SU650083A1 - Устройство дл определени дисперсии длительностей выбросов случайных процессов - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к области вычислительной техники и может быть использовано дл  определени  статнстических параметров выбросов случайных процессов.

Известно устройство дл  определени  дисперсии случайных процессов, содержащее формирователь Импульса, преобразователь интервал-число, частотомер, счетчик им пульсов выборки, амплитудный селектор , аналого-цифровой квадратор и блок усреднени  .

Однако наличие аналого-цифрового квадратора существенно усложн ет устройство.

Наиболее близкое к изобретению техническое решение - устройство дл  определени  дисперсии длительностей выбросов случайных Процессов, содержащее формирователь выбросов, генератор импульсов опроса, и ть элементов И, два переключател , нреобразователь длительности импульса в амплитуду, реверсивный счетчик, делитель частоты, элемент задержки, триггер , замыкающую кнопку с самовозвратом, дифференцирующую цецочку, вход которой объединен с первым входом нервого элемента И и Подключен к первому выходу первого переключател , второй вход которого соединен с первым входом второго элемента И. Вход первого переключател  подключен к выходу формировател  выбросов , выход дифференцируюихей цепочки - к нервому входу третьего элемента И и через замыкающую кнопку с самовозвратом соединен с первым входом делител  частоты и с единичным входом триггера , нулевой выход которого иодк.почен к первому входу четвертого элемента И и к вторьп входам первого и третьего элементов И, выход третьего элемента И соединен с вторым входом делител  частоты, выход которого подключен к входх элемента задержки и к нулевому входу триггера, еднИ1 чиый выход которого соединен с первым входом п того элемента И, выход которого подключен к вычитающему реверсивного счетчика, суммирующнй вход которого соединен с выходом четвертого элемента И, а выход первого элемента И подключен к первому входу э.чемента ИЛИ ,2.

Известное устройство не позвол ет определ ть дисперсию суммы длительностей

выбросов т,; случайного процесса за интервал времени Т.

Целью изобретени   вл етс  уиррщен1 е устройства и расширение его функциональных возможностей путем определенн  днсперсии суммы длительностей выбросов.

С этой целью в устройство дл  определени  длительностей выбросов введены два

сумматора, блок установки интервала анализа , дополнительный элемент задержки, шестой элемент И, частотно-импульсный преобразователь. Первый вход первого сумматора соединен с выходом первого элемента И, второй вход подключен к выходу дифференцирующей цепочки, а выход соединен с вторым входом элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу дополнительного элемента задержки, и через преобразовате;;ь длительности импульса в амплитуду - с входом частотно-импульсного преобразовател , выход которого соединен с первым входом шестого элемента И, второй вход которого подключен к выходу дополпительного элемента задержки, и через второй переключатель - с вторым входом формировател  выбросов. Выход шестого элемента И соединен с вторыми входамн четвертого и п того элементов И. Выход генератора импульсов подключен к входу блока установки интервала анализа, выход которого соединен с вторым входом второго элемента И и с первым входом второго сумматора, второй вход которого подключен к выходу второго элемента И, а выход соединен с входом дифференцируюшей цепочки.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства дл  определени  дисперсии длительностей выбросов случайных процессов.

Устройство содержит формирователь 1 выбросов, элементы И 2-7, первый сумматор 8 длительностей выбросов, второй сумматор 9 длительностей выбросов, элемент ИЛИ 10, элемент задержки 11, дополнительный элемент задержки 12, генератор имлульсов 13, блок 14 установки интервала анализа, дифференцируюш,ую цепочку 15, преобразователь 16 длительности импульса в амплитуду, частотно-импульсный нреобразователь 17, реверсивный счетчик 18, триггер 19, делитель 20 частоты, замыкающую кнопку 21 с самовозвратом, первый переключатель 22 с неподвижными контактами 23, 24, второй переключатель 25 с неподвижными контактами 26, 27.

Устройство работает следующим образом .

При измерении дисперсии длительностей выбросов переключатель 22 замкнут на контакт 24, переключатель 25 - на контакты 26, 27. Напр жение реализации исследуемого Процесса, подводимое к входному зажиму, поступает на сигнальный вход формировател  1 выбросов. В последнем установлено заданное пороговое наПр жение , относительно которого формируютс  пр моугольные импульсы посто нной амплитуды . Длительность импульса равна длительности выброса, из которого сформирован импульс. Через элемент И 3 (при наличии разрешающего напр жени  на его втором входе) импульс поступает в сумматор

8 длительностей импульсов, в котором длительности всех импульсов, поступавших за цикл измерени , суммируютс , и через элемент ИЛИ Ш - на входы дополнительного элемента задержки 12 и преобразовател  16. Элемент задержки 12 задерживает каждый импзльс па врем , большее его длительности.

Преобразователь 16 преобразует импульс

в пропорциональное длительности напр жение (коэффициент пропорциональности K.i), которое заноминаетс . Это напр жение подаетс  на вход частотно-импульсного преобразовател  17, с помощью которого

преобразуетс  в периодическую последовательность импульсов. Частота импульсов /1 на выходе преобразовател  17 пропорциональна этому напр жепию (коэффициент пропорциональности Kz) Эти импульсы

оступают на вход элемента И 4, на другой вход которого поступает задержанный импульс с выхода элемента задержки 12.

На выходе элемента И 4 образуетс  пачка импульсов, число импульсов в которой

равно «.i (i/C2T. Эти импульсы подвод тс  к входу элемента И 5 и проход т через нее на суммирующий вход реверсивного счетчика 18 (если триггер 19 находитс  в единичном положении). Задним

фроитом импульса на выходе элемента задержки 12 формирователь 1 выбросов подготавливаетс  к фор.мированию следующего выброса. Суммирующий вход реверсивного счетчнка соединен с входом д-и декады, поэтому после прохождени  выбросов в счетчике 18 будет накоплено число А, пропорциональное оценке второго момента длительностей выбросов, т. е.

л

1 Л

Л Л. - лг2

/ 1

,f,.

Дл  получени  пр мого отсчета необходимо установить Ю

По истечении Л выбросов в сумматоре 9 образуетс  сумма длительностей выбросов, котора  Пропорциональна оценке математического ожидани  длительности выбросов

лг

2 ,.

Число Л обрабатываемых выбросов задаетс  устройством, состо щим из элемента И 6, делител  20 частоты, триггера 19 и замыкающей кнопки 21 с самовозвратом. До пачала измерений триггер 19 находитс  в нулевом состо нии. При этом на вторые входы элементов И 3, 6 и первый вход элемента 5 подаетс  запрещающий (нулевой) потенциал.

После нажати  кнопки 21 первый выходной импульс дифференцирзющей цепочки 15 очищает делитель 20 частоты и перебрасывает триггер 19 в единичное положение, вследствие чего на входы элементов И 3, 5, 6 Поступает разрешающий (единичный) потенциал. С этого момента создаетс  возможность Передачи пр моугольных импульсов через элемент И 3 на входы сумматора 8 и прохождени  импульсов с выхода дифференцирующей цепочки 15 в делитель частоты, а также поступлени  выходных импульсов элемента И 4 на суммирующий вход реверсивного счетчика 18. Делитель 20 частоты представл ет собой пересчетную схему, коэффициент пересчета которой

.

После поступлени  Л импульсов на выходе делител  частоты возникает импульс, перебрасывающий триггер 19 в нулевое положение . В результате этого запираютс  элементы И 3, 5, 6, а на иервый вход элемента И 7 подаетс  paзpeuJaющий потенциал . Кроме этого, импульс с выхода делител  частоты, задержанный элементом задержки 11 на промежуток времени (достаточный дл  окончани  формировани  в реверсивном счетчике 18 числа Л), поступает на вход опроса сумматора 8 длительностей импульсов, на выходе которого при этом формируетс  нр моугольный импульс с длительностью

JV

. 2,..

Длительность этого импульса преобразуетс  с помощью Преобразователей 16 и 17 в частоту /2 Ki/C2T,. коротких импульсов,

которые заполн ют с помощью элемента И 4 пр моугольный импульс с длительностью TV, задержанный элементом задержки 12. На выходе элемента И 4 образуетс  пачка импульсов, число импульсов в которой равно

В ,., K.K..K.X

NK,K,{M.Y.

Эти импульсы поступают через элемент И 7 на вычитающий вход реверсивного счетчика 18. В результате цикла измерени  показание реверсивного счетч-ика L будет пропорционально оценке дисперсии длительностей выбросов

I А - .6 NK.K, (М (T)) DW-10%

где число р определ ет положение зап той .

В режиме измерени  дисперсии суммы длительностей выбросов т,, случайного процесса за интервал времени Т переключатель 25 замкнут на контакт 26, переключатель 22 - на контакт 23. Импульс с выхода генератора 13 импульсов опроса запускает блок 14 дл  установки интервала анализа Г, на выходе которого формируетс  пр моугольный импульс длительностью Т (величину Т можно регулировать). В течение интервала времени Т на втором входе элемента И 2 присутствует разрешающее напр жение, и пр моугольные илшульсы,

сформированные из выбросов исследуемого процесса, поступают через элемент И 2 на вход сумматора 9 длительностей импульсов . При этом каждый сформированный импульс задним фронтом через переключатель 25 воздействует на управл ющий вход

формировател  выбросов и подготавливает

носледний к формнрованню следующего

нмпульса.

По окончании интервала анал1 за Т задН1 м фронтом импульса с выхода блокп 14 производптс  опрос сумматора 9 длительностей импульсов, на выходе которого при этом формируетс  пр моугольный нлшульс длительностью т,-, равной сумме длительностей выбросов за интервал времени Т. Этот импульс поступает на входы элемента PI 3 и дифференцируюн ей цепочки 15. Число Л обрабатываемых сумм длительностей выбросов и формирование оценки дисперсии суммы длительностей выбросов ,. осуществл ютс  далее аналогнчно

рассмотренному выше режнму измерени  дисперснн длительностей одиночных выбросов .

Введенне новых элe тeнтoв (два сумматора длительностей импульсов, блок установки интервала аналнза, частотно-имнульсный преобразователь и дополнительные элементы И и задержк {) позвол ет измер ть дисперсию суммы длительностей выбросов за установленный интервал времени, что расшир ет функциональные возможностн устройства. Кроме того, в устройстве отсутствует сложный элемент - аналогоцифровой квадратор, что упрощает его.

Claims (2)

1. Мирский Г. Я- Аппаратурное определение характеристик случайных процессов. М., «Энерги , 1972, с. 353.

2. Авторское свидетельство СССР № 387392, кл. G 06F 15/36, 1971.