Устройство для вычисления нормированных статистических моментов случайных процессов

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ НОРМИРОВАННЫХ СТАТИСТИЧЕСКИХ МОМЕНТОВ СЛУЧАЙНЫХ ПРОЦЕССОВ, содержащее центрирующий фильтр, выход которого подключен к первому входу блока умножения, выход которого соединен с входом квадратора и первым входом блока определения моментов, второй вход которого объединен с входом блока усреднения и подключен к выходу квадратора, выход блока усреднения соединен с первым информационным входом коммутатора, второй информационный вход которо ,го являетсявходом опорного напряжения , управляющий вход коммутатора объединен с вторьм входом блока умножения-и подключен к выходу интегратора , вход центрирующего фильтра является входом анализируемого процесса устройства, отличающееся тем, что, с целью расширения динамического диапазона нормируемого случайного процесса, оно содержит блок переключения постоянной времени интегрирования, при этом выход комьгутатора подключен к первому входу блока переключения постоянной времени интегрирования, второй вход которого соединен с выходом блока усреднения, вход интегратора подключен к выходу блока переключения постоянной времени интегрирования , третий вход которого соединен с входом опорного напряжения. 2. Устройство по п. 1, о т л и .чающееся тем, что блок переключения постоянной времени интегрирования содержит (k - 1) ключей, сл ( 2k - 1) токозадающих резисторов и, (k- 1) элементов сравнения, при этом k токозадающих резисторов соединены последовательно, (k - 1) из которых подключены параллельно () ключам, управляющие входы которых соединены соответственно с выходами N9 О элементов сравнения, первый вывод первого токозадающего резистора я&ляется первым входом блока, вто:л рой вьшод k -го токозадающего ре35 зистора является выходом блока, первые входы элементов сравнения объединены и являются вторым вхо-. дом блока, вторые входы элементов сравнения через соответствующие токозадающиё резисторы подключены к третьему входу блока.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СО11ИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ае (И) зЮ G 06 G 7/52

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3598288/18-24. (22) 30.03.83 (46) 23.10,84. Бюл. У 39 (72) Ю.О. Штеренберг, Ю.С. Ицкович, Б.В.Козловский, Ю.С. Парижский, Л.Ф. Рыбалко, О.Х. Хиценко и А.Н. Шполянский (53) 681.3(088 .8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 706854, кл. G 06 G 7/52, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 955117, кл. G 06 G 7/52, 1981 (прототип). (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ НОРМИРОВАННЫХ. СТАТИСТИЧЕСКИХ

110 1ЕНТОВ СЛУЧАЙНЫХ rLPOqrCCOS содержащее центрирующий фильтр, выход которого подключен к первому входу блока умножения, выход которого соединен с входом квадратора и первым входом блока определения моментов, второй вход которого объединен с входом блока усреднения и подключен к выходу квадратора, выход блока усреднения соединен с первым информационным входом коммутатора, второй информационный вход которого является входом опорного напряжения, управляющий вход коммутатора объединен с вторьм входом блока умножения .и подключен к выходу интегратора, вход центрирующего фильтра является входом анализируемого процесса устройства, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расши L рения динамического диапазона нормируемого случайного процесс, оно содержит блок переключения постоянной времени интегрирования, при этом выход коммутатора подключен к первому входу блока переключения постоянной времени интегрирования, второй вход которого соединен с выходом блока усреднения, вход интегратора подключен к выходу блока переключения постоянной времени интегрирования, третий вход которого соедчнен с входом опорного напряжения.

2. Устройство по п. 1, о т л и.,ч а ю щ е е с я тем, что блок пере ключения постоянной времени интегрирования содержит (L — 1) ключей, (2 k — 1) токозадающих резисторов и (k — 1) элементов сравнения, при этом k токозадающих резисторов соединены последовательно, (k — 1) из которых подключены параллельно (-1) ключам, управляющие входы которых соединены соответственно с выходами элементов сравнения, первый вывод первого токозадающего резистора яв ляется первым входом блока, второй вывод к -го токозадающего резистора является выходом блока, первые входы элементов сравнения объединены и являются вторым вхо-. дом блока, вторые входы элементов сравнения через соответствующие токозадающие резисторы подключены к третьему входу блока.

112036?

Изобретение относится к вычисли- тельной технике и может быть использовано при исследовании и классификации случайных процессов, в том числе нестационарных. 5

Известно устройство для вычисления нормированных статистических моментов, содержащее центрирующий фильтр, выход которого подключен к первому входу первого блока умнсже- 10 ния, выходом соединенного с первым входом блока определения моментов и входом квадратора . Выход квадратора подключен к первому входу сумматора, второй вход которого сседи- 15 нен с источником опорного напря>кения. Выход интегратора соединен с вторым входом первого блока умножения и первым входом второго блока умножения, выход которого подключен к входу интегратора. Выход сум.= матора подключен к входу нелинейнorо функционального преобразонате— ля, выход которого соединен с втоpbIIl входом второго блока умно>кения и входом блока усреднения, выход которого через пороговый блок подключен к третьему входу сумматора (1).

Однако в устройстве имеют место существенные искажения сигнала rrðè его выделении из нестационарного т.цума .

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство

35 для ньггисления нормированных статистических моментов случайных процессов, содержащее центрирующий фильтр, выход которого подключен к первому входу блока умножения, выход которого через последовательно соединенные кнадратор, блок усреднения и коммутатор соединен с входом блока деления, выход которого подключен к входу интегратора, выход ин45 тегратора соединен с вторым входом блока умножения, выход которого подключен к первому входу блока определения моментов I 2j .

Недостатком известного устройст50 на является узкий динамический диапазон нормируемого случайного процесса.

Цель изобретения " расширение динамического диапазона нормируемого случайного процесса.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для вычисления нормированных статистических моментов случайных процессов, содержащее центрирующий фильтр, выход которого подключен к первому входу блока умножения, выход которого соединен с входом квадратора и первым входом блока определения моментов,, второй вход которого объединен с нходсм блока усреднения и подключен к выходу кнадратора, выход блока усреднения соединен с первым информационным входом коммутатора, второй информационный вход которого является входом опор— ного напря>кения, упранлятопдй вход коммутатора объединен с вторым нхсдсм блока умножения и подключен к выходу интегратора, вход центрирующегс фильтра является входом анализируемого процесса устроиства, содержит дополнительно бг!ок переключения постсяннсй времени интегрирования, при этом ныхсц коммутатора подключен к первому входу бло— ка переключения псстоянннсй времени интегрирования, второй вход которого соединен с выходом блока усреднения, вход интегратора подключен к выходу блока перекл1очения постоянной времени интегрирования, третий вход которого соединен с входом опорного напряжения.

Кроме того, блок переключения постоянной времени интегрирования содержит (I« — 1) - » e>, (2 k — 1) тсксзадающих резисторов и, k — 1) элементов сравнения, при этом резисторов соединены псслсдснатель— но, (k — 1) из которых псцкгпачены параллельно (4 — I) ключам, управляющие входы которых соединены соответстненно с выходами элементов сранкения, первый вывод первого токозадающего резистора является первым входом блока, второй вывод

k-го токозадающего резистора является выходом блока, первые входы элементон сравнения объединены и являются вторым входом блока, вторые входы элементов сравнения через соответствующие токозадающие резисторы подключены к третьему входу блока.

На фиг. 1 представлена блок †схема устройства, HG фиг. 2 - блок †схема блока переключения постоянной времени интегрирования.

Устройство содержит центрирующий фильтр 1, блок 2. определения мо1120367

3 ментов, интегратор 3, блок ч умножения, квадратор 5, блок 6 усреднения, коммтатор 7, блок 8 переклюiчения постоянной времени интегрирования, ра 12 и определяет порог срабатывания для каждого из элементов 11 сравнения. Элементы 11 сравнения, для котовых сигнал Z > Z ;, срабатывают.

Блок 8 переключения постоянной времени интегрирования содержит L токозадающих резисторов 9, (k — 1) ключей 10 (g — 1) элементов 11 срав9

10 нения и токозадающих резисторов 12.

Ус тр о йс т в о р аб от ае т следующим образ ом.

Сигнал, поступающий на вход уст15 ройства, пропускается через центрирующий фильтр, обеспечивающий центрирование случайного процесса, и перемножается в блоке 4 умножения с нормирующим коэффициентом усиле20 ния, вырабатываемым на выходе интегратора 3. Нормированный сигнал и его квадрированное значение, получаемое на выходе квадратора 5, поступают в блок 2 определения момен25 тов, где вычисляются необходимые статистические моменты случайного процесса. Одновременно с этим сигнал с выхода квадратора 5 усредняется в блоке 6. Полученный сигнал Z поступает на первый вход коммутатора 7, на второй вход которого поступает сигнал Z> от источника опорного напряжения. Эти сигналы сравниваются по величине в схеме сравнения коммутатора 7, на выходе кото†З5 рой формируется низкий или высокий потенциал в зависимости от того, какой из сравниваемых сигналов боль ше. Этот сигнал обеспечивает управление коммутационным элементом ком- 4О мутатора 7 так,что на его выход L приходит прямой сигнал с выхода интегратора 3, когда Z < Z, и инверсо ный сигнал, образованный после инвертирования в инверторе коммута- 45 тора 7, если Z P Z . С выхода ко мутатора 7 сигнал поступает на первый вход блока 8 переключения постоянной времени интегрирования, в то время как на второй и третий входы 5О блока 8 поступают соответственно сигнал Z с выхода блока 6 усреднения и сигнал Z от источника опорного напряжения . В элементах 11 сравнения блока 8 производится срав- 55 нение величины сигнала Z с частью опорного напряжения Е,, величина

I которой зависит от номинала резистоПоявляющиеся на их выходах сигналы переключают (размыкают) нормально замкнутые ключи 10, которые до срабатывания элемента сравнения шунтируют соответствующие резисторы 9. При этом общая величина сопротивления между первым входом и выходом блока 8, определяющая величину постоянной времени интегрирования, тем выше, чем больше срабатывает элементов 11 сравнения, т.е. чем больше дисперсия сигнала

Е и наоборот. Закон изменения постоянной времени интегрирования в зависимости от изменения интенсивности сигнала Z, определяющий вид переходного процесса дисперсии сигнала на выходе устройства, зависит от выбора пороговых опорных напряжений Е „ (номиналов резисторов 12) и номиналов резисторов 9. Для обеспечения линейного переходного процесса значения напряжений Z u о резисторов 9 необходимо задавать так, стобы при любом текущем значении дисперсии сигнала Z текущее суммарное сопротивление резисторов

9 определялось величиной где R — зна-,ение k -го некоммутируемого резистора 9;

m — дискретность изменения постоянной,времени интегрирования, Š— целая часть.

Таким образом, проходя через блок 8, сигнал с выхода интегратора 3 интегрируется с постоянной времени, величина которой автоматцчески устанавливается в соответствии с текущей интенсивностью сигнала на выходе устройства, обеспечивая необходимую динамику переходного процесса нормирующего коэффициента усиления.

Техническое преимущество изобретения достигается за счет обеспечения автоматического изменения постоянной времени интегрирования в зависимости от величины текущей

1120367 дисперсии сигнала на выходе устройства, определяемой путем сравнения с порогами, значения которых устанавливаются так, чтобы обеспечивалась необходимая динамика переходного процесса °

11203б7

Составитель Л. Григорьян-Чтенц

Техред С.Легеэа Корректор C. Черни

Редактор О. Юрковецкая

«1

Филиал ППП ."Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 7745/38 Тираж 698 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

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