SU934507A1 - Устройство дл определени коэффициента изменчивости случайного процесса - Google Patents

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ИЗМЕНЧИВОСТИ СЛУЧАЙНОГО ПРОЦЕССА

I

Изобретение относитс  к вычислительной технике и предназначено дл  определени  статистических характеристик случайных нроцессов , представленных в аналоговой форме.

Известно устройство дл  определени  коэффициента изменчивости случайного процесса, содержащее первый сумматор, первый вход которого подключен ко входу устройства, второй вход - к выходу первого инвертора, вход которого через п фильтров нижних частот соединен со входом устройства, блок умножени , первый вход которою подключен к выходу первого сумматора, первый усредн ющий фильтр, вход которого соединен с выходом блока умножени , блок подбора скважности, вход которого подключен к выходу первого усредн ющего фильтра, второй усредн ющий фильтр, вход которого соединен с выходом блока подбора скважности, а выход - с выходом устройства, ключ, первый вход которого подключен ко входу первого инвертора, а второй вход к выходу блока подбора скважности, активный фильтр, вход которого соединен с выходом ключа, а выход - с третьим входом первого сумматора, второй инвертор , вход которого соединен со входом устройства, и второй сумматор, первый вход которого подключен к выходу второго инвертора , третий вход - к выходу активного фильтра , второй вход - ко входу первого инвертора , а выход - ко второму входу блока умножени  1 .

Недостатком устройства  вл етс  относительно невысока  точность и сложность кон10 струкции, так как реализаци  высокой точности таких схем измерений может быть обеспечена лишь при высокой точности всех блоков.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  устройство дп  опреде15 лени  коэффициента изменчивости сл чайиого процесса, содержащее линейный преобразователь , последовательно включенные умножитель, блок усреднени  и блок управлени , выход которого подключен к управл емому входу

Claims (2)

1. 30 линейного преобразовател , фильтр нижних частот, вход которого подключен ко входу устройства, а выход - к сигнальному входу линейного преобразовател , первый инвертор. 3 9 первый сумматор, первый вход которого подключен ко входу фильтра нижних частот, а второй его- вход - через первый инвертор к выходу фильтра нижних частот, второй сумматор, входы которого подключены соответственно к выходу первого сумматора и к выходу линейного преобразовател , а выход к первому входу умножител , второй инвертор и третий сумматор, первый вход которого подключен ко второму входу второго сумматора, второй его вход - через второй инвертор к выходу первого сумматора, а выход - ко второму входу умножител  2. Это устройство характеризуетс  низкой точностью и сложностью, так как в известном устройстве сложным блоком  вл етс  умно-. житель, работающий не в режиме измерени , а в режиме индикации равенства нулю усредненного произведени  поступающих на его входы сигналов. Поэтому дл  обеспечени  необходимой точности устройства требуетс  использовать в таких измерител х блоки умножени  с высокими точностными характеристиками , а невыполнение этого требовани  ведет к снижению точности устройства в целом. Целью изобретени   вл етс  повышение точности и упрощение устройства. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  определени  коэффициента изменчивости случайного процесса, содержащее сумматор, первый инвертор, фильтр нижних частот, вход которого  вл етс  входом устройства, а выход подключен к входу инвертора и к сигнальному входу линейного преобразовател , управл ющий вход которого соединен с выходом блока управлени , введены переключатели, квйдратор и генератор тактовых импульсов, выход которого подклю чен к подвижным контактам всех переклю чателей, при этом размыкающий KOHfaKT первого переключател  соединен с выходом линейного преобразовател , замыкающийс  - с щиной нулевого потенциала, замыкающиес  контакты второго и третьего переключателей соединены соответственно с выходом второго инвертора и входом устройства, а размыкающиес  контакты - с щиной нулевого потен циала, подвижные контакты первого, второго и третьего переключателей подключены соответственно к входам сумматора, выход которого через квадратор соединен с входом пер вого инвертора .и размыкающимс  контактом четвертого переключател  , замыкающийс  ко такт которого подключен к выходу первого инвертора, а подвижный контакт соединен с входом блока усреднени . На чертеже приведена структурна  схема устройства дл  определени  коэффициента изменчивости случайного процесса. Устройство содержит фильтр 1 нижних частот, выход которого подключен ко входам линейного преобразовател  2 и инвертора 3, переключатели 4 и 5, сумматор 6, квадратор 7 и переключатель 8, при зтом входы сумматора 6 подключены соответственно к подвижным контактам перек: ючателей 4, 5 и 8, а выход сумматора 6 подключен ко входу квадратора 7. Выход линейного преобразовател  2 подключен к размыкающемус  контакту первого переключател  8, а выход инвертора 3 подключен к замыкающемус  контакту второго переключател  5, замыкающийс  контакт переключател  8 и размыкающиес  контакты переключателей 4 и 5 подключены к ишне нулевого потенциала, инвертор 9 и последовательно соединенные переключатель 10, блок 11 усреднени , блок 12 управлени , размыкаюишйс  контакт переключател  10 подключен к выходу квадратора 7 непосредственно, а замыкающийс  контакт - к выходу инвертора 9. Выход блока 12 управлени  подключен к управл ющему входу линейного преобразовател  2, генератор 13 тактовых импульсов, выход которого подключен к подвижным контактам переключателей 4, 5, 8 и 10. Вход фильтра 1 нижних частот и замыкающийс  контакт переключател  4 подключены к входу 14 устройства , фильтр 1 им«ет импульсную переходIа -с/Т ную характеристику hCC) -1 Дл  индикации результатов измерени  коэффициента изменчивости х в форме электрического сигнала удобно бЛЬк 12 управлени , например, выполнить в виде ишротно-импульсного модул тора с частотной модул цией, много больщей верхней частоты входного сигнала , а линейный преобразователь 2 в виде последовательно соединенных ключа, управл емого щиротно-импульсным модул тором, и фильтра, пропускающего лишь спектр входного сигнала. Тогда в качестве оценки х будет выступать относительна  длительность импульсов щиротно-импульсного модул тора. Устройство работает следующим образом. При поступлении на вход 14 устройства случайного процесса x(t) на выходе фильтра 1 нижних частот формируетс  сигнал U. , .равный оценке математического ожидани  Шу случайного процесса x(t) , т. е. U .т. В первом положении переключателей 4, 5, g и 10, как показано на чертеже, сигнал x(t), пройд  через фильтр I нижних частот, линейный преобразователь 2, сумматор 6, квадратор 7, образует на вхоле бл1жа 11 и, положительной пол рности и равный 2 1 и, т k (t)(1) В другом положении переключателей 4, 5, 8 и 10 сигнал x(t), пройд  через фильтр 1 нижних частот, инверторы 3 и 9, сумматор 6 и квадратор 7, образует на входе блока 11 усреднени  сигнал Uj отрицательной пол рности и равный (t)-V«,( Генератор 13 тактовых импульсов, управл  переключател ми 4, 5, 8 н 10, позвол ет полу чить на входе блока 11 усреднени  переменны сигнал, имеющий форму меандра, амплитуда положительных импульсов которого равна U А, а отрицательных UA. На выходе блока 11 усреднени  формируетс  сигнал, пропорциональный оценке -математического ожидани  этого переменного сигнала, который, проход  через блок 12 управлени , мен ет коэффициен преобразовани  K(t) линейного преобразовател 2 до тех пор, пока сигнал U., пропорциональный оценке математического ожидани  на выходе блока 11 усреднени  не станет равен нулю, т. е. U4--K H)X-MtVxU)-Wxy 6 (3) При этом коэффициент преобразовани  K(t) линейного преобразовател  2 выступает в качестве оцензки коэффициента изменчивости случайного процесса и равен K(.tb3e g -ySiEE l, (4) ЗС -коэффициент изменчивости случайног процесса; Су -среднеквадратическое отклонение случайного процесса x(t). Точность предлагаемого устройства в основном определ етс  точностью блоков 11 и 12 (усреднени  и управлени ). Кроме того, в предлагаемом устройстве может быть использован квадратор с любыми точностными харак теристиками, так как его точность не вли ет на точность устройства, что значительно позвол ет упростить устройство и снизить его стоимость. Экспериментальна  проверка предлагаемого устройства подтвердила, что точность измерени  коэффициента изменчивости случайного процесса в этом устройстве на пор док выше, чем у его прототипа. Кроме того, предлагаемое устройство обладает широкими функциональными возможност ми , так как выходной сигнал фильтра нижних частот представл ет собой оценку мате матического ожидани , а выходной с|1гнал линейного преобразовател  - оценку среднеквадратического отклонени . Формула изобретени  Устройство дл  определени  коэффициента изменчивости случайного процесса,;одержащее сумматор, первый инвертор, фильтр нижних час тот, вход которого  вл етс  входом устройства а выход подключен к входу второго инвертора и к сигнальному входу линейного преобразовател , управл ющий вход которого соединен с выходом блока управлени , вход которого подключен к выходу блока усреднени , отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности и упрощени  устройства, в него введены переключатели, квадратор и, генератор тактовых импульсов, выход которого подключен к подвижнь1м контактам всех переключателей, при этом размыкающийс  контакт первого переключател  соединен с выходом линейного преобразовател , замыкающийс  - с шиной нулевого потенциала, замыкающиес  контакты второго и третьего переключателей соединены соответственно с выходом второго инвертора и входом устройства , а размыкающиес  контакты - с шиной нулевого потенциала, подвижнь1е контакты первого, второго и третьего переключателей подключены соответственно к входам сумматора , выход которого через квадратор соединен с входом первого инвертора и размыкающимс  контактом четвертого .переключател , замыкающийс  контакт которого подключен к выходу первого инвертора, а подвижный контакт соединен с входом блока усреднени . Источники .информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР N 491955, G 06 G 7/00, 1976.
2. 2.Приборостроение, Извести  вузов СССР. 21. 1978, № 1,0. 10-13 (прототип). Т.