RU2208836C2 - Ststistic analyzer - Google Patents
Ststistic analyzer Download PDFInfo
- Publication number
- RU2208836C2 RU2208836C2 RU2000122753/09A RU2000122753A RU2208836C2 RU 2208836 C2 RU2208836 C2 RU 2208836C2 RU 2000122753/09 A RU2000122753/09 A RU 2000122753/09A RU 2000122753 A RU2000122753 A RU 2000122753A RU 2208836 C2 RU2208836 C2 RU 2208836C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- information
- control unit
- counter
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Analogue/Digital Conversion (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано как вычислитель моды распределения и формирователь полигона (гистограммы) случайного процесса. The invention relates to computer technology and can be used as a distribution mode calculator and a shaper of a polygon (histogram) of a random process.
В качестве наиболее близкого аналога предлагается статистический анализатор, содержащий два регистратора, два блока памяти, сумматор, два элемента задержки и генератор тактовых импульсов (RU, C1, 2015555, MПK G 06 F 17/18, 1994 г.). As the closest analogue, a statistical analyzer is proposed that contains two recorders, two memory blocks, an adder, two delay elements and a clock generator (RU, C1, 2015555, MPK G 06 F 17/18, 1994).
Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, заключается в снижении требуемого объема оперативной памяти, поскольку отпадает необходимость хранить отсчеты исследуемой случайной величины. Кроме того, расширены функциональные возможности за счет вычисления моды. The technical result to which the invention is directed is to reduce the required amount of RAM, since there is no need to store samples of the random variable under study. In addition, expanded functionality by calculating the mode.
Указанный технический результат достигается тем, что статистический анализатор содержит оперативное запоминающее устройство, сумматор, три регистра, счетчик, аналого-цифровой преобразователь, триггер, три элемента 2И, два элемента 2ИЛИ, два элемента задержки и блок управления, при этом вход счетчика соединен с адресным входом оперативного запоминающего устройства, информационный вход которого соединен с выходом первого регистра, информационный вход которого соединен с выходом сумматора, первый вход которого соединен с информационным выходом блока памяти, а второй вход сумматора служит входом задания единицы, выход переноса сумматора соединен с D-входом триггера, выход которого соединен с тактовым входом второго регистра, информационный вход которого объединен с адресным входом блока памяти и подключен к информационному выходу аналого-цифрового преобразователя, выход готовности которого соединен с первым входом первого элемента 2ИЛИ, выход которого через первый и второй последовательно соединенные элементы задержки соединен с первым входом второго элемента 2ИЛИ, выход которого соединен с входом управления блока памяти, тактовый вход первого регистра объединен с тактовым входом триггера и подключен к выходу первого элемента задержки, второй вход первого элемента 2ИЛИ соединен с выходом первого элемента 2И, первый вход которого объединен со счетным входом счетчика и подключен к выходу второго элемента 2И, первый вход которого объединен с первым входом третьего элемента 2И и служит тактовым входом анализатора, выход третьего элемента 2И соединен с тактовым входом аналого-цифрового преобразователя, информационный вход которого является информационным входом анализатора, входами запуска и обнуления которого служат соответствующие входы блока управления, первый выход которого соединен со вторым входом второго элемента 2И, второй выход блока управления соединен со вторым входом второго элемента 2ИЛИ, третий выход блока управления соединен со вторым входом третьего элемента 2И, четвертый выход блока управления соединен с управляющим входом счетчика, выход переполнения которого подключен к первому входу блока управления, пятый выход которого соединен со вторым входом первого элемента 2И, второй вход блока управления соединен с выходом триггера, обнуляющий вход которого объединен с обнуляющими входами счетчика и первого регистра и подключен к обнуляющему входу анализатора, информационным выходом которого является выход второго регистра. The specified technical result is achieved by the fact that the statistical analyzer contains random access memory, an adder, three registers, a counter, an analog-to-digital converter, a trigger, three 2I elements, two 2 OR elements, two delay elements and a control unit, while the counter input is connected to the address the input of random access memory, the information input of which is connected to the output of the first register, the information input of which is connected to the output of the adder, the first input of which is connected to the information the output of the memory unit, and the second input of the adder serves as the input unit, the transfer output of the adder is connected to the D-input of the trigger, the output of which is connected to the clock input of the second register, the information input of which is combined with the address input of the memory unit and connected to the information output of the analog-to-digital converter , the readiness output of which is connected to the first input of the
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена структурная схема статистического анализатора; на фиг.2 - структурная схема блока управления; на фиг.3 - временные диаграммы, иллюстрирующие работу статистического анализатора. The invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows a structural diagram of a statistical analyzer; figure 2 is a structural diagram of a control unit; figure 3 is a timing diagram illustrating the operation of a statistical analyzer.
Статистический анализатор содержит оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) 1, аналогово-цифровой преобразователь (АЦП) 2, сумматор 3, счетчик 4, регистры 5 и 6, триггер 7, элементы 2И 8, 9 и 10, элементы 2ИЛИ 11 и 12, элементы задержки 13 и 14, блок управления (БУ) 15. Информационный вход DI ОЗУ 1 соединен с выходом регистра 5, информационный вход которого соединен с выходом сумматора 3, первый вход которого соединен с информационным выходом DO ОЗУ 1, а второй вход сумматора 3 служит входом задания единицы. Выход переноса сумматора 3 соединен с D-входом триггера 7, выход которого соединен с тактовым входом регистра 6, информационный вход которого объединен с адресным входом ОЗУ 1 и подключен к информационному выходу АЦП и разрядному выходу счетчика 4. Выход готовности АЦП 2 соединен с первым входом элемента 2ИЛИ 11, выход которого через элементы задержки 13 и 14 соединен с первым входом элемента 2ИЛИ 12, выход которого соединен с входом WR/RD ОЗУ 1. Тактовый вход регистра 5 объединен с тактовым входом триггера 7 и подключен к выходу элемента задержки 13. Второй вход элемента 2ИЛИ 11 соединен с выходом элемента 2И 10, первый вход которого объединен со счетным входом счетчика 4 и подключен к выходу элемента 2И 9, первый вход которого объединен с первым входом элемента 2И 8 и служит тактовым входом CLK статистического анализатора. Выход элемента 2И 8 соединен с тактовым входом АЦП 2, информационный вход которого является информационным входом X(t) анализатора, входами запуска STR и обнуления RST которого служат соответствующие входы БУ 15, первый выход которого соединен со вторым входом элемента 2И 9, второй выход БУ 15 соединен со вторым входом элемента 2ИЛИ 12, третий выход соединен со вторым входом элемента 2И 8, четвертый выход соединен с управляющим входом счетчика 4, выход переполнения которого подключен к первому входу БУ 15, пятый выход которого соединен со вторым входом элемента 2И 10. Второй вход БУ 15 соединен с выходом триггера 7, обнуляющий вход которого объединен с обнуляющими входами счетчика 4 и регистра 5 и подключен к обнуляющему входу RST анализатора, информационным выходом которого является выход регистра 6. The statistical analyzer contains random access memory (RAM) 1, analog-to-digital converter (ADC) 2,
Блок управления содержит одновибратор 16, триггеры 17 и 18, дискриминатор 19 задних фронтов, элементы 2ИЛИ 20 и 21, инвертор 22. Выход одновибратора 16 соединен с входами инвертора 22 и дискриминатора 19, выход которого соединен с установочным входом триггера 18, обнуляющий вход которого объединен с установочным входом триггера 17 и подключен к выходу элемента 2ИЛИ 20, выход триггера 17 соединен с первым входом элемента 2ИЛИ 21, второй вход которого соединен с выходом триггера 18. RST входом блока 15 служит первый вход элемента 2ИЛИ 20, второй вход которого является вторым входом блока 15, STR входом которого служит вход одновибратора 16, выход которого является третьим выходом блока 15, первым и вторым выходами которого служат выходы 2ИЛИ 21 и триггера 17 соответственно, четвертым выходом блока 15 служит выход инвертора 22, а пятым выходом - выход триггера 18. The control unit contains a
На временных диаграммах показаны импульсы на входе RST (фиг.3-а); импульс на входе STR (фиг.3-б); логические уровни на входе WR/RD ОЗУ 1 (фиг.3-в); импульс на первом входе БУ 15 (фиг.3-г); логические уровни на первом, втором, третьем, четвертом и пятом выходах БУ 15 (фиг.3-д, е, ж, з, и соответственно). The timing diagrams show the pulses at the input of the RST (Fig. 3-a); pulse at the input of STR (Fig.3-b); logical levels at the input of WR / RD RAM 1 (Fig.3-c); the pulse at the first input of BU 15 (Fig.3-g); logical levels at the first, second, third, fourth and fifth outputs of BU 15 (Fig.3-d, e, f, h, and, respectively).
Статистический анализатор путем формирования полигона значений исследуемого параметра вычисляет моды распределения - наивероятнейшее значение. При этом ширина дифференциального коридора Δх определяется шагом квантования исследуемого сигнала X(t), если исследуются амплитудные характеристики или частотой дискретизации Δt при изучении, например, распределения временных интервалов. The statistical analyzer, by forming a polygon of the values of the studied parameter, calculates the distribution modes - the most probable value. In this case, the width of the differential corridor Δx is determined by the quantization step of the investigated signal X (t) if the amplitude characteristics are studied or by the sampling frequency Δt when studying, for example, the distribution of time intervals.
В случае, когда исследуемый процесс подчинен унимодальному и симметричному закону распределения, устройство вычисляет математическое ожидание, т. к. мода и математическое ожидание в этой ситуации равны. In the case when the process under study is subject to the unimodal and symmetric distribution law, the device calculates the mathematical expectation, since the mode and mathematical expectation are equal in this situation.
Работу анализатора можно условно разбить на три этапа. The work of the analyzer can be divided into three stages.
1 этап. Начальная установка устройства, во время которой производится очистка ОЗУ и обнуляется вся последовательная логика.
2 этап. Накопление числа попаданий в заданные дифференциальные коридоры. 2 stage. Accumulation of the number of hits in the given differential corridors.
3 этап. Анализ, поиск наибольшего значения. 3 stage. Analysis, search for the greatest value.
Начальная установка устройства осуществляется по импульсу обнуления RST (фиг.3-а). При этом на первом и втором выходах БУ 15 устанавливаются высокие логические уровни (фиг. 3-д, е), разрешающие счет адресному счетчику 4 и переводящие ОЗУ 1 в режим записи. В то же время на информационный вход DT ОЗУ 1 подается код нуля с выхода обнуленного регистратора 5. Таким образом, по всем адресам ОЗУ 1 записываются коды нулей, что является подготовкой к загрузке очередного массива данных. По импульсу переноса (переполнения) (фиг. 3-г) с выхода счетчика 4 подача тактовых импульсов на его вход прекращается, а ОЗУ переводится в режим чтения (фиг.3-в) устройство готово к построению полигона. The initial installation of the device is carried out by the reset pulse RST (Fig.3-a). At the same time, at the first and second outputs of the
Начало следующего этапа определяется моментом поступления импульса STR (фиг. 3-б). БУ 15 на третьем и четвертом выходах выставляет соответственно высокий и низкий логические уровни (фиг.3-ж, з), что приводит к запуску АЦП 2 и отключению выходов счетчика 4 от адресной шины (перевод в состояние высокого импеданса). Поступающие на адресный вход ОЗУ 1 квантованные отсчеты Хm (m - номер дифференциального коридора, i=1, M, М - число адресов ОЗУ 1) вызывают из ОЗУ 1 содержимое ячеек по m-ному адресу. Содержимое N(Xm) поступает на первый вход сумматора 3, на входе которого имеем сумму-инкремент N(Xm)+1.The beginning of the next stage is determined by the moment the STR pulse arrives (Fig. 3-b).
По импульсу сопровождения вырабатываемым АЦП 2 N(Xm)+1 переписывается в регистр 5, после чего с задержкой τ2, вносимой элементом задержки 14, ОЗУ 1 переходит в режим записи, и значение N(Xm)+1 переписывается в ОЗУ 1 по тому же адресу.According to the tracking pulse generated by the
Описанная процедура повторяется в каждый тактовый интервал в течение всего времени накопления. В итоге к моменту его окончания, в ОЗУ 1 по m-ному адресу будет накоплено число попаданий значений величины X(t) в m-ный дифференциальный коридор. По истечении времени, отведенного на накопление, высокий логический уровень БУ 15 сменяется на низкий (фиг.3-ж) - аналогово-цифровое преобразование прекращается и АЦП 2 отключается от адресной шины, к которой подключается выход адресного счетчика 4. Кроме того, установившийся на выходе БУ 15 высокий логический уровень (фиг.3-и) разрешает прохождение тактовых импульсов с выхода элемента 2И 9 через элемент 2И 10 на вход элемента 2ИЛИ 11. Несложно видеть, что тактовые импульсы, поступающие на один из входов элемента 2ИЛИ 11 будут выполнять те же функции, что и импульсы сопровождения с выхода АЦП 2, которые поступали на этапе накопления на другой вход указанного элемента 2ИЛИ. The described procedure is repeated at each clock interval throughout the accumulation time. As a result, by the time it is finished, in
В результате содержимое ячеек каждого m-ного адреса, в связи с подбором адресов счетчиком 4, будет циклически увеличиваться на единицу младшего разряда до тех пор, пока на выходе переноса сумматора 3 не появится соответствующий импульс. Появление импульса переноса свидетельствует о том, что в ячейке по данному адресу зафиксировано наибольшее число попаданий. Т.е. пик полигона приходится на m-ный дифференциальный коридор, причем значение m и есть мода. As a result, the contents of the cells of each m-th address, in connection with the selection of addresses by the counter 4, will cyclically increase by a unit of the least significant bit until the corresponding pulse appears at the transfer output of
Далее импульс переполнения через D-триггер 7, который выполняет функции синхронизатора, поступает уже как перепад напряжений на тактовый вход регистра 6 результата. На этом этап анализа, а следовательно, и весь цикл вычислений завершается. Next, the overflow pulse through the D-trigger 7, which performs the functions of a synchronizer, comes already as a voltage drop to the clock input of the result register 6. At this stage of the analysis, and therefore the entire cycle of calculations ends.
Элементы задержки 13 и 14 в структуре анализатора необходимы для обеспечения надежного инкрементирования и перезаписи. При этом задержка в элементе 13 должна быть τ1≥1,5(tA+tΣ), где tA - время выборки ОЗУ 1, tΣ- быстродействие сумматора 3; задержка в элементе 14 t2 должна быть достаточной для окончания переходных процессов записи в регистр 5 и в случае выполнения регистра по технологии ТТЛ t2 100 нc.The
Принцип действия БУ 15 состоит в следующем. The principle of operation of BU 15 is as follows.
По импульсу RST триггер 17 устанавливается в единичное состояние и формирует на первом и втором выходах блока 15 высокие логические уровни (фиг. 3-д, е). Возвращение триггера 17 в исходное состояние происходит под действием импульса переполнения счетчика 4 (фиг.1), который поступает на первый вход блока 15. По импульсу STR одновибратор 16 вырабатывает импульс, длительность которого равна длительности интервала накопления (третий выход блока 15), запуская таким образом АЦП 2. By pulse RST, the
По окончании формирования вершины указанного импульса дискриминатор 19 задних фронтов вырабатывает короткий импульс, переводящий триггер 18 в единичное состояние. В связи с этим на первом и пятом выходах блока 15 устанавливаются высокие логические уровни, свидетельствующие о начале этапа анализа, по окончании которого на второй вход блока 15 поступает скачок напряжения с выхода D-триггера 7, который переводит триггеры 17 и 18 в исходные состояния. Upon completion of the formation of the apex of the indicated pulse, the
Предлагаемый статистический анализатор может быть использован и просто как формирователь полигона. Для этого из устройства исключают элементы 2И 10 и 2ИЛИ 11, а выход импульса сопровождения АЦП 2 подключают непосредственно ко входу элемента задержки 13. Значения столбцов полигона снимают с информационного выхода DO ОЗУ 1. В случае необходимости работы анализатора в двух режимах, как формирователя полигона и вычислителя моды, переключение режимов производят по пятому выходу БУ 15. При построении полигона на пятом выходе блока 15 на всех этапах работы устанавливают уровень логического нуля. The proposed statistical analyzer can be used simply as a polygon shaper. To do this,
В рассмотренной структуре анализатора выходы АЦП 2 и счетчика 4 должны иметь три состояния. При этом под управляющим входом счетчика 4 (вход, соединенный с четвертым выходом БУ 15) подразумевается вход, переводящий выходные каскады счетчика в состояние высокого импеданса. In the considered analyzer structure, the outputs of the
При анализе амплитудных характеристик в качестве АЦП 2 может быть использован функционально законченный преобразователь типа 1113ПВ1, в котором тактовый вход соединен с выводом N11, а выход сигнала сопровождения (готовности) с выводом N17. При анализе временных характеристик под АЦП 2 следует подразумевать преобразователь время-код.When analyzing the amplitude characteristics, a functionally complete converter of type 1113PV1 can be used as an
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000122753/09A RU2208836C2 (en) | 2000-09-01 | 2000-09-01 | Ststistic analyzer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000122753/09A RU2208836C2 (en) | 2000-09-01 | 2000-09-01 | Ststistic analyzer |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2000122753A RU2000122753A (en) | 2003-06-27 |
RU2208836C2 true RU2208836C2 (en) | 2003-07-20 |
Family
ID=29209075
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2000122753/09A RU2208836C2 (en) | 2000-09-01 | 2000-09-01 | Ststistic analyzer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2208836C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2753822C1 (en) * | 2020-11-06 | 2021-08-23 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт астрономии Российской академии наук | Statistical analyzer of time intervals (variants) |
-
2000
- 2000-09-01 RU RU2000122753/09A patent/RU2208836C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2753822C1 (en) * | 2020-11-06 | 2021-08-23 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт астрономии Российской академии наук | Statistical analyzer of time intervals (variants) |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4506348A (en) | Variable digital delay circuit | |
JPS615499A (en) | Data memory array device and sampling method for analog signal sample value | |
WO1989000279A2 (en) | Analog-digital correlator | |
EP1023644B1 (en) | Timing circuit | |
CN104077492A (en) | Sample data interpolation method based on FPGA | |
RU2208836C2 (en) | Ststistic analyzer | |
US3680088A (en) | Recursive integrator | |
RU2229157C2 (en) | Correlation time displacements measuring device | |
RU2780985C1 (en) | Device for detecting groups of bits | |
SU1675904A1 (en) | Statistical analyzer | |
RU2229156C2 (en) | Correlation device | |
RU2773621C1 (en) | Method for determining the amplitude of pulses and a meter implementing it (options) | |
SU1270765A1 (en) | Statistical analyzer | |
SU1644159A1 (en) | Correlator | |
RU2042187C1 (en) | Device for generation of uniform distribution of random integers | |
RU2287846C1 (en) | METHOD FOR n-CHANNELED REGISTRATION OF TIME INTERVALS AND REGISTERING DEVICE FOR ITS REALIZATION | |
SU1388858A1 (en) | Random process generator | |
SU1529293A1 (en) | Device for shaping test sequence | |
SU1223244A1 (en) | Device for simulating queueing systems | |
SU1328830A1 (en) | Device for shaping symptoms of images being recognized | |
RU2033617C1 (en) | Device for detection of periodic pulse sequences and evaluation of their period | |
RU2252425C2 (en) | Noise intermodulation level meter | |
RU2218596C2 (en) | Data acquisition device | |
SU1509924A1 (en) | Device for modeling queuing systems | |
RU2037270C1 (en) | Universal signal-coding device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RH4A | Copy of patent granted that was duplicated for the russian federation |
Effective date: 20050404 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140902 |