Устройство для определения медианы

 

Изобретение относится к вычислительным устройствам для определения статистических характеристик слу- .чайных процессов. Цель Данного изобретения - повышение быстродействия - достигается тем, что в устройство введены релейные элементы с зоной нечувствительности, элемент И, блок элементов И, триггер, элементы ИЛИ, НЕ,аналого-цифровой преобразователь. Благодаря этим блокам сокращается время установления при заданной точности измерения. 2 ил. W с hd 4 СО сл 4

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАлистичесних

РЕСПУБЛИН (504 С 06 F 15 36

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ к двтоЕСНомм СвидатеЛьСтвМ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3825418/24-24 (22) 11.12.84 (46) 07 ° 08.86. Бюл. N .29 (72) В.Д.Бабич, А.И.Кулибаба, А.С.Салий и В.С.Салий (53) 681.333 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 622094, кл. G 06 F 15/36, 1977.

Авторское свидетельство СССР

Ф 492882, кл. G 06 F 15/36, 1974. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕ ДИАНЫ

„„SU„„1249540 А1 (57) Изобретение относится к вычислительньвк устройствам для определения статистических характеристик слу., .чайных процессов. Цель данного изобретения — повышение быстродействия— достигается тем, что в устройство введены релейные элементы с зоной нечувствительности, элемент И, блок элементов И, триггер, элементы ИЛИ, НЕ,аналого-цифровой преобразователь.

Благодаря этим блокам сокращается время установления при заданной точности измерения. 2 ил.

1249540 (2) Изобретение относится к специализированным вычислительным устройствам и может быть использовано для определения статических характеристик случайных процессов, в частности для определения медианы и математического ожидания случайных процессов.

Цель изобретения — повышение быстродействия устройства.

На чертеже показана схема устройства.

Устройство содержит блок 1 сравнения, триггер 2 Шмидта, элементы

И 3-7, триггер 8, цифроаналоговый преобразователь 9, элемент ИЛИ 10, элемент НЕ 11, реверсивный счетчик 12, генератор 13-15 импульсов, релейные элементы зоны нечувствитель ности, элемент НЕ 16, элемент ИЛИ 17, триггер 18, элемент И 19, аналогоцифровой преобразователь 20, блок элементов И 21.

Из определения медианы следует, что медианой случайной величины

X(t) называют величину Мд, для которой P $X(t)M<) или время, за которое случайный процесс принимает. значение больше или меньше медианы, должно быть равно а „„, (1) к=л 2r „„2K-l где дй. =t; „-t;

t.,i=1,2..., о — моменты времени пересечения случайным процессом

X(t) медианного уровня M °

Если для оценки интервала at заполнить его импульсами постоянной частоты f, то в течение времени

at ° получим N = at rf импульсов, 1 1 пропорциональных времейи at;, и вместо выражения (1) получим равенство

ДЕ Ы, — . Е:. И „, = .О. к-1 к-

Для симметричных, часто встречающихся законов распределения случайных процессов (гаусского, равномерного и др.), значения медианы совпадают со значениями математического ожидания. Для таких процессов определение медианы равносильно определению математического ожидания.

Устройство работает следующим образом.

Случайный сигнал X(t) подается на первый вход блока 1 сравнения, не происходит его сравнение с опорным напряжением U, которое формируется преобразователем 9. Поскольку в начальный момент напряжение на выходе преобразователя 9 равно нулю, X(t) непосредственно подается на вход триггера Шмидта 2, Входной сигнал X(t) также подается на вход второго элемента 15 нечувствительности и на вход преобразователя 20.

Для определенности допустим, что

X(t,) в начальный момент времени имеет положительное (отрицательное) значение, тогда на прямом (инверсном) выходе триггера 2 Шмидта появится логический сигнал "1", который подается на первый вход элемента

И 3 (4) . Так как в начальный момент времени реверсивный счетчик 12 находится в нулевом состоянии, на выходе элемента И 17.имеется сигнал

"1", который вместе с сигналом "1" с выхода прямого (инверсного) выхода триггера 2 Шмидта обеспечинает появление на выходе элемента И 3 (4) логической "1", которая установит триггер 8 и единичное (нуленое) состояние. В это же время сигнал "1" с выхода элемента И 7 воздействует на К-вход RS-триггера 18, на прямом выходе которого появляется "0", а на инверсном выходе — "1".. Логический сигнал "0";,формируемый на прямом выходе RS-триггера 18, закрывает элемент И 19, блокируя подачу импульсов на счетный вход счетчика 12 от генератора 13 импульсов. Реверсивный счетчик 12 будет сохранять начальное нулевое состояние. Логический сигнал "1" с инверсного выхода RSтриггера 18 поступает на входы управ- ления блока элементов И 21, открывая его.

Процесс установления (который длится с начального момента включения t, до момента времени t, когда реверсивный счетчик 12 начнет заполняться импульсами, формируемыми генератором 13, может проходить двояко . в. зависимости от величины напряжения входного сигнала X(t ) в момент времени to включения устройства.

Рассмотрим случай, когда абсолютное значение напряжения входного сигнала X(t,) оказывается меньше, чем напряжение Б,, т.е. iX(t }l(UО.

1249540

10

На выходе элемента 15 нечувствительности появляется "0", а на выходе элемента НЕ 16 возникает сигнал " 1", который через элемент ИЛИ 17 воздействует íà S-вход RS-триггера 18 и опрокидывает его, При этом на прямом выходе RS-триггера 18 появляется "1", которая открывает элемент И 19, а на инверсном выходе триггера 18 — "0", который закрывает блок элементов

И 21.

В случае, когда абсолютное зна:чение напряжения входного сигнала . Л

X(to) оказывается большим или равным

U„e tX(to ) I> U„на выходе элемента 15 нечувствительности появится "1", а на выходе элемента НЕ 16 возникает сигнал "0 . При этом состояние RS-триггера 18 не изменяется, а следовательно, элемент И 19 остается закрытым, а блок элементов

И 21 — открытым. В преобразователе 20 входной сигнал X(t ) преобразуется в (m+1)-разрядный параллельный код..

Абсолютное значение (модуль) напряжения X(t ), т,е. 1X(to)l, при этом определяется только 2,3,...,(m+1)— разрядами кода, Логические сигналы с 2,3,...,m+1-разрядных выходов преобразователя 20 через открытый блок элементов И 21 воздействует на счетные входы п+1, и+2, ° ..n+m — триггеров счетчика 12, обеспечивая практически мгновенную их установку в соответствующие коды состояния. Таким образом, в m-старших разрядах реверсивного счетчика 12 появится цифра, которая соответствует абсолютному значению входного сигнала Х(Г ) в начальный момент, Эта цифра подается на входы преобразователя 9, на выходе которого вырабатывается опорное аналоговое напряжение U,„ „ = =X(t ) соответствующей положительной (отрицательной) полярности, поскольку первый (знаковый) вход преобразователя 9 подключен к прямому выходу триггера 8. Напряжение U д также поступает на вход элемента 14 нечувствительности. Так как 1У „! > По, то на выходе элемента 14 появится "1", которая через элемент ИЛИ 17 воздействует на S-вход RS-триггера и переводит его в противоположное состояние. При этом сигнал "1, появившийся на прямом выходе RS-триггера 18, открывает элемент И 19, а сигнал "0", появившийся на инверсном выходе RS25

55 триггера 18, закрывает блок элементов

И 21, тем самым исключается в дальнейшем влияние на значение кода m стар-. ших разрядов счетчика 12.

Напряжение U „ также подается на вход блока 1 сравнения, с выхода которого напряжение дХ() = X(t)-V,„„ поступает на вход триггера 2 Шмидта.

Предположим, что в последующий после t момент времени t напряжение

bX(t) будет (также как и в начальный момент) положительным (отрицательным), При этом триггер 2 Шмидта останется в прежнем состоянии.

Так как к этому времени пятый элемент И 7 оказывается запертым (поскольку хотя бы на одном йэ инверсных выходов счетчика 12 будет "1"), что снимает разрешение с элементов

И 3 и 4. Но к этому времени триггер 8 знака уже находится в единичном (нулевом) состоянии и вместе с триггером 2 Шмидта, который находит-. ся в единичном (нулевом) состоянии образует на выходе элемента И 5 (6) сигнал "1", который через элемент

ИЛИ 10 подается на шину сложения счетчика 12. Содержимое счетчика 12 будет возрастать и наступит момент времени, когда на счетчик (от генератора 13 импульсов через открытый элемент И 19) поступит 2" импульсов (n — число младших разрядов) и код (цифра) m старших разрядов счетчика 12 изменится на единицу, что приведет к изменению величины опорного напряжения U д на величину одной ступени U Это измененное опорное напряжение Б „ подается на вход блока 1 сравнения. Дальше процесс продолжается аналогично описанному.

Как только дХ(с) = X(t) - U помеоо няет знак, станет отрицательным (положительным), триггер 2 Шмидта изменится на противоположное свое состояние, что приведет к снятию разрешения с элемента И 5(6), с входа элемента ИЛИ 10 и с выхода элемента НЕ 11 сигнал "1" подается на шину вычитания счетчика 12, и переведет реверсивный счетчик 12 в режим вычитания. Если значение медианы процесса положительное, то режим сложения по времени будет преобладать над временем режима вычитания и содержимое m старших разрядов счетчика 12 будет возрастать до тех пор, пока содержимое этих разрядов не стаФормула изобретения

Устройство для определения медианы, содержащее блок сравнения,триг- 15

rep Шмидта, первый, второй, третий, четвертый и пятый элементы И, пер— ный элемент ИЛИ, цифро-аналоговый преобразователь, элемент НЕ, ревер— сивный счетчик, генератор импульсов, >0 первый триггер, первый вход блока сравнения является информационным входом устройства, выход блока сравнения подключен к входу триггера

Шмидта, прямой выход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов И, инверсный выход триггера Шмидта подключен к первым входам третьего и четвертого элементов И, выходы первого и третьего 30 элементов И соединены соответственно с входами .установки в "1" и в "0" первого триггера, прямой выход которого подключен к второму входу второго элемента И и к первым разрядам цифроаналогового преобразователя, i -й вход которого (i = 2-e ) соединен с 1 -м прямым выходом реверсивного счетчика (1 =lf(n+2) †(n+ ), инверсный выход первого триггера 40 подключен к второму входу четвертого элемента И, выход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к вы— ходу второго элемента И, выход первого элемента ИЛИ соединен с входом, сложения и через первый элемент НЕ

5 нет равным значению медианы. Когда наступит момент равенства, будет выполняться условие (4), т.е. алгебраическая сумма количества импульсов N, поступивших на счетчик 12 и будет колебаться н диапазоне 0(N<2 что помещается в и младших разрядах счетчика 12, и содержимое старших разрядов не будет меняться, 1249540 В с входом вычитания реверсивного счетчика, инверсные выходы Ф старших разрядов реверсивного счетчика под— ключены к одноименным входам пятого элемента И, выход которого соединен с вторыми входами первого и третьего элементов И, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены релейные

10 элементы с зоной нечувствительности, шестой элемент И, блок элементов И, аналого-цифровой преобразователь, второй триггер, второй элемент ИЛИ, элемент НЕ, информационный вход устройства соединен с входами первого релейного элемента с зоной нечувствительности и аналого-цифрового преобразователя, выход которого подключен к оцноименным входам первой группы входов блока элементов И, входы второй группы которого объединены и соединены с инверсным выходом второго триггера, выход цифроаналогового преобразователя подключен к второму входу блока сравнения и к входу второго релейного элемента с зоной нечувствительности, выход которого соединен с первым нходом второго элемента ИЛИ, выход первого элемента с зоной нечувствительности через второй элемент НЕ подключен к второму входу второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом установки в "0" второго триггера, прямой выход которого подключен к первому входу шестого элемента И, выход которого соединен со счетным входом реверсивного счетчика, второй вход шестого элемента И подключен к выходу генератора, выход пятого элемента И соединен с входом установки и "1" второго триггера, выходы m старших разрядов реверсивного счетчика и выход цифроаналогового преобразонателя являются соответственно цифровым и аналоговым информационными выходами устройства.

1249540

Составитель И.Мухин

Техред В.Кадар корректор М.Самборская

Редактор С.Патрущева

Производственно-полиграфическое предприятие, r,Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 4327/51 Тираж 671 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

41 с

0 Ъ

Устройство для определения медианы Устройство для определения медианы Устройство для определения медианы Устройство для определения медианы Устройство для определения медианы 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к специализированной вычислительной технике и может быть использовано при определении статистических характеристик случайного процесс

Изобретение относится к вычислительной технике, a именно к устройствам для оценки мгновенного значения амплитуды yJкoпoлocнoгo слу ,чайного процесса, и может использоваться в системах автоматического управления и контроля при наличии значительного уровня аддитивного случайного шума

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может применяться для ю бработки данных, полученных, в частности, с выхода адаптивных информационно-измерительных систем (АИИС)

Изобретение относится к вычислительной технике и автоматике, предназначено преимущественно для использования в устройствах обработки 1Ц1ФРОВОЙ информации в цифровых измерительных приборах и является усовершенствованием устройства по авт

Изобретение относится к цифровой вычислительной и электроизмерительной технике, предназначено для определения плотности распределения вероятностей случайных процессов и может быть использовано при оперативных статистических измерениях в задачах автоматического управления технологического контроля, диагностики и т.д

Изобретение относится к специализированной вычислительной технике и может быть использовано при определении статических характеристик случайного процесса

Изобретение относится к измерительной технике

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для вычисления скользящего среднего в устройствах обработки цифровой информации и в цифровых измерительных прибор ах

Изобретение относится к области вычислительной и измерительной техники

Изобретение относится к специ ализированным вычислительным средет вам для определения статистических характеристик случайных величин

Изобретение относится к области цифровой обработки сигналов и может найти применение в устройствах цифровой фильтрации, в перспективных разработках больших и сверхбольших интегральных микросхем

Изобретение относится к информационно-измерительной и вычислительной технике и может быть использовано в электроэнергетике для получения гистограммы отклонений напряжения с целью, повышения точности и надежности работы

Изобретение относится к вычислительной технике и системам управления, может быть применено для построения адаптивных нечетких регуляторов для решения задач управления объектами, математическая модель которых априорно не определена, а цель функционирования выражена в нечетких понятиях

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в радиолокационных обнаружителях сигналов с изменяющейся мощностью в условиях шума

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в радиолокационных обнаружителях сигналов с изменяющейся мощностью в условиях шума

Изобретение относится к области информационно-измерительной и вычислительной техники и может быть использовано в электроэнергетике для непрерывного контроля текущих значений и получения гистограммы отклонений напряжения с целью контроля по ГОСТ 13109-87 качества электроэнергии в электрических сетях промышленных предприятий и энергосистем

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано при обработке экспериментальных данных, выделении сигналов из шумов, а также при обработке изображений

Изобретение относится к вычислительным устройствам, предназначенным для принятия решений по управлению производственным процессом, и может быть использовано во всех отраслях крупно- и мелкосерийного производства, где продукция на выходе процесса или на отдельных его стадиях изготавливается партиями или непрерывно
Наверх