RU2041496C1 - Device for determination of initial moments of arbitrary order - Google Patents
Device for determination of initial moments of arbitrary order Download PDFInfo
- Publication number
- RU2041496C1 RU2041496C1 SU5016891/24A SU5016891A RU2041496C1 RU 2041496 C1 RU2041496 C1 RU 2041496C1 SU 5016891/24 A SU5016891/24 A SU 5016891/24A SU 5016891 A SU5016891 A SU 5016891A RU 2041496 C1 RU2041496 C1 RU 2041496C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- integrator
- counter
- comparator
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к вычислительной и информационно-измерительной технике и может использоваться для определения начальных моментов любого порядка (включая дробный) случайной величины х, а также любой функции y от случайного аргумента х y φ(х). The invention relates to computing and information-measuring equipment and can be used to determine the initial moments of any order (including fractional) of a random variable x, as well as any function y of a random argument x y φ (x).
Известно устройство для определения одномерных начальных моментов К-го порядка случайного сигнала (1), содержащее интегрирующий аналого-цифровой преобразователь, блок определения математического ожидания, реверсивные счетчики управления и результата, десятичный счетчик порядка момента, счетчик выборки, триггеры, элементы И, ИЛИ, НЕ, цифроаналоговый преобразователь, дешифратор, блок индикации, переключатели. A device for determining one-dimensional initial moments of the Kth order of a random signal (1), comprising an integrating analog-to-digital converter, a unit for determining the mathematical expectation, reversible counters of control and result, a decimal counter of the moment order, a sampling counter, triggers, AND, OR, NOT, digital-to-analog converter, decoder, display unit, switches.
Недостатками аналога являются сложность и невысокая точность устройства. The disadvantages of the analogue are the complexity and low accuracy of the device.
К аналогам предлагаемого устройства относится также устройство для определения одномерных начальных моментов К-го порядка (2), содержащее блок сравнения, генератор случайного сигнала, состоящий из последовательно включенных генератора псевдослучайного сигнала и цифроаналогового преобразователя, генератор тактовых импульсов, счетчик, накапливающий сумматор, степенной преобразователь, блок индикации, блок задания начальных условий. Analogues of the proposed device also include a device for determining one-dimensional initial moments of the Kth order (2), containing a comparison unit, a random signal generator, consisting of a pseudo-random signal generator and a digital-to-analog converter, a clock generator, a counter accumulating an adder, a power converter , display unit, initial conditions setting unit.
Недостатком аналога является значительная методическая погрешность устройства, обусловленная алгоритмом его работы. The disadvantage of the analogue is a significant methodological error of the device, due to the algorithm of its operation.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для определения распределения вероятностей амплитуд импульсных сигналов (3), содержащее датчик сигналов, одновибратор, пиковый детектор, формирователь импульсов, амплитудно-импульсный модулятор, счетчики, амплитудный анализатор, блок деления, индикатор. The closest technical solution to the proposed one is a device for determining the probability distribution of the amplitudes of pulse signals (3), which contains a signal sensor, a single vibrator, a peak detector, a pulse shaper, an amplitude-pulse modulator, counters, an amplitude analyzer, a division unit, and an indicator.
Недостатком прототипа является значительная методическая погрешность, обусловленная алгоритмом работы устройства. The disadvantage of the prototype is a significant methodological error due to the algorithm of the device.
Цель изобретения повышение точности устройства вследствие применения нового алгоритма обработки информации, при котором исключается методическая погрешность. The purpose of the invention is to increase the accuracy of the device due to the use of a new information processing algorithm, which eliminates the methodological error.
Указанная цель достигается тем, что в устройство для определения распределения вероятностей амплитуд импульсных сигналов, содержащее одновибратор, два счетчика, блок деления и индикатор, вход которого соединен с выходом блока деления, вход которого подключен соответственно к выходам первого и второго счетчиков, дополнительно введен генератор прямоугольных импульсов, функциональный преобразователь, интегратор, компаратор и источник опорного напряжения, выход которого соединен с первым входом компаратора, выход которого подключен ко входу одновибратора, инверсный и прямой выходы которого соединены соответственно со счетным входом первого счетчика и с входом сброса интегратора, выход которого подключен к второму входу компаратора, информационным входом устройства является вход функционального преобразователя, выход которого соединен с входом интегратора, выход генератора прямоугольных импульсов подключен к счетному входу второго счетчика. This goal is achieved by the fact that in the device for determining the probability distribution of the amplitudes of pulse signals, containing a single vibrator, two counters, a division unit and an indicator, the input of which is connected to the output of the division unit, the input of which is connected respectively to the outputs of the first and second counters, an additional rectangular generator pulses, functional converter, integrator, comparator and reference voltage source, the output of which is connected to the first input of the comparator, the output of which is connected to a single vibrator, the inverse and direct outputs of which are connected respectively to the counting input of the first counter and to the reset input of the integrator, the output of which is connected to the second input of the comparator, the information input of the device is the input of the functional converter, the output of which is connected to the input of the integrator, the output of the square-wave generator is connected to counting input of the second counter.
На чертеже представлена схема устройства. The drawing shows a diagram of the device.
Устройство содержит входной зажим 1, соединенный с входом функционального преобразователя 2, выход которого соединен с входом интегратора 3, выход которого соединен с вторым входом компаратора 4, первый вход которого подключен к выходу источника 5 опорного напряжения (ИОН), а выход соединен с входом одновибратора 6, инверсный и прямой выходы которого соединены соответственно со счетным входом первого счетчика 7 и с входом сброса интегратора 3, генератор 8 прямоугольных импульсов (ГПИ), выход которого соединен со счетным входом второго счетчика 9, выход которого соединен с входом делителя блока 10 деления (БД), вход делимого которого подключен к выходу первого счетчика 7, а выход соединен с входом индикатора 11. The device contains an input terminal 1 connected to the input of the functional converter 2, the output of which is connected to the input of the integrator 3, the output of which is connected to the second input of the comparator 4, the first input of which is connected to the output of the reference voltage source 5 (ION), and the output is connected to the input of a single-shot 6, the inverse and direct outputs of which are connected respectively to the counting input of the first counter 7 and to the reset input of the integrator 3, a rectangular pulse generator (GUI) 8, the output of which is connected to the counting input of the second counter and 9, the output of which is connected to the input of the divider of the division unit 10 (DB), the input of which is divisible is connected to the output of the first counter 7, and the output is connected to the input of the indicator 11.
В предлагаемом частном варианте реализации устройства схема функционального преобразователя 2 содержит аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 12, вход которого является входом функционального преобразователя 2, а выход соединен с адресным входом постоянного запоминающего устройства (ПЗУ) 13, выход которого соединен с цифровым входом цифроаналогового преобразователя (ЦАП) 14, вход опорного напряжения которого подключен к выходу дополнительного ИОН 15, а выход является выходом функционального преобразователя 2. In the proposed private embodiment of the device, the circuit of the functional converter 2 contains an analog-to-digital converter (ADC) 12, the input of which is the input of the functional converter 2, and the output is connected to the address input of a permanent storage device (ROM) 13, the output of which is connected to the digital input of the digital-to-analog converter (DAC) 14, the input of the reference voltage of which is connected to the output of the additional ION 15, and the output is the output of the functional Converter 2.
Схема интегратора 3, в частности, содержит вход, соединенный через входной резистор 16 с инвертирующим входом операционного усилителя (ОУ) 17, соединенным с первым выводом разрядного резистора 18 и через конденсатор 19 с выходом ОУ 17, соединенным с выходами интегратора 3 и коммутатора 20, информационный вход которого соединен с вторым выводом разрядного резистора 18, а управляющий вход коммутатора 20 соединен с входом сброса интегратора 3, неинвертирующий вход ОУ 17 соединен с общей шиной устройства. The integrator circuit 3, in particular, contains an input connected through an input resistor 16 with an inverting input of an operational amplifier (op amp) 17 connected to the first output of the discharge resistor 18 and through a capacitor 19 with an output of an op amp 17 connected to the outputs of an integrator 3 and a switch 20, the information input of which is connected to the second output of the discharge resistor 18, and the control input of the switch 20 is connected to the reset input of the integrator 3, the non-inverting input of the OS 17 is connected to the device common bus.
Рассмотрим работу устройства в двух вариантах применения:
А. Вариант применения устройства для определения начальных моментов исходного случайного процесса х(t).Consider the operation of the device in two applications:
A. The application of the device to determine the initial moments of the initial random process x (t).
На входной зажим 1 подается исследуемый случайный процесс х(t). На выходе АЦП 12 при этом появляется цифровой код, пропорциональный процессу
K12≡ x(t). (1)
Этот код прикладывается к входу ПЗУ 13, которое в этом варианте применения устройства используется в качестве степенного преобразователя. На выходе ПЗУ 13 появляется двоичное число, пропорциональное степени "К" процесса х(t), т.е. выходной код ПЗУ 13 равен
K13≡ xK(t). (2)
Этот код преобразуется с помощью ЦАП 14 в напряжение
u14≡ xK(t). (3)
Выходное напряжение ЦАП 14 прикладывается к входу интегратора 3, напряжение на выходе которого изменяется по формуле
u3≡ xK(t)dt, (4) где t1 начальный момент интегрирования;
t2 конечный момент интегрирования, при котором интеграл u3достигает единичного значения, задаваемого источником 5 опорного напряжения.At the input terminal 1, the investigated random process x (t) is supplied. At the output of the ADC 12, a digital code appears proportional to the process
K 12 ≡ x (t). (1)
This code is applied to the input of the ROM 13, which in this application of the device is used as a power converter. At the output of the ROM 13, a binary number appears, proportional to the degree "K" of the process x (t), i.e. ROM output code 13 is
K 13 ≡ x K (t). (2)
This code is converted using the DAC 14 to voltage
u 14 ≡ x K (t). (3)
The output voltage of the DAC 14 is applied to the input of the integrator 3, the output voltage of which varies according to the formula
u 3 ≡ x K (t) dt, (4) where t 1 is the initial moment of integration;
t 2 is the final moment of integration at which the integral u 3 reaches the unit value specified by the reference voltage source 5.
При u3 u5 компаратор 4 срабатывает, запуская своим выходным напряжением одновибратор 6.When u 3 u 5, the comparator 4 is triggered, starting with its output voltage one-shot 6.
Короткий импульс с прямого выхода одновибратора 6 воздействует на управляющий вход коммутатора 20, который, открываясь при этом, замыкает цепь разряда конденсатора 19 через резистор 18. Учитывая, что значение разрядного резистора 18 очень мало (оно на 4 порядка меньше входного резистора 16), напряжение интегратора 3 спадает до нуля за несколько микросекунд. A short pulse from the direct output of the one-shot 6 acts on the control input of the switch 20, which, when opened, closes the discharge circuit of the capacitor 19 through the resistor 18. Given that the value of the discharge resistor 18 is very small (it is 4 orders of magnitude less than the input resistor 16), the voltage Integrator 3 drops to zero in a few microseconds.
Короткий импульс с инверсного выхода одновибратора 6 увеличивает на единицу содержимое счетчика 7. A short pulse from the inverse output of a single-shot 6 increases by one the contents of the counter 7.
Аналогичная операция повторяется на следующем интервале t2 t3, при котором интеграл u3 вновь нарастает от нуля до значения u5
u3≡ xK(t)dt (5) и т.д.A similar operation is repeated on the next interval t 2 t 3 at which the integral u 3 again grows from zero to u 5
u 3 ≡ x K (t) dt (5), etc.
Таким образом, на интервалах времени ti ti+1 интегратором 3 измеряются одинаковые кванты интеграла
Δ≡ xK(t)dt, (6) количество которых подсчитывается счетчиком 7.Thus, at time intervals t i t i + 1, the integrator 3 measures the same quanta of the integral
Δ≡ x K (t) dt, (6) the number of which is counted by the counter 7.
Значение каждого кванта численно равно
Δ=U5 (7)
Как известно, начальный момент К-го порядка равен
μк= xK(t)dt. (8)
Время усреднения Т может быть определено по формуле
T N9· Tп8= (9) где N9 содержимое второго счетчика 9;
Тп8 длительность периода импульсов ГПИ 8;
f8 частота ГПИ 8.The value of each quantum is numerically equal
Δ = U 5 (7)
As you know, the initial moment of the Kth order is
μ k = x K (t) dt. (8)
The averaging time T can be determined by the formula
TN 9 · T p8 = (9) where N 9 is the contents of the second counter 9;
T p8 the duration of the pulse period GUI 8;
f 8 frequency GUI 8.
Интеграл за время усреднения Т с учетом формулы (8), равен
xK(t)dt= u5·N7, (10) где N7 содержимое первого счетчика 7.The integral over the averaging time T, taking into account formula (8), is equal to
x K (t) dt = u 5 · N 7 , (10) where N 7 is the content of the first counter 7.
С учетом формул 8-10 можно записать
μkx= ·u5·N7= u5f8 K (11) где К u5f8 постоянный коэффициент пропорциональности.Given formulas 8-10, we can write
μ kx = U 5 N 7 = u 5 f 8 K (11) where K u 5 f 8 is a constant coefficient of proportionality.
Блоком 10 деления выполняется операция деления числа N7 на N9 выходной код БД 10 пропорционален измеряемому моменту μкх Значение момента непрерывно отображается на цифровом индикаторе 11.The division unit 10 performs the operation of dividing the number N 7 by N 9 the output code of the database 10 is proportional to the measured moment μ kx The moment value is continuously displayed on the digital indicator 11.
Б. Вариант применения устройства для определения начальных моментов случайного процесса y(t), полученного из исходного случайного процесса х(t) после преобразования в соответствии с формулой y φ (x,t). B. The application of the device for determining the initial moments of a random process y (t) obtained from the original random process x (t) after conversion in accordance with the formula y φ (x, t).
Устройство работает так же, как и в варианте А. Однако ПЗУ 13 в этом варианте применения используется в качестве функционального преобразователя, обеспечивающего на выходе ПЗУ 13 код
K13≡ [φ(x)]k. (12)
На индикаторе 11 отображается значение момента μку
Преимуществом предлагаемого технического решения по сравнению с известными является его более высокая точность, достигаемая за счет отсутствия методической погрешности. Схема устройства проста, она реализуется на нескольких широко распространенных микросхемах.The device works in the same way as in option A. However, the ROM 13 in this application is used as a functional converter that provides a code at the output of the ROM 13
K 13 ≡ [φ (x)] k . (12)
The indicator 11 displays the value of the moment μ ku
An advantage of the proposed technical solution in comparison with the known ones is its higher accuracy, achieved due to the absence of a methodological error. The circuit of the device is simple, it is implemented on several widely distributed circuits.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5016891/24A RU2041496C1 (en) | 1991-07-24 | 1991-07-24 | Device for determination of initial moments of arbitrary order |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5016891/24A RU2041496C1 (en) | 1991-07-24 | 1991-07-24 | Device for determination of initial moments of arbitrary order |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2041496C1 true RU2041496C1 (en) | 1995-08-09 |
Family
ID=21591723
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5016891/24A RU2041496C1 (en) | 1991-07-24 | 1991-07-24 | Device for determination of initial moments of arbitrary order |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2041496C1 (en) |
-
1991
- 1991-07-24 RU SU5016891/24A patent/RU2041496C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
1. Авторское свидетельство СССР N 1108464, кл. G 06F 15/36, 1983. * |
2. Авторское свидетельство СССР N 922769, кл. G 06F 15/36, 1980. * |
3. Авторское свидетельство СССР N 1078444, кл. G 06F 15/36, 1984. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4158234A (en) | Autocorrelation function parameter determination | |
US3705297A (en) | Signal averager | |
US4558303A (en) | Methods of and apparatus for converting an analogue voltage to a digital representation | |
RU2041496C1 (en) | Device for determination of initial moments of arbitrary order | |
US3360723A (en) | Digital voltage integrator system | |
US3678505A (en) | Simultaneous logarithmic conversion and digital display apparatus | |
US3792352A (en) | Analog-to-digital converter utilizing different feedback effects to obtain accuracy and resolution | |
GB1580178A (en) | Digital measurement | |
RU2231077C2 (en) | Device for measurement of frequency of electric signals | |
SU752237A1 (en) | Device for measuring the time of variation of a signal by several times | |
US4011502A (en) | Logarithmic ratemeter with bistable signal comparison | |
SU1599804A1 (en) | Apparatus for measuring parameters of two-component two-terminal networks | |
SU741281A1 (en) | Device for integrating functions of peak shape | |
SU718799A1 (en) | Pulse repetition frequency meter | |
Wise | Precise Wide-Range Direct-Reading Electronic Integrator. | |
SU752170A1 (en) | Digital meter of signal effective value | |
RU2389068C2 (en) | Digital device for determining onset of any order | |
SU805357A1 (en) | Device for determining probability density | |
SU1247802A1 (en) | Installation for calibration checking of analog-to-digital converters | |
SU960843A1 (en) | Entropy determination device | |
SU1217340A1 (en) | Apparatus for recording contaneogalvanic reaction | |
SU432435A1 (en) | TWO-CIRCUIT ANALYSIS TSG1FROVYFAZOMETR | |
SU742819A1 (en) | Meter of on-off time ratio of square pulses | |
SU434419A1 (en) | ||
SU947957A1 (en) | Device for determining integral characteristics of harmonic signal |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
QB4A | Licence on use of patent |
Effective date: 20070214 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080725 |
|
REG | Reference to a code of a succession state |
Ref country code: RU Ref legal event code: MM4A Effective date: 20080725 |