SU1328828A1 - Device for solving equations in operative form - Google Patents

Device for solving equations in operative form Download PDF

Info

Publication number
SU1328828A1
SU1328828A1 SU853980561A SU3980561A SU1328828A1 SU 1328828 A1 SU1328828 A1 SU 1328828A1 SU 853980561 A SU853980561 A SU 853980561A SU 3980561 A SU3980561 A SU 3980561A SU 1328828 A1 SU1328828 A1 SU 1328828A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
output
input
noise
differential amplifier
node
Prior art date
Application number
SU853980561A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Сергеевич Задорожный
Юрий Петрович Пытьев
Original Assignee
МГУ им.М.В.Ломоносова
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by МГУ им.М.В.Ломоносова filed Critical МГУ им.М.В.Ломоносова
Priority to SU853980561A priority Critical patent/SU1328828A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1328828A1 publication Critical patent/SU1328828A1/en

Links

Landscapes

  • Amplifiers (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к вычислительной технике и может быть применено в области приборостроени . Целью изобретени   вл етс  повышение точности решени . Цель достигаетс  введением в устройство функциональных преобразователей и узлов нормировани  спектральной характеристики шума. Устройство обеспечивает устойчивое ,восстановление сигнала при любом ис- . кажающем операторе и при любом шуме с известным коррел ционньм оператором. 1 ил. Э х 30The invention relates to computing and can be applied in the field of instrumentation. The aim of the invention is to improve the accuracy of the solution. The goal is achieved by introducing into the device functional converters and normalization units of the spectral characteristic of noise. The device provides steady, signal recovery at any is. seeming operator and any noise with a known correlation operator. 1 il. E x 30

Description

1one

Изобретение относитс  к аналогово вычислительной технике, в частности машинной обработке сигналов, и может быть применено дл  восстановлени  формы электрического сигнала, и ска- женного линейным преобразованием с известной передаточной функцией и пораженного шумо с известным спектральным распределением.The invention relates to analog computing, in particular, machine-based signal processing, and can be applied to restore the shape of an electrical signal, and is encoded by a linear transformation with a known transfer function and an impaired noise with a known spectral distribution.

Цель изобретени  - повышение точности решени  уравнени  в операторно форме.The purpose of the invention is to improve the accuracy of solving the equation in an operator form.

На чертеже представлено устройство дл  решени  уравнений в оператор ной форме.The drawing shows a device for solving equations in an operator form.

Устройство содержит первый узел 1 нормировани  спектральной характеристики шума, сумматрр 2, инвертор 3, масштабирующий блок 4, второй узе 5 нормировани  спектральной характеристики шума, второй функциональный преобразователь 6, третий функционалный преобразователь 7, первый функ- The device contains the first node 1 of the normalization of the spectral characteristics of noise, summatr 2, the inverter 3, the scaling unit 4, the second node 5 of the normalization of the spectral characteristics of noise, the second functional transducer 6, the third functional transducer 7, the first function

циональный преобразователь 8, третий узел 9 нормировани  спектральной характеристики шума. Узел нормировани  спектральной характеристики шума содержит дифференциальный усилитель 10, фильтр 11 низких частот, блок 12 извлечени  квадратного корн .national converter 8, the third node 9 of the normalization of the spectral characteristics of noise. The node for normalizing the spectral characteristic of the noise contains a differential amplifier 10, a low-pass filter 11, and a square root extractor 12.

Устройство работает следующим образом . .The device works as follows. .

Сигнал с входа устройства проходит через узел 1 нормирова:ни  спектральной характеристики шума и посту-. пает на первый вход сумматора 2. С выхода последнего сигнал .поступает на блок 4 и далее проходит через блок А, узел 5,функциональнУе преобразователи 6 и 8, узел 9 и инвертор 3. С выхода инвертора 3 сигнал поступает на второй вход сумматора 2. С выхода 6 сигнал проходит через преобразователь 7 и поступает на выход устройства. The signal from the device input passes through node 1 normalized: neither the spectral characteristic of the noise and the post. It goes to the first input of the adder 2. From the last output, the signal enters block 4 and then passes through block A, node 5, functional converters 6 and 8, node 9 and inverter 3. From the output of inverter 3, the signal goes to the second input of adder 2. From output 6, the signal passes through the converter 7 and is fed to the output of the device.

В узле нормировани  спектральной характеристики шума сигнал поступаетIn the node the normalization of the spectral characteristics of the noise signal enters

3535

Первый функциональный преобразователь реализует передаточную функци h(p) оператора А. Второй функциональ ный преобразователь реализует передаточную функцию оператора h(p), сопр женного оператору А (такую же, как у оператора А, но с заменой аргумента на комплексно сопр женное значение). Третий функциональный пре образователь реализует передаточную 40 функцию 2(р) оператора U, которым коррелируетс  форма выходного сигнала . Если операторы А и U  вл ютс  ин тегральными, то первьй и третий функ циональные преобразователи выполн ют с  в виде инерционных усилителей, а второй функциональный преобразовател в виде инерционного усилител  с инвертором импеданса.The first functional converter implements the transfer function h (p) of operator A. The second functional converter implements the transfer function of operator h (p) associated with operator A (the same as that of operator A, but replacing the argument with a complex conjugate value). The third functional converter realizes the transfer function 40 (2) of the operator U, which correlates the output waveform. If operators A and U are integral, then the first and third functional transducers are implemented with inertial amplifiers, and the second functional transducer as inertial amplifiers with an impedance inverter.

В качестве примера оператора АAs an example of the operator A

4545

на неинвертирующий вход дифференцигшь-5о можно привести интегрирукмцую RC-.цепочку . Така  цепочка имеет переданого усилител  10. С выхода последнего сигнал проходит через блоки 11 и 12 и поступает на инвертирующий вход усилител  10. С выхода блока 12 сигнал поступает на выход узла нормировани  спектральной характеристики шума.On the non-inverting input differential-5o, you can bring the integrator RC-chain. Such a chain has a transmitted amplifier 10. From the output of the latter, the signal passes through blocks 11 and 12 and is fed to the inverting input of amplifier 10. From the output of block 12, the signal goes to the output of the node that normalizes the spectral characteristic of the noise.

Масштабирующий блок измен ет ам- .плитуду сигнала с коэффициентом прО The scaling unit changes the signal's amplitude with a ratio of

точную функщпо hCp) exact function hCp)

1one

КС„ + I КС „+ I

Пере55Re55

даточйа  функци  сопр женного оператора hCp) --the datch function of the conjugate operator hCp) -

1 - RC,1 - RC,

выполн етс performed

РR

в виде инвертора импеданса с резисто ром R на входе и конденсатором С наin the form of an impedance inverter with a resistor R on the input and a capacitor C on

порциональностиportionality

Параметр ыOptions

Формуле y(t) Formula y (t)

определ ет величину шума в результи- рующем сигнале и величину ошибки восстановлени  (ней зку). Величина шума и нев зка св заны законом сохранени . По заданной максимально допустимой величине шума можно вычислить нев зку.и значение коэффициента k. Аналогично, по заданной нев зке вычисл етс  уровень шума и соответствующее значение U .Determines the amount of noise in the resulting signal and the magnitude of the reconstruction error (s). The magnitude of noise and restraint is related to conservation law. For a given maximum permissible noise level, one can calculate the variance of the coefficient and the value of the coefficient k. Likewise, the noise level and the corresponding U value are calculated for a given constraint.

Узел нормировани  спектральной характеристики шума преобразует сигнал так, что случайна  составл юща  имеет характер белого шума (т.е. спект шума становитс  равномерным). При . выбеливании сигнал преобразуетс  поThe noise spectral response node transforms the signal so that the random component has the character of white noise (i.e., the noise spectrum becomes uniform). At. whitening the signal is converted by

/ ч x(t) / h x (t)

Формуле y(t) Formula y (t)

где . - коррел ционный оператор шума/интегральный оператор, имеющий передаточную функцию (Ь(р),  дро которого  вл етс  коррел ционной функцией случайного процесса (t).where - the noise correlation operator / integral operator having the transfer function (L (p), the core of which is the correlation function of the random process (t).

Первый функциональный преобразователь реализует передаточную функцию h(p) оператора А. Второй функциональный преобразователь реализует передаточную функцию оператора h(p), сопр женного оператору А (такую же, как у оператора А, но с заменой аргумента на комплексно сопр женное значение). Третий функциональный преобразователь реализует передаточную функцию 2(р) оператора U, которым коррелируетс  форма выходного сигнала . Если операторы А и U  вл ютс  интегральными , то первьй и третий функциональные преобразователи выполн ютс  в виде инерционных усилителей, а второй функциональный преобразователь в виде инерционного усилител  с инвертором импеданса.The first functional converter implements the transfer function h (p) of operator A. The second functional converter implements the transfer function of operator h (p) associated with operator A (the same as that of operator A, but replacing the argument with a complex conjugate value). The third functional converter implements the transfer function 2 (p) of the operator U, which correlates the output waveform. If operators A and U are integral, then the first and third functional transducers are in the form of inertial amplifiers, and the second functional transducer in the form of an inertial amplifier with an impedance inverter.

В качестве примера оператора АAs an example of the operator A

точную функщпо hCp) exact function hCp)

1one

КС„ + I КС „+ I

ПереRe

сопр женного операconjugated opera

RC,RC,

выполн етс performed

РR

в виде инвертора импеданса с резистором R на входе и конденсатором С наin the form of an impedance inverter with a resistor R at the input and a capacitor C at

выходе. В качестве оператора U в это случае обьгчно выбирают интегрирующую RC-цепь с меньшей посто нной времени .output In this case, the integrator RC circuit with a smaller time constant is chosen as the operator U in this case.

Предлагаемое устройство синтези- рует сигналThe proposed device synthesizes the signal

4(t) R (a))f(t),4 (t) R (a)) f (t),

:где R(W) : where R (W)

U()I) синтезируемый оператор;U () I) synthesized operator;

|S(t)Af (t)+ )(t) - выходной сигнал,| S (t) Af (t) +) (t) - output signal

искаженный оператором А и поражен ный шумом (t); f(t) - неискаженный аппаратурой сигнал; Ч (t) - выходной сигналdistorted by operator A and hit by noise (t); f (t) is an undistorted signal; H (t) - output signal

устройства; S - коррел хцюнный оператор шума; А - оператор, сопр - женньй А;devices; S - correlating noise operator; And - the operator, sopr - female A;

и - оператор, контро лирук цнй форму выходного сигнала.and - operator, control of the output signal form.

Величина t) вычисл етс  из уравнени The value of t) is calculated from the equation

tg R (W) 2 R (w) tg R (W) 2 R (w)

р1Ибо полагаетс  нулем, если лева  часть уравнени  всегда меньше . Здесь  вл етс  заданным граничным значением энергии шума. При этом R  вл етс  решением вариационной задачиp1 is assumed to be zero if the left side of the equation is always smaller. Here, is the predetermined boundary value of the noise energy. In this case, R is the solution of the variational problem

HRA - и IHRA - and I

EliR g.EliR g.

Нев зка g (ошибка синтеза) равнаNew g (synthesis error) is equal to

4545

gHIR(Qg)A - и 11 (wpA - и .. ..gHIR (Qg) A - and 11 (wpA - and .. ..

Таким образом, нев зка минимальна при заданном ограничении на шум. Тем самьм синтезируетс  прибор(восстанавливаетс  сигнал)максимально точно. Thus, the uncertainty is minimal with a given limit on noise. The device is thus synthesized (the signal is restored) as accurately as possible.

Дл  вы снени  вида выходного сигнала , формируемого предлагаемым прибором , предположим, что перед масштабирующим звеном сигнал имеет вид 4(t). Тогда второе слагаемое сумми- руемого сигнала равноTo clarify the form of the output signal generated by the proposed device, suppose that the signal in front of the scaling link is 4 (t). Then the second term of the summed signal is

« "

(t) --1(t) --1

АА AA

f(t), f (t),

а поскольку первое слагаемое имеетand since the first term has

,-,Ш.., -, Sh ..

вид данным устройством решаетс  уравнение {the form of this device solves the equation {

) Sr 4 (t) + Ч- (t) Его решение можно записать в вид) Sr 4 (t) + H- (t) His solution can be written in the form

4(t) (I - Я )5I f(t)4 (t) (I - Я) 5I f (t)

.и выходной сигнал имеет вид 1 „. ..and the output signal looks like 1 „. .

У (t)Y (t)

- (t)- (t)

и( + и 1) and (+ and 1)

S §(t) S § (t)

R|(t), R | (t),

20 20

..

4545

30thirty

3535

4040

,,

что и отмечено.as noted.

Предлагаемое устройство обеспечивает синтез |;игнал а, самого близкого к восстанавливаемому при заданном ограничении на уровень шума и при заданном виде возможных искажений.Нев зка синтеза и уровень шума св заны законом сохранени . Устройство обеспечивает устойчивое восстановление сигнала при любом искажающем операторе А и при любом шуме с известным коррел ционньм оператором.The proposed device provides a synthesis of;; ignition, which is closest to the recoverable under a given restriction on the noise level and for a given type of possible distortion. The synthesis problem and the noise level are bound by the law of conservation. The device provides stable signal recovery at any distorting operator A and at any noise with a known correlation operator.

Claims (1)

Формула изобретени .Claims. Устройство дл  решени  уравнений ib операторной форме, содержащее сумматор , масштабирующий блок,первый функциональный преобразователь и инвертор , причем выход сумматора подключен к входу масштабирующего блока, выход инвертора соединен с первым входом сумматора, отличающеес , тем, что, с целью повьвпенн  точности, в него введены .второй и третий функциональные преобразователи и три узла нормировани  спектральной характеристики шума, каждый из которых содержит дифференциальный усилитель, фильтр низких частот и блок извлечени  квадратного корн , причем выход дифференциального усилител  через цепочку последовательно соединенных фильтра низких частот и блока извлечени  квадратного корн  подключен к инве)тиру1гацему входу дифференциального усилител , :неинвертирующий вход дифференгщального усилител  первого узла нормировани  спектральной характеристики шума  вл етс  входом устройства , выход блока извлечени  квадратного корн  первого узла нормировани  спектральной характеристики шума поду:лючен к второму входу сумматора , выход масштабирующего блока соединен с неинвертирующим входом диф- ференцйального усилител  второго узла норьшровани  спектральной характеристики шума, выход блока извлечени  квадратного корн  которого подA device for solving equations ib of operator form, containing an adder, a scaling unit, a first functional converter and an inverter, the output of the adder being connected to the input of the scaling unit, the output of the inverter connected to the first input of the adder, with the aim of increasing the accuracy The second and third functional transducers and three nodes for the normalization of the spectral noise characteristic are introduced, each of which contains a differential amplifier, a low-pass filter and a quad extraction unit. A differential root, the output of the differential amplifier through a chain of series-connected low-pass filters and a square root extraction unit is connected to the investment input of a differential amplifier input,: the non-inverting input of the differential amplifier of the first noise spectral characterization node is the input of the device node of the normalization of the spectral characteristics of the noise hearth: connected to the second input of the adder, the output of the scaling unit with a non-inverting input of the differential amplifier of the second node for spectral noise equalizing, the output of the square root extraction unit of which is under ключен к входу второго функционального преобразовател , выход которого соединен с входами третьего и первого функциональных преобразователей, выход первого функционального преобразовател  подключен к неинвертирующему входу дифференциального усилител  третьего узла нормировани  спектральной характеристики шума, выход блока извлечени  квадратного корн  которого соединен с входом инвертора, выход третьего функционального преобразовател   вл етс  выходом устройства .connected to the input of the second functional converter, the output of which is connected to the inputs of the third and first functional converters, the output of the first functional converter is connected to the non-inverting input of the differential amplifier of the third noise spectral normalization node, the output of the square root extractor, the output of the third functional converter is the output of the device. Редактор М.БланарEditor M.Blanar Сос авитель В.ЛихацкийSos Avitel V. Likhatsky Техред И.Попович Корректор Л.ПилипенкоTehred I.Popovich Proofreader L.Pilipenko Заказ 2489/51 Тираж 672ПодписноеOrder 2489/51 Circulation 672 Subscription ВНИИПИ Государственного комитета СССРVNIIPI USSR State Committee по делам изобретений и. открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д.4/5for inventions and. Discoveries 113035, Moscow, Zh-35, Raushsk nab., 4/5 Производственно-полиграфическое предпри тие, г.Ужгород, ул.Проектна ,4Production and printing company, Uzhgorod, Projecto st., 4
SU853980561A 1985-11-19 1985-11-19 Device for solving equations in operative form SU1328828A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU853980561A SU1328828A1 (en) 1985-11-19 1985-11-19 Device for solving equations in operative form

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU853980561A SU1328828A1 (en) 1985-11-19 1985-11-19 Device for solving equations in operative form

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1328828A1 true SU1328828A1 (en) 1987-08-07

Family

ID=21206672

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU853980561A SU1328828A1 (en) 1985-11-19 1985-11-19 Device for solving equations in operative form

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1328828A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 926682, кл. G 06 G 7/38, 1980. Авторское свидетельство СССР № 1092530, кл. С 06 С 7/38, 1982. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SU1328828A1 (en) Device for solving equations in operative form
US4599703A (en) Low frequency AC waveform generator
SU1569738A1 (en) Fourierъs spectrum analyzer
SU1390620A1 (en) Device for evaluating equations in statement form
US4628257A (en) Wattmeter
SU1120361A1 (en) Differentiator
SU1241145A1 (en) Method of generating periodic signal with given harmonic coefficient
SU1525441A1 (en) Strain measuring device
SU902209A1 (en) Amplifying device
SU798880A1 (en) Four-square multiplying device
Wellstead Nonparametric methods of system identification
SU1476247A1 (en) Method of determining low-frequency thermonydraulic stability reserve of heat-mass-exchange steam-generating circuit with natural circulation
SU717791A1 (en) Device for evaluating non-centered random process dispersion
SU1140128A1 (en) Spectrum analyser
SU959101A1 (en) Apparatus for equalizing tunable analog multiplier with variable tuning rate
SU1580275A1 (en) Apparatus for forming signal with given coefficient of harmonics
SU476520A1 (en) Repetitive Spectrum Analyzer
SU1100699A1 (en) Versions of device for forming components of reference parameter of rotor of asynchronous phase-wound motor
SU959268A2 (en) Controllable filter
SU1716546A1 (en) Integrator
SU539331A1 (en) Phase lock device in magnetic recording equipment
SU1541536A1 (en) Method of measuring noise of radiation of light source
SU1327133A1 (en) Caculator of static moments
SU894718A1 (en) Device for computing fourier coefficients
SU957115A1 (en) Device for stroboscopic converter of high frequency voltage to low frequency voltage