начинается тактовой паузой (т. е. нулевым потенциалом) , в течение которой код сигнала через регистр 5 сдвига подается на адресные входы ОЗУ 6 и 7. Регистр 5 сдвига выполняет роль селектора. Пусть разрядность входных кодов равна 12, а число классов анализа - 512, т. е. номер класса выражается 9-разрядным кодом. Для определения номера, класса, которому соответствует данный входной код, достаточно отбросить три его младших разряда (т. е. сдвинуть входной код на 3 разряда в сторону младших) .

С третьего выхода 16 блока 1 управления на управляющий вход ОЗУ 7 поступают ймпульсы, идентичные тактоз вым импульсам сопровождения с четвертого выхода 17 блока 1 управления, которые также начинаются тактовой паузой. Тактовая пауза (нулевой потенциал) задает ОЗУ 7 режим считывания. По коду номера класса, поданного на адресные шины ОЗУ 7,.вызывается содержимое соответствующей ячейки и подается на первый вход сумматора 9. На второй вход сумматора 9 подается нулевая комбинация с выхода блока 8, а на вход переноса от источника 11 единичного напряжения - единичный потенциал. В итоге, на выходе сумматора 9, а следовательно на выходе регистра 10 переноса образуется код на единицу больший, чем вызванный из ОЗУ 7. При окончании тактовой паузы и появлении тактового импульса сопровождения в регистр 10 записывается новый код дискреты; ОЗУ 7 переводится в режим записей, в связи с чем новый код дискреты записывается по тому же адресу класса, поступая с выхода регистра 10 на информационный вход ОЗУ 7, а .в счетчике 2 объема выборки код числа поступлений увеличивается на единицу.

С началом очередного тактового периода сопровождения на вход устройства подается новый код входного сигнала и весь процесс повторяется. Этот режим обработки входного сигнала продолжается до переполнения счетчика 2 объема выборки. По импульсу переполнения счетчика 2 /счетчик при этом сбрасывается в^Лноль), принятому на второй вход 13 блока 1 управления, на его первом выходе 14 появляется ₅ единичный потенциал. Это происходит вследствие срабатывания счетчика 19, фиксирующего в своем первом разряде единицу: на выходе 21 появляется единица, которая и проходит через эле- ,θ мент ИЛИ 26 на первый выход 14 блока 1 управления, а на выхода 20 появляется ноль, который запрещает прохождение импульсов через элемент И 2.7 и элемент ИЛИ 25 на третий выход 16 ₁₅ блока 1. Единица на выходе 14 изменяет состояние переключателя 4, подсоединяя регистр 5 сдвига к выходу счетчика 2, задаёт ОЗУ 6 режим Выбрано, подсоединяя его к схеме устройства, и разрешает работу регистра 37 схемы 8 запоминания минимального кода. На (третьем выходе 16 блока 1 появляется 'постоянный нулевой потенциал, устанавливающий ОЗУ 7 в режим считывания. На ₂₅ втором выходе 15 блока 1 возникает единичный потенциал, пропущенный элементом И 28 с выхода 21. Этот единичный потенциал устанавливает ОЗУ 6 в режим -записи и разблокировывает ₃θ вход синхронизации регистра 37 блока 8.

На четвертом выходе 17 блока 1 тактовые импульсы существуют постоянно.

В соответствии с ними счетчик 2 выдает₃₅ последовательность чисел от нуля до максимума. Эти числа проходят на адресные входы ОЗУ 6 и 7, в результате чего содержимое ОЗУ 7 переписывается в ОЗУ 6 по тем же адресам'. В процес- д₀ се перезаписи гистограммы ее дискреты параллельно анализируются блоком 8 запоминания минимального кода. На нуль-орган 36 подается нулевой код (в начале перезаписи) с инверсных выходов₄₅ регистра 37 и код текущей дискреты перезаписываемой гистограммы. Код дискреты инвертируется по входу нульоргана, и поэтому фактически сравниваются прямые коды, начиная с макси- ₅₀ мального, при этом достигается нужный, режим функционирования: как только код дискреты оказывается меньше записанного в регистре 37, нуль-орган вырабатывает импульс на вход синхронизации регистра 37 и тот запоминает новое, меньшее значение.

По окончании перезаписи гистограм-_ч мы.счетчик 2 вырабатывает импульс пе ’реполнения на второй вход 13 блока .1 (при этом счетчик 2 вновь сбрасывается вноль) , в результате чего второй 15 и третий 16 выходы блока 1 изменяют свои потенциалы на противоположные. Действительно, во втором разряде счетчика 19 записывается единица, а первый его разряд обнуляется, при этом единичный потенциал появляется на выходах 20 и 23, а на выходах 21 и 22 устанавливается ноль. Единичный потенциал выхода 23 проходит через элемент ИЛИ 25 непосредственно на третий выход 15, а элемент И 28 запирается нулем выхода 21, тем самым обнуляя второй выход 15 блока 1 управления. На других выходах блока 1 изменений не происходит.

Появившийся на третьем выходе 16 постоянный единичный потенциал устанавливает ОЗУ 7 в режим записи, а нулевой потенциал на втором выходе 15 · переводит ОЗУ 6 в режим считывания и блокирует вход синхронизации регистра 37, вследствие чего регистр 37 удерживает минимальный код от первой перезаписи гистограммы. При переборе счетником 2 последовательных комбинаций от нуля до максимума происходит обратная перезапись массива чисел гистограммы из ОЗУ 6 в ОЗУ 7. Но в ОЗУ 7 записываются разности вызываемых из ОЗУ 6 дискрет и минимального кода. Действительно, вызываемое из ОЗУ 6 число подается, на вход ОЗУ 7 через сумматор 9·> где оно суммируется с инверсным значением минимального кода и единицей младшего разряда, что идентично вычитанию. Это можно показать следующим образом: если сумматор (а значит и числа) η-разрядный, причем, К_п — код дискреты, a (K_W^)_M — минимальный код, то их разность А записывается так: A = · Если к этому выражению добавить ве'с старшего, неохватываемого сумматором разряда:' 1^_+/). 2^П, то выражение не изменяется, Т. е.

А - К„- (K_w„)_n + 1„_м. 2, но добавленный вес можно выразить

2 = + + + 1_ή·2^ρ что при подставке в выражение для А дает

A = (К^)_{п +} 1_г 2°.

При обратной перезаписи минимальный , код из регистра 37 блока 8 однократ

877564 10 но добавляется к содержимому блока‘3 фиксации момента окончания выборки. В блок 3 минимальный код поступает в прямом виде, так как подается на инверсный вход. Подаваемый на вход бло- 5 ка 3 код преобразуется инверсным входом в прямой и добавляется к содержимому сумматора 33, накопленному ранее. С выхода сумматора 33 снимается общий результирующий 'Минимальный код гисто- 10 граммы. Одновременно компаратор 35 сравнивает текущий минимальный код с контрольным кодом, подаваемым по входу 34 компаратора.

По окончании обратной перезаписи в 15 ОЗУ 6 зафиксирован результат последнего цикла обработки входного сигнала, так как считывание информации из ОЗУ происходит без ее разрушения, а в ОЗУ 7 тот же результат, но с коррек- го цией на возврат гистограммы к оси X. По окончании обратной перезаписи, о чем свидетельствует очередной импульс переполнения счетчика 2 объема выборки, устройство возвращается в исход- 25 ное состояние, и все повторяется сначала для очередного массива входных чисел.

Обратная перезапись гистограммы выполняется при наличии единицы во ₃₀ втором (старшем разряде счетчика 19 и нуля - в первом (младшем) разряде счетчика 19. Именно это сочетание выделяется элементом 29 И, который пропускает через себя импульс переполнения счетчика 2. А так как элемент И 29 своим выходом подключен ко вхр- . ду установки вноль счетчика 19, то счетчик 19 и устанавливается в исходное состояние, задавая исходное состояние всему устройству. Каждый импульс переполнения счетчика 2, прошедший на вход 13 блока 1, подтверждает нулевое состояние триггера 30.

В каком-то цикле обработки Входного массива в сумматоре 9 при добавлении единицы к вызванному коду дискреты (это будет дискрета наиболее интенсивного накопления) наступает переполнение. Сигнал, переполнения поступает на первый вход 12 блока 1 управления, в соответствии с чем блок 1 останавливает процесс измерения и выдает результат на ОЗУ 6 на выход устройства. Это происходит следующим образом. Одновибратор 31 срабатывает, выдавая импульс, который проходит элемент ИЛИ 24 и добавляет к содержимому счетчика 19 единицу. В результате оба разряда счетчика 19 оказываются в единичном состоянии. Одновременно этот импульс устанавливает в единичное состояние триггер 30 и Сбрасывает в ноль счетчик 2, который тут же начинает счет с начала. Это и есть режим выдачи результата измерений из' ОЗУ 6. Состояние считывания из ОЗУ 6 задается нулем по второму выходу 15 с выхода элемента И 28, запертого.в этот момент нулевым плечом триггера 30. Дополнительным результатом измерений является содержимое блока 3 - накопленный за все циклы минимальный код. Процесс измерения заканчивается также в том случае,, если блок 3 набирает максимально возможное значение раньше, чем переполняется сумматор 9. Это происходит, например, при измерении равновероятного распределения. Максимально возможное значение задается контрольным кодом по входу 34 компаратора 35· Если текущий код с выхода сумматора 33 превышает контрольный или сравнивается с ним, компаратор 35 вырабатывает сигнал, который подается в блок I управления на вход одновибратора 31, в результате чего блок 1 останавливает процесс измерения и выдает результат из ОЗУ 6 в том же порядке, как и в случае сигнала от сумматора. Признаком режима выдачи результата измерения из устройства является наличие единичного потенциала на прямом выходе триггера 30.

Окончание режима выдачи сопровождается переполнением счетчика 2. Импульс переполнения приходит на второй вход 13 блока 1 и засчитывается счетчиком 19, который при этом переполняется (так как оба его разряда в единичном состоянии) и сбрасывается в ноль. Одновременно импульс переполнения счетчика 2 возвращает в нулевое состояние триггер 30. Устройство приходит в исходное состояние и готово к принятию и обработке нового массива входных данных.

У

Claims (2)

1. Изобретение относитс  к специализированным средствам цифровой вычислительной техники и может использоватьс  дл  статистического анализа случайных процессов в различных област х техники , и в частности, при вибрационном контроле и диагностике машин и устройств . Известно устройство, выполн ющее цифровое измерение законов распределени  веро тностей путем подсчета числа попаданий значений входных сигналов в соответствующий коридор (класс, определ емый нижним и верхним граничными уровн ми, причем каждый такой уровень  вл етс  верхним дл  нижнего класса и нижним дл  верхнего смежного класса. Каждому классу становитс  в соответствие свой счетчик или интегратор , в котором формируетс  выходна  дискрета гистограмм веро тностей. Объем выборки сигнала задаетс  заранее -и равен целой степени двойки. В общем случае количество импульсов, соответствующее объему выборки, распредел етс  по классам (счетчикам пропорционально форме кривой распределени , и почти всегда бывает так, что в казкдый счетчик попадает хот  бы по одному импульсу. Б общей совокупности счетчиков имеетс  хот  бы один, содержащий наименьшее число импульсов -(минимальный код) Qj. Объем каждого счетчика беретс  не меньше объема выборки сигналов на случай, если все импульсы выборки поступают Б один класс (как например, при измерении пр моугольных импулйсов посто нной амплитуды). Это приводит к тому, что гистограмма распределени  случайного сигнапа имеет вид вырожденной кривой, раст нутой вдоль оси X и со слабо обозначенным экстремумом. Особенность ее в том, что разность между максимальным и минимальным значени ми мала в сравнении с наибольшим числом, которое можно накопить в счетчике , а поэтому указанные устройству не дают большой разрешающей епособ ности . Этого недостатка можно избежать в адаптивных статистических анализаторах , которые накапливают в канальных счетчиках не абсолютные значени  дискрет , а разности между соответствующей абсолютной дискретой и минимальным кодом гистограммы. При этом минимальный код измер етс  и запоминаетс  отдельным блоком. Крива , формируема  в канальных счетчиках такого анализатора хот  бы в одной точке соприкасаетс  с осью X, в св зи с чем при накоплении информации разрешающа  способность измерени  неуклонно возрастает до максимума. Дл  восстановлени  абсолютных значений гистограммы достаточно просуммировать ее разностные значени  (содержимое счетчиков ) с минимальным кодом . Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  адаптивный статистический анализатор, содержащий многоканальный амплитудный селектор, канальные счетчики, счетчик объема выборки, блок, фиксации момента окончани  выборки, блок управлени , блок формировани  границ равноверо тных интервалов, квантователь по време ни-, блок подсчета селектированных импульсов и генерации корректирующего импульса. Здесь, как и в обычных анаг лизаторах, происходит накопление информации в счетчиках 2 . Реализаци  пам ти на счетчиках  вл етс  недостатком анализатора и име ет смыл лишь при малом числе классов на которые разбиваетс  рабочий диапазон сигналов. Дл  вибрационной диагностики машин, когда указанное число классов достигает сотен, така  пам ть оказываетс  неприемлемой. Введение адаптивного принципа измерени  имеет смысл именно при большом числе классов , когда объем каждого счетчика и их число станов тс  соразмерными. Цель изобретени  - упрощение устройства при многоканальном анализе. Указанна  цель достигаетс  тем, что анализатор содержит два оперативных запоминаюпщх .устройства, блок запоминани  минимального кода, регистр сдвига, источник единичного напр жени  , сумматор , регистр переноса и переключатель , первый информационный вход которого соединен со входом анализатора , второй информационный вход 44 подключен к первому выходу счетчика объема выборки, управл ющий вход переключател  соединен с первым выходом блока управлени , а выход - со входом регистра сдвига, выход которого подключен к .адресным входам оперативных запоминающих устройств, выход первого оперативного запоминающего устройства соединен с выходом второго оперативного запоминающего устройства, первым входом сумматора, информационным входом блока запоминани  минимального кода, информационным входом первого оперативного запоминающего устройства и первым .выходом анализатора, вход разрешени  записи и считьгеани  первого оперативного запоминающего устройства и первый управл ющий вход блока запоминани  минимального кода подключены ко второму выходу блока управлени , :вход выбора питани  первого оперативного запоминающего устройства и второй управл ющий вход блока запоминани  минимального кода соединены с первым выходом блока управлени , третий выход которого подключен ко входу выбора питани  второго оперативного запоминающего устройства, информационный вход которого соединен с выходом регистра переноса, информационный вход которогЙ подключен к первому выходу сумматора; второй выход сумматора соединен с первым входом блока управлени , второй вход которого подключен ко второму выходу счетчика объема выборки, четвертый выход блока управлени  соединен со вторыми входами счетчика объема выборки и регистра переноса, п тый выход блока управлени  подключен к третьему счетчика объема выборки, выход блока запоминани  минимального кода соединен со входом блока фиксации момента окончани  выборки и вторым входом сумматора , третий вход которого подключен к выходу источника единичного напр жени , первый выход блока фиксации момента окончани  выборки соединен с первым входом блока управлени , а второй выход - со вторым выходом анализатора . На фиг. 1 приведена структурна  схема устройства; на фиг. 2 - схема блока управлени ; на фиг. 3 - схема блока фиксации момента окончани  выборки; на фиг. 4 - схема блока запоминани  минимального кода. Адаптивный статистический анализатор включает блок 1 управлени , счет .5 чик 2 объема выборки, блок 3 фиксации момента окончани  выборки, переключатель 4, регистр 5 сдвига, первое 6 и второе 7 оперативные запоминаюпще уст ройстве, блок 8 запоминани  минимального кода, сумматор 9, регистр 10 переноса источник 1 1 -единичного напр жени , первый вход 12 блока управле ни , второй 6ХОД 13 блока 1 управлени  второй вход 13 блока 1 управлени , первый выход 14 блока 1 управлени , второй выход 15 блока 1 управлени , третий выход 16 блока 1 управлени , чет вертый выход 17 блока 1 управлени , п тый выход 18 блока 1 управлени . Блок 1 управлени  содержит двухраз р дный двоичный счетчик 19, инверсный .20 и пр мой 21 выходы первого разр да счетчика 19, инверсный 22 и пр мой 23 выход второго разр да счетчика 19, элементы ШШ 24-26, элементы И 27-29, триггер 30, одновибратор 31, источник 32 тактовых импульсов, Блок 3 фиксации момента окончани  выборки включает накапливающий сумматор 33, вход 34 контрольного кода ком паратора 35. Блок 8 запоминани  минимального ко . да включает нуль-орган 36, регистр 37 с параллельными О-входами занесени . Оперативные запоминающие устройства 6 и 7 могут быть выполнены на боль ших интегральных схемах РУ-4. серии К 505, имеющих адресные, информационные входы и выходы выбора питани  и разрешени  зайиси или считывани . I . Устройство работает следукщим образом . В исходном состо нии счетчик 19 блока I управлени  сброшен в нулевое состо ние, при котором на выходах 21 и 23 существует нулевой уровень напр жени , а на выходах 20 и 22 единичный уровень. Триггер 30 находит с  также в нулевом состо нии, в соответствии с чек на пр мом выходе триггера 30 определени  режима держитс  ноль, а на элемент 28 поступает разрешающий единичный потенциал. В исходном состо нии нулевым потенциалом с первого выхода 14 блока 1 управлени  переключатель 4 соедин ет вход устройства с регистром 5 .сдвига, а.ре тистр 37 блока 8 запоминани  минималь ного кода устанавливаетс  в максималь но значащее состо ние (но поскольку выходы регистра 37 берутс  с инверсных , плеч его триггеров, то на выходе блока 8 код равен нулю). Нулевым по4 , 6 тенциалом по первому выходу 14 ОЗУ 6 устанавливаетс  в состо ние Не выбрано , т. е. отключаетс  от общей схемы устройства. С четвертого выхода 17 блока 1 управлени  вьщаютс  синхроимпульсы, сопровождающие поступление кодов входного сигналана вход устройства. При этом период сопровождени  начинаетс  тактовой паузой (т. е. нулевым потенциалом ) , в течение которой код сигнала через регистр 5 сдвига подаетс  на адресные входы ОЗУ 6 и 7. Регистр 5 сдвнга выполн ет роль селектора. Пусть разр дность входных кодов равна 12, а число классов анализа - 512, т. е, номер класса выражаетс  9-разр дным кодом. Дл  определени  номера, класса, которому соответствует входной код, достаточно отбросить три его младших разр да (т. е. сдвинуть входной код на 3 разр да в сторону младших) . . С третьего выхода 16 блока 1 управлени  на управл ющий вход ОЗУ 7 поступают импульсы, идентичные тактоз вым импульсам сопрове здени  с четвертого выхода 17 блока 1 управлени , которые также начинаютс  тактовой пауЗОЙ . Тактова  пауза (нулевой потен1шал задает ОЗУ 7 режим считывани . По коду номера класса, поданного на адресные шины ОЗУ 7,,вызываетс  содержимое соответствующей  чейки и подаетс  на первый вход сумматора 9. На второй вход сумматора 9 подаетс  нулева  комбинаци  с выхода блока 8, а на вход переноса от источника 1I единичного напр жени  - единичный потенциал. В итоге, на выходе сумматора 9, а следовательно на выходе регистра 10 переноса образуетс  код на единицу больший , чем вызванный из ОЗУ 7. При окончании тактовой паузы и по влении тактового импульса сопровождени  в регистр 10 записьшаетс  новый код дискреты; ОЗУ 7 переводитс  в режим записи , в св зи с чем новый код дискреты записываетс  по тому же адресу класса , поступа  с выхода регистра 10 на информационный вход ОЗУ 7, а .в счетчике 2 объема выборки код числа поступлений увеличиваетс  на единицу. С началом очередного тактового пеиода сопровождени  на вход устройста подаетс  новый код входного сигнаа и весь процесс повтор етс . Этот ежим обработки входного сигнала проолжаетс  до переполнени  счетчика i объема выборки. По импульсу переполнени  счетчика 2 Гсчетчик при этом сбрасываетс  ), прин тому на второй вход 3 блока 1 управлени , на его первом выходе 4 по вл етс  единичный потенциал о Это происходит вследствие срабатывани  счетчика 19, фиксирующего в своем первом разр де единицу: на выходе 21 по вл етс  единица , котора  и проходит через элемент ИЛИ 26 на первый выход 14 блока 1 управлени , а на выходе 20 по вл етс  ноль, который запрещает прохождение импульсов через элемент И 2.7 и элемент ИЛИ 25 на третий выход 16 блока . Единица на выходе 14 измен ет состо ние переключател  4, подсоедин   регистр 5 сдвига к выходу счетчика 2, задаёт ОЗУ б режим Выбрано подсоедин   его к схеме устройства, и разрешает работу регистра 37 схемы 8 запоминани  минимального кода. На третьем вьрсоде 16 блока 1 по вл етс  посто нный -нулевой потенциал, устанав ливающий ОЗУ 7 в рчгжим считывани . Н втором выходе 15 блока 1 возникает единичный потенциал, пропущенный элементом И 28 с выхода 2-1 . Этот единич ный потенциал устанавливает ОЗУ 6 в режим : записи и разблокировывает вход синхронизации регистра 37 блока 8 . На четвертом выходе 17 блока 1 так товые импульсы существуют посто нно. В соответствии с ними счетчик 2 выда последовательность чисел от нул  до максимума. Эти числа проход т на адресные входы ОЗУ 6 и 7, в результате чего содержимое ОЗУ 7 переписываетс  в ОЗУ 6 по тем же адресам . В процессе перезаписи гистограм1«1ы ее дискреты параллельно анализиру1ртс  блоком 8 запоминани  минимального кода. На нуль-орган 36 подаетс  нулевой код (в начале перезаписи) с инверсных выходо регистра 37 и код текущей дискреты перезаписываемой гистограммы. Код дискреты инвертируетс  по входу нуль органа, и поэтому фактически сравниваютс  пр мые коды, начина  с максимального , при этом достигаетс  нужны режим функционировани : как только код дискреты оказываетс  меньше записанного в регистре 37, нуль-орган вы рабатывает импульс на вход синхронизации регистра 37 и тот запоминает новое, меньшее значение. По окончании перезаписи гистограм мы,счетчик 2 вырабатывает импульс переполнени  на второй вход 13 блока 1 (при этом счетчик 2 вновь сбрасываетс  ) , в результате чего второй 15 и третий 16 выходы блока I измен ют свои потенциалы на противоположные. Действительно, во втором разр де счетчика 19 записываетс  единица, а первый его разр д обнул етс , при этом единичный потенциал по вл етс  на выходах 20 и 23, а на выходах 21 и 22 устанавливаетс  ноль. Единичный потенциал выхода 23 проходит через элемент ИЛИ 25 непосредственно на третий выход 15, а элемент И 28 запираетс  нулем выхода 21, тем самым обнул   второй выход 15 блока 1 управлени . На других выходах блока 1 изменений не происходит. По вившийс  на третьем выходе 16 посто нный единичный потенциал устанавливает ОЗУ 7 в режим записи, а нулевой потенциал на втором выходе 15 переводит ОЗУ 6 в режим считывани  и блокирует вход синхронизации регистра 37, вследствие чего регистр 37 удерживает минимальный код от первой перезаписи гистограммы. При переборе счетником 2 последовательных комбинаций от нул  до максимума происходит обратна  перезапись-массива чисел гистограммы из ОЗУ 6 в ОЗУ 7. Но в ОЗУ 7 записываютс  разности вызываемых из ОЗУ 6 дискрет и минимального кода. Действительно , вызываемое из ОЗУ 6 число подаетс , на вход ОЗУ 7 через сумматор 9 где оно суммируетс  с инверсным значением минимального кода и единицей младшего разр да, что идентично вычитанию . Это можно показать следующим 7 образом: если сумматор (а значит и числа) п-разр дный, причем, К| - код дискреты, а (К) -минимальный код, то их разность А записываетс  так: А К, - () . Если к этому выражению добавить вес старшего, неохватываемого сумматором разр да: Ц. 2 , то выражение не измен етс , Т. е. A Kh- (К,Л т.- 2. но добавленный вес можно выразить . , ()«+ (.)i + 1 2 что при подставке в выражение дл  А дает А {К.„)„ -f Ц.2 При обратной перезаписи минимальный , код из регистра 37 блока 8 однократно добавл етс  к содержимому блока3 фиксации момента окончани  выборки. В блок 3 минимальный код поступает в пр мом виде, так как подаетс  на инверсный вход. Подаваемый на вход блока 3 код преобразуетс  инверсным входом в пр мой и добавл етс  к содержимому сумматора 33, накопленному ранее С выхода сумматора 33 снимаетс  общий результирующий Минимальный код гистограммы . Одноврейенно компаратор 35 сравнивает текущий минимальный код с контрольным кодом, подаваемым по входу 34 компаратора. По окончании обратной перезаписи в ОЗУ 6 зафиксирован результат последнего цикла обработки входного сигнала так как считывание информации из ОЗУ происходит без ее разрушени , а в ОЗУ 7 тот же результат, но с коррекцией на возврат гистограммы к оси X. По окончании обратной перезаписи, о чем свидетельствует очередной импульс переполнени  счетчика 2 объема выборки , устройство возвращаетс  в .исходкое состо ние, и все повтор етс  сначала дл  очередного массива входных чисел. Обратна  перезапись гистограммы выполн етс  при наличии единиць во втором (старшем разр де счетчика 19 инул  - в первом (младшем разр де счетчика 19. Именно это сочетание выдел етс  элементом 29 И, который пропускает через себ  импульс пёрепол .нени  счетчика 2. А так как элемент И 29 своим выходом подключен ко вхрду установки счетчика 19, то счетчик 19 и устанавливаетс  в исходное состо ние, задава  исходное состо  ние всему устройству. Каждый импульс переполнени  счетчика 2, прошедший на вход 13 блока 1, подтверждает нулевое состо ние триггера 30. В каком-то цикле обработки Входного массива в сумматоре 9 при добавлении единицы к вызванному коду wicкреты (это будет дискрета наиболее интенсивного накоплени  наступает пе реполнение. Сигнал, переполнени  поступает на первый вход 12 блока 1 управлени , в соответствии с чем блок 1 останавливает процесс измерени  и выдает результат на ОЗУ 6 на выход устройства . Это происходит следующим образом . Одновибратор 31 срабатывает, выдава  импульс, который проходит эле мент ИЛИ 24 и добавл ет к содержимому 410 счетчика 19 единицу. В результате оба разр да счетчика 19 оказываютс  в единичном состо нии. Одновременно этот импульс устанавливает в единичное состо ние триггер 30 и Сбрасывает в ноль счетчик 2, который тут же начинает счет с начала. Это и есть режим выдачи результата измерений из ОЗУ 6. Состо ние считывани  из ОЗУ 6 задаетс  нулем по второму выходу 15 с выхода элемента И 28, запертого-в этот момент нулевым плечом триггера 30, Дополнительным результатом измерений  вл етс  содержимое блока 3 - накопленный за все циклы минимальный код. Процесс измерени  заканчиваетс  также в том случае,, если блок 3 набирает максимально возможное значение рань- ше, чем переполн етс  сумматор 9. Это происходит, например, при измерении равноверо тного распределени . Максимально возможное значение задаетс  контрольным кодом по входу 34 компаратора 35. Если текущий код с выхода сумматора 33 превышает контрольный или сравниваетс  с ним, компаратор 35 вырабатывает сигнал, который подаетс  в блок J управлени  на вход одновибратора 31, в результате чего блок 1 останавливает процесс измерени  и вьщает результат из ОЗУ 6 в том же пор дке, как и в случае сигнала от сумматора. Признаком режима выдачи результата измерени  из устройства  вл етс  наличие единичного потенциала на пр мом выходе триггера 30. Окончание режима выдачи сопровождаетс  переполнением счетчика 2. Импульс переполнени  приходит на второй вход 13 блока 1 и засчитываетс  счетчиком 19, который при этом переполн етс  (так как оба его разр да в единичном состо нии) и сбрасываетс  в ноль. Одновременно импульс переполнени  счетчика 2 возвращает в нулевое состо ние триггер 30. Устройство приходит -в исходное состо ние и готово к прин тию и обработке нового массива входных данных. Формула изобретени  1. Адаптивный статистический анализатор , содержащий блок управлени , счетчик объема аыборки и блок фиксации момента окончани  выборки, отичающийс  тем, что, с цеью упрощени , онсодержит два опера11 . 8 типных заг1омииаюи нх устройства, блок запоминани  минимального кода, регист сдвига, источник единичного напр жени , сумматор, регистр переноса и переключатель , первый информационный вход которого соединен со входом anaлизатора , второй информационный вход подключен к первому выходу счетчика объема выборки, управл ющий вход переключател , соединен с первым выходом блока управлени , а выход - со входом регистра сдвига, выход которого подключен к адресным входам первого и второго оперативных запоминающих устройств , выход первого оперативного запоминающего устройства соединен с выходом второго оперативного запомина щего устройства, первым входом сумматора , информационным входом блока запоминани  минимального кода, информационным входом первого оперативного запоминающего устройства и первым выходом анализатора, вход разреше1ш  за писи и считывани  первого оперативног запоминающего устройства и первый уп- 25. равл ющий вход блока запоминани  мини мального кода подключены ко второму выходу блока управлени , вход выбора питани  первого оперативного запомина ющего устройства и второй управл ющий вход блока запоминани  минимального к да соединены с первым выходом блока управлени , третий выход которого под ключен ко входу выбора питани  второго .оперативного запоминающего устройства , информационный вход которого со единен с выходом регистра nepeHcsca, информационный вход которого подключен к первому выходу сумматора, второй выход сумматора соединен с первым входом блока управлени , второй вход которого подключен ко второмувыходу счетчика объема выборки, четвертый вы ход блока управлени  соединен со вторыми входами .счетчика объема выборки и регистра переноса, п тый выход блока управлени  подключен к третьему входу счетчика объема выборки, выход блока запоминани  минимального кода соединен со входом блока фиксации мо мента окончани  выборки и вторым входом сумматора, третий вход которого подключен к выходу источника единично го напр жени , первый выход блока фик сации момента окончани  выборки соединен с первым входом блока управлени , а второй выход - со вторым выходом анализатора. 4
2. 2. Анализатор по п. 1, о т л и чающийс  тем, что блок управлени  содержит двухразр дный двоичный счетчик, три элемента ИЛИ, три эпемента И, источник тактовых импульсов, триггер и одновибратор, вход которого соединен с первым входом блока управлени , а выход подключен к первому входу триггера и первому входу первого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен со вторым входом блока управлени  и вторыми входами триггера и первого элемента И, а выход первого элемента ИЛИ подключен к информационномувходу двзгхразр дного двоичного счетчика, управл ющий вход которого соединен с выходом первого элемента И, инверсный выход лервого разр да счетника подключен к первым входам .. первого и третьего элементов И, пр мой выход первого .разр да счетчика соединен со вторыми входами второго элемента И и второго элемента ИЛИ, инверсный вькод второго разр да счетчику подключен к третьему входу третьего элемента И, а пр мой выход второго разр да счетчика соединен с третьим входом первого элемента И, вторым входом третьего элемента ИЛИ и первым входом второго элемента ИЛИ, вьгход которого подключен к первому выходу блока управлени , инверсный выход триггера соединен с первым входом второго элемента И, выход которого подключен ко второму выходу блока уп15авлени , выход источника тактовых импульсов соединен со вторым входом третьего элемента И, выход которого подключен к первому входу третьего .элемента ИЛИ, выход третьего,, элемента ИЛИ соединен с третьим выходом блока управлени , четвертый выход блока управлени  подключен к выходу источника тактойых импульсов, а п тый выход блока управлени  соединен с выходом одновибратора. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе I. Мирский Г. Я..Аппаратурное определение характеристик случайных процессоэ. М., Энерги , 1972, с. 280-334. 2 Авторское свидетельство СССР № 458832, кл. G 06 F 15/36, 1972 (прототип).

   Вых. 2

   (риг. 2

   О

   gjut.d

   (риг. If

   Buf. 2 -