Устройство для определения математического ожидания

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАТЕМАТИЧЕСКОГО ОЖИДАНИЯ, содержащее группу накопительных конденсаторов ,группу .токозадакнцих резисторов, повторитель напряжения, вход которого соединен с цепочкой из последовательно соединенных токозздающих резисторов, общие вьшоды которых через соответствующие накопительные конденсаторы группы соединены с выходом повторителя напряжения, и цепочSj s} I фЗя-, xff/ ку из последовательно соединенных накопительных конденсаторов, одним концом подключенную к входу повторителя напряжения, а другим концом - к шине нулевого потенциала, общие выводы накопительных конденсаторов цепочки из последовательно соединенных накопительных конденсаторов через соответствующие токозадающие резисторы группы подключены к выходу повторителя напряжения, являющемуся выходом устройства, отличающ е е%с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены встречно-параллельно подключенная диодная пара и дополнительный токозадающий резистор, один вьюод которого является входом устройства, другой вьгеод дополнительного токозадающего резистора соединен со свободным вьюо§ дом первого токозадающего резистора цепочки из последовательно соединенных резисторов и через диодную пару - с выходом повторителя напряжения . Ю Од тМ -

,.SU„„1112 76

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

З(59 G 06 С 7/52

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ц (;, К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ .1 .„, „., (21) 35 19309/18-24 (22) 27.10.82 (46) 07.09.84. Бюл. Р 33 (72) Г.И, Тахванов, Д.Д. Тупицын и Н.В. Белянина (53) 681.333 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 561973, кл. G 06 G 7/52, 1975, 2. Тахванов Г.И. и Белянина Н.В.

О структурно-компенсированных сглаживающих цепях. — "Вопросы радиоэлектроники", сер. ЭВТ, вып. 4, 1976, с. 54-63 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

МАТЕМАТИЧЕСКОГО ОЖИДАНИЯ, содержащее группу накопительных конденсаторов группу .токозадающих резисторов, повторитель напряжения, вход которого соединен с цепочкой иэ последовательно соединенных токоэадающих резисторов, общие выводы которых через соответствующие накопительные конденсаторы группы соединены с выходом повторителя напряжения, и цепочку из последовательно соединенных накопительных конденсаторов, одним концом подключенную к входу повторителя напряжения, а другим концом — к шине нулевого потенциала, общие выводы накопительных конденсаторов цепочки нз последовательно соединенных накопительных конденсаторов через соответствующие токозадающие резисторы группы подключены к выходу повторителя напряжения, являющемуся выходом устройства, о т л и ч а ющ е е.с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены встречно-параллельно подключенная диодная Щ пара и дополнительный токозадающий резистор, один вывод которого является входом устройства, другой вывод дополнительного токозадающего резистора соединен со свободным выводом первого токоэадающего резистора цепочки из последовательно соединенных резисторов и через диодную пару — с выходом повторителя напряже- ь ния. PwaL

1 1112З

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и автоматическому управлению. Устройство служит для определения математического ожидания адаптивных нестационарных аналоговых случайных процесcos. Оно обеспечивает несмещенную оценку математического ожидания, которое представляет собой полинам степени не выше и, 10, Известно устройство для определения математического ожидания flj, содержащее многозвенный фильтр, каждое звено которого имеет передаточную функцию !

Тр

W(p) - — Р

1+Тр где Т вЂ” постоянная времени, 20 причем первый вход многозвенного фильтра соединен с входом устройства, а выход подключен к входу HHBepTopR> выход которого связан с вторым входом сумматора, первый вход сумматора сое- 25 динен с вторым. входом устройства,а выход — с выходом устройства. Передаточная функция такого устройства имеет вид

W„(p) 1- („), 1+Тр

k где п — число звеньев в многозвенном фильтре.

Недостатками подобных устройств З5 являются избыточность элементов— необходимость использования инвертора, сумматора, трудности сопряжения отдельных звеньев в многозвенном фильтре; низкий коэффициент сглаживания 40 (порядок полинома знаменателя передаточной функции W„(p) лишь на единицу превосходит порядок. полинома числителя) и, как следствие этого, невысокая точность, отсутствие воэ- 45 можности регулировки дисперсии оценки математического ожидания.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее группу накопительных конденсаторов, 50 группу токозадающих резисторов,повторитель напряжения, вход которого соединен с цепочкой из последовательно соединенных токоэадающих резисторов, свободный вывод которой является 55 входом устройства, а общие выводы резисторов через соответствующие накопительные конденсаторы группы

76 3 соединены с выходом повторителя напряжения, и цепочку из последовательно соединенных накопительных конденсаторов, одним концом подключенную к входу повторителя напряжения, а другим концом — к шине нулевого потенциала, общие. выводы накопительных конденсаторов цепочки из последовательно соединенных накопительных конденсаторов через соответствующие токозадающие резисторы группы подключены к выходу повторителя напряжения, являющемуся выходом устройства j2) .

Недостаток данного устройстваневозможность самонастройки на уровень входных помех и соответствующего изменения дисперсии оценки математического ожидания.

Цель изобретения — повышение точности работы устройства посредством ограничения уровня выходных помех и относительного уменьшения дисперсии оценки математического ожидания.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее группу накопительных конденсаторов, группу токоэадающих резисторов, повторитель напряжения, вход которого соединен с цепочкой из последовательно соединенных токозадающих резисторов, общие выводы резисторов через соответствующие накопительные конденсаторы группы соединены с выходом повторителя напряжения, и цепочку из последовательно соединенных накопительных конденсаторов, одним концом подключенную к входу повторителя напряжения, а другим концомк шине нулевого потенциала, общие выводы накопительных конденсаторов цепочки из последовательно соединенных накопительных конденсаторов через соответствующие токозадающие резисторы группы подключены к выходу повторителя напряжения, являющемуся выходом устройства, введены встречно-параллельно подключенная диодная пара и дополнительный токозадающий резистор, один вывод которого является входом устройства, а другой вывод дополнительного токоэадающего резистора соединен со свободным выводом первого токозадающего резистора цепочки из последова тельно соединенных токозадающих резисторов и через диодную пару - с выходом повторителя напряжения.

112376 4 ров 4 -4и „, группу токозадающих резисторов 5 -5p встречно-параллельно подключенную диодную пару 6 и

6 дополнительный токозадающий ренэ зистор 7.

Устройство работает следующим образом.

При низком уровне входных помех, 10 когда влиянием нелинейного звена— встречно-параллельно подключенной диодной пары 61и б можно пренебречь, передаточная функция устройства описывается выражением вида пн (р1 а„а

И(Р 1 = — = х(р1 а iа,р+ ° . i an где а,а,, „,, а„,„,, а„,„»„— постоянные коэффициенты, определяемые

RC-параметрами схемы.

Тождественное формирование однс именных коэффициентов ад - 0 числителя и знаменателя функции W(p)

RC-параметрами цепочки из последова- 5 тельно соединенных накопительных конденсаторов 4 -4 +„ и группы токозадающих резисторов 5 -51 гарантирует отсутствие систематических выходных ошибок. Таким образом, устройство обеспечивает несмещенную оценку математического ожидания полиномиального типа при любых значениях RC-параметров элементoB схемы, т.е. обладает свойством структур- . ной компенсации систематических выходных ошибок. Это свойство сохраняется и при уменьшении порядка полинома до n=O включительно. Введение нелинейного звена — встречно-парал40 лельно подключенной диодной пары 6 и 6 - не нарушает свойства структурной компенсации и ограничивает уровень выходных помех. В установившемся режиме и при низком уровне входных помех диоды 6 и 6 заперты.

При возрастании уровня входных помех

Составитель Н. Белянина

Техред- А.Бабинец Корректор В. Бутяга

Редактор Е. Папп

Тираж 698 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4 /5

Заказ 6460/34

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4 з 1

На чертеже представлена принци пиальная электрическая схема устройства для определения математического ожидания полиномиального типа, где обозначены x(t) - входное напряжение, mx(t) — выходное напряжение.

Устройство для определения математического ожидания содержит повторитель 1 напряжения, цепочку из последовательно соединенных токозадающих резисторов 21 -2, группу накопительных конденсаторов 31 -3„ цепочку из последовательно соединенных накопительных конденсатоiР+ ° > +nP и и. к-1 ! диоды 6 и 6 д открываются. В этом случае с учетом линеаризованной вольтамперной характеристики нелинейного элемента — диода с сопротивлением r выражение для W(p) преобразу" ется к виду, когда значение коэффииентов а „ „ -a „ „ „ являются функция" ми параметра r. C уменьшением r (диод 6 (6 ) открыт), возрастают значения "о ффицие"тов а п„ - а „,k .1 > увеличивается коэффициент сглаживания и уменьшается дисперсия оценки математического ожидания.

Дополнительное введение встречнопараллельно подключенной диодной пары 6 и 6 и токозадающего резистора 7 улучшает точностные характеристики предлагаемого устройства.

Изобретение отличается минимумом аппаратурных затрат — для его реализации необходим один операционный усилитель и минимально возможное ко« личестио формирующих КС-элементов, простотой, технологичностью, возможностью самонастройки на уровень входных помех, инвариантностью к неизбежному отклонению RC-параметров схемы от расчетных значений.