Анализатор функций распределения экстремумов

Анализатор функций распределения экстремумов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

OllHCAHHE

ИЗОБРЕТЕН ИЯ ц 746545

Союз Советски к

Социалистическик

Республик

1 г

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 12,07,77(21) 2505486/18-24 (51) М. Кл.

G 06 I-" 15/36 с присоеЛинением заявки J%

Государственный комитет

СССР (23) Приоритет

Опубликовано 07.07.80. Бк»ллетень М 25

Дата опубликования описания 10,07,80 пе делом изобретений и открытий (53) Уд 681.3 (088.8) (72) Авторы изобретения

В, И, Жулев, Г. М. Зотов и Г. А. Садовский

Рязанский радиотехнический институт (7I) Заявитель (54) АНАЛИЗАТОР ФУНКЦИЙ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ

ЭКСТРЕМУМОВ лого-цифрового преобразователя подклн»чен к первым входам первого регистра и блока сравнения кодов, второй вход которого объединен с первым входом второго регистра и соединен с выходом первого регистра, выход второго регистра подключен к первому входу многоканального регистратора, выход которого соединен с входом синхронизатора, второй третий и четвертый выходы которого подключены соответственно ко вторым входам второго. и первого регистров и к третьему входу блока сравнения кодов.

Недостаток известных анализаторов заключается в том, что в ряде случаев они регистрируют ложные экстремумы, что является источником дополнительной погрешности.

Ложная информация об обнаружений экстремума появляется в том. случае, если исследуемый сигнал попадает в зону нечувствительности компаратора аналого-цифрового преобразователя, т.е. на границу между двумя дифференциальl

Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники, может быть использовано в системах экстремального регулирования при исследованиях механических объектов на прочность и долговечность.

Известен анализатор (1), содержащий преобразователь напряжение — число импульсов, двоичный счетчик, линию задержки, ключи переписи кода, запоминающий

10 регистр, преобразователь код-аналог, дифференцируюший блок, триггер, дешифратор, канальные схемы И, регистратор позволяет анализировать мгновенные и экстремальные значения случайных про15 цессов.

Известен также анализатор функций распределения экстремумов g2) содержащий синхронизатор, первый выход которого подключен к первому входу аналогоцифрового преобразователя, второй вход которого соединен с выходом формирователя входных сигналов, вход которого является входом анализатора, выход ана1 алвес о к;: ма я

" . -".—;ен - - е:;,,;,;еснап: е

1 °, - с.

3 74 ными коридорами. При этом АБП можеч выдавать код, относящийся то к одному, то к другому коридору.

Белью изобретения является повышение точности анализатора.

С этой целью в анализатор функций распределения экстремумов введены триггер знака производной, коммутатор и два блока определения экстремумов, при этом пятый выход синхронизатора подключен к первым входам блоков определения экстремумов, вторые и третие

-входы которых соединены соответственно с единичным и нулевым выходами триггера знака производной, едияйчный и нулевой входы которого подключены соответ - ственно" к первому и второму выходам . сложение и вычитание блока сравнения кодов, выходы блоков определения экстремумов соединены с соответствующими входами коммутатора, выход которого подключен ко второму входу многоканального регистратора, каждый блок определения экстремумов содержит два формирователя, элемент И, триггер, элемент

ИЛИ и счетчик, при этом первый вход элемента И является первым входом блока определения экстремумов, выход элемента И подключен к счетному входу счетчика, вход установки в нуль которого объединен с входом установки в нуль триггера и соединен с выходом элемента

ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом счетчика и является выходом блока определения экстремумов, второй вход элемента И подключен к единичному выходу триггера, единичный вход которого соединен с выходом первого формирователя, вход которого является вторым входом блока определения экстремумов, второй вход элемента ИЛИ подключен к выходу второго формирователя, вход которого является третьим входом блока определения экстремумов.

На фиг. 1 изображен предлагаемый анализатор; на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие принцип его работы.

Анализатор содержит формирователь 1

" -входных сигналов, аналого-цифровой преобразователь 2, блох 3 сравнения кодов, регистр 4, счетчик 5, вторые формирователи 6, триггеры 7, триггер 8 знака производной, синхронизатор 9, первый и второй блоки 10 — 11 определений экстремумов, элементы И 12, регистр 13, коммутатор 14, многоканальный регистратор 15, элемеяты ИЛИ 16 первые формирователи 17.

6545 4

Выход формирователи 1 входных сигналов, входом подключенного к источнику исследуемого сигнала, через аналогоцифровой преобразователь 2, регистры 4, 5

13 соединен с многоканальным регистратором 15. Выходы блока 3 сравнения кодов, соединенного входами с кодовыми выходами аналого-цифрового преобразователя и первого регистра 4, подключены

1О через триггер знака производной 8, формирователи импульсов 6, 17 и элементы ИЛИ 16 к входам триггеров 7. Выходы элементов И 12, одними входами подключенных к триггерам 7, а вторыми к синхронизатору 9, соединены со счетными входами счетчиков 5, установочные . входы которых через элементы ИЛИ 16 подключены к выходам счетчиков 5, которые через коммутатор соединены с

zo многоканальным регистратором 15. Синхронизатор подключен х аналого-цифровому преобразователю 2, регистрам 4, 13, блоку сравнения кодов 3 и многоканальному регистратору 15.

Анализатор работает следующим образом.

Напряжение исследуемого процесса

U (4 )), нормализованное в формирователе входных сигналов с частотой

30 выборки преобразуется аналого-цифровым преобразователем 2 в параллельный код. На блок 3 сравнения кодов с аналого-цифрового преобразователя поступает код текущего значения следуеЗ5 мого сигнала, а с регистра 4 значение, измеренное в предыдущем такте. В случае, если текущее значение больше предыдущего, то блок сравнения кодов выдает управляющий сигнал по шине +", 4О а если меньше, по шине "-". В исходном состоянии счетчики 5 обнулены, а триг геры 7 находятся в нулевом состоянии.

Рассмотрим процесс выделения мо-. ментов появления максимумов. При мо45 потопном возрастании входного напря жения блок сравнения кодов будет выдавать сигнал по шине "+ до момента времени 4 „(фиг, 2), а следовательно, триггер 8 будет находиться в еди5О ничном состоянии. В момент 4„изменяется знак первой производной входного напряжения (фиг. 2), следовательно, текущее значение хода аналого-цифрового преобразователя 2 становится меньше, 55,,.. чем предыдущее, хранящееся в регистре

4, поэтому на выходе блока 3 появляется сигнал на шине -" и триггер 8 переходит в нулевое состояние. В этот

5 7465 же момент запускается формирователь

17 блока 10, импульсом которого триггер 7 этого же блока устанавливается в единичное состояние. Управляющий потенциал с выхода триггера 7 разрешает прохождение тактовых импульсов с синхронизатора О через элемент И 12 на счетчик 5, коэффициент пересчета которого равен трем. Если счетчик 5 зафиксирует три импульса до момента следующего изменения знака первой производной входного напряжения, то импульс переполнения будет являться признаком появления максимума, истинное значение которого на два такта раньше было записано в регистр 13. Этот же импульс, пройдя через коммутатор 14, переписывает максимальное значение в многоканальный регистратор 15, а через элемент ИЛИ 16 устанавливает триггер 7 2О в нулевое состояние, Таким образом, триггер 7, элемент И 12 и счетчик 5 формируют строб, длительность которого равна трем периодам дискретизации и в течение которого запрещается запись каких-либо значений в многоканальный регистратор 15, т.е. решение о наличии экстремума принимается rIo истечении трех тактов от момента его действительного появления.

Аналогично осуществляется выделение импульсов минимумов триггером 7, элементом И 12, счетчиков 5, второго бло. ка 11 определения количества экстремумов.

В случае попадания исследуемого процесса в зону нечувствительности компаратора аналого-цифрового преобразователя, т.е. на границу двух дифференциальных коридоров (фиг, 2), (интервал времени (1 - 4 ) аналого-цифровой преобразователь может выдавать значения то к одному, то z другому каналу.

В момент 4 блок 3 выдает сигнал по шине "-, в результате чего срабатывают триггеры 8, 7, элемент И 12 и счетчик 5 начинает счет, но уже черездва такта произойдет смена знака на выходе блока 3. Срабатывает,триттер 8 и сигнал с его выхода через формирователь 6 и элемент ИЛИ 16 установит триггер 7 и счетчик 5 в нулевое состояние. При этом импульс, характеризующий момент ложного экстремума, не выделяется, так как счетчик за время двух тактов не переполняется.

ЗО

45 6

Выделенные экстремальные значения сортируются и накапливаются в многока- нальном регистраторе. После того, как в нем будет зафиксировано число экстремумов, равное заданному объему статистики, синхронизатор выключается и анализ на этом заканчивается. В результате в многоканальном регистраторе накапливается информация о плотности распределения максимумов или минимумов или тех и других вместе (определяется коммутатором 14)..

Таким образом, анализатор позволяет измерять плотности распределения экстремальных значений случайного процесса, 1 исключая при этом дополнительную погрешность от выделения ложных экстремумов.

Формула изобретения

1, Анализатор функций распределения экстремумов, содержащий синхронизатор, первый выход которого подключен к первому входу аналого-цифрового преобразователя, второй вход которого соединен

f с выходом формирователя входных сж налов, вход которого является входом анализатора, выход аналого-цифрового преобразователя подключен к первым входаМ первого регистра и блока сравнения кодов, второй вход которого объединен с первым входом второго регистра и соединен с выходом первого регистра, выход второго регистра подключен к первому входу многоканального регистратора, выход которого соединен с входом синхронизатора, второй, третий и четвертый выходы. которого подключены

cooTBeYcTBeH, Ho ко вторым входам 8Торого и первого регистров и к третьему входу блока сравнения кодов, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности, в него введены триггер знака производной, коммутатор и два блока определения экстремумов, при этом пятый выход синхронизатора подключен к первым входам блоков определения экстремумов, вторые и третие входы которых соединены соответственно с единичным и нулевым выходами триг- гера знака производной, единичный и нулевой входы которого подключены соот» ветственно к первому и второму выходам блока сравнения кодов, выходы блоков определения экстремумов соединены с соответствующими входами коммутатора, 7 746 выход которого подключен ко второму входу многоканального регистратора., 2. Анализатор функций распределения экстремумов по и. 1, о т л и ч а юm и и с я тем, что каждый блок определения экстремумов содержит два формирователя, элемент И, триггер, элемент

ИЛИ и счетчик, при этом первый вход элемента И является первым входом

Ьлока определения экстремумов, выход элемента И подключен к счетному входу счетчика, вход установки в нуль которого объединен с входом установки в нуль триггера и соединен с выходом элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом счетчика и является выходом блока определения экстремумов, второй

545 8 вход элемента И подключен к единичному выходу триггера, единичный вход которого соединен с выходом первого формирователя,вход которого является вторым входом блока определения экстремумов, второй вход элемента ИЛИ подключен к выходу второго формирователя, вход которого является третьим входом блока определения экстремумов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР № 399868, кл. Q 06 F 15/36, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР № 506869, кл. Я 06 F 15/36, 1976 (прототип) .

746545 о®

Составитель Л. Григорьян-Чтенц

Редактор Г. Петрова Техред А.Щепанская Корректор М. немчик

Закаэ 3949/39 Тираж 751 .. Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР

IIo делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4