Устройство для определения одномерных начальных моментов - го порядка случайных процессов

 

0 П И С А Н И E (ii1 475625

Союз Советских

Социалистических

Республик

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 21.03.73 (21) 1895549/18-24 с присоединением заявки М (32) Приоритет

Опубликовано 30.06.75. Ьюллетень ¹ 24

Дата опубликования описания 19.09.75 (51) М. Кл. G 06f 15/36

Государственный комитет

Совета Министров СССР (53) УДК 681.3(088.8) по делам изобретений н открытий (72) Авторы изобретения

Б. В. Курасов, П. К. Шульженко и А. Н. Малинин (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОДНОМЕРНЫХ

НАЧАЛЬНЪ|Х МОМЕНТОВ пг-ГО ПОРЯДКА СЛУЧАЙНЫХ

ПРОЦЕССОВ

Изобретение относится к вычислительной технике и может использоваться при измерении статистических характеристик случайных процессов.

Известные устройства измерения начальных моментов случайных процессов, как цифровые, так и аналоговые, включают в себя, как правило, аналоговые нелинейные функциональные преобразователи, что обусловливает их невысокую точность и малый динамический диапазон.

Цель изобретения — повышение точности вычисления одномерных начальных моментов т-го порядка случайных величин.

Это достигается тем, что предлагаемое уст- 15 ройство дополнительно содержит третий счетчик, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходам первого элемента «И» и второго одновибратора, дешифратор, вход которого соединен с выходом 20 третьего счетчика, блок элементов памяти, первые входы которых соединены с выходами дешифратора, а вторые — с выходом второго одновибратора, блок ключей, первый вход которого подключен к выходу широтно-импульс- 25 ного модулятора, а остальные — к выходам. блока элементов памяти соответственно, частотно-импульсный модулятор, входы которого соединены с выходами блока ключей соответственно,.и шестой элемент «И», первый и 30

2 второй входы которого подключены к выходам широтно-импульсного и частотно-импульсного модуляторов соответственно, а выход — к третьему и четвертому входам четвертого и пятого элементов «И» соответственно.

На фиг. 1 приведена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — график функции вида A = а и" (пг = 1, 2,..., m), поясняюгций принцип действия устройства.

Устроиство содержит блок 1 модуляции, широтно-импульсный модулятор 2, элемент «И»

3, счетчик 4, дешифратор 5, блок элементов памяти 6 — 8, блок ключеи 9 — 12, частотно-импульсный модулятор 13, элементы «И» 14 и

1о, счетчики 1о, элемент «И» 17, блок 18 выделения знака, элемент «11» 19, элемент памяти 2U, элемент «И» 21, элемент «Hb» 22, генератор 23 прямоугольных импульсов, одновибратор 24, генератор 25 прямоугольных импульсов, элемент «НЕ» 26, одновибратор 27, элемент «НЕ» 28, элемент памяти 29, счетчик

30, переключатель 31.

Вход блока 1 модуляции соединен с входом устройства и с входом блока 18 выделения знака. Выход блока 1 модуляции подключен к первому входу широтно-импульсного модулятора 2, второй вход которого соединен с вторыми входами пятого и шестого элементов

«И» 19 и 21 и с выходом первого одновибратора 24. Первые входы пятого и шестого эле475625

65 ментов «И» 19 и 21 подключены к выходам

« — » и «+» блока 18 выделения знака соответственно. Первый и второй входы первого элемента «И» 3 соединены с выходами широтно-импульсного модулятора 2 и первого генератора 23 прямоугольных импульсов. Выходы пятого и шестого элементов «И» 19 и 21 соединены соответственно с первым и вторым входами первого элемента памяти 20. Вход первого элемента «НЕ» 22 соединен с выходом первого элемента памяти 20. Выход второго генератора 25 прямоугольных импульсов подключен к входам первого одновибратора

24, второго элемента «НЕ» 26 и третьего счетчика 30. Вход второго одновибратора 27 подключен к выходу второго элемента «НЕ» 26.

Первый и второй входы первого счетчика 4 соединены соответственно с выходами первого элемента «И» 3 и второго одновибратора 27, а выход — с входом дешифратора 5, выходы которого подключены к первым входам блока элементов памяти 6 — 8 соответственно. Вторые входы блока элементов памяти 6 — 8 соединены с вторым входом первого счетчика 4.

Первый вход блока ключей 9 — 12 подключен к выходу широтно-импульсного модулятора, остальные — к выходам блока элементов памяти 6 — 8, а выходы — к входам частотноимпульсного модулятора 13. Первый и второй входы второго элемента «И» 14 соединены с выходами широтно-импульсного 2 и частотно-импульсного 13 модуляторов соответственно. Выход третьего счетчика 30 подключен к входу второго элемента памяти 29, выход которого соединен с входом третьего элемента

«НЕ» 28. Первый, второй и третий входы третьего элемента «И» 15 подключены к выходам первого элемента «НЕ» 22, третьего элемента «НЕ» 28 и второго элемента «И» 14.

Первый, второй, третий и четвертый входы четвертого элемента «И» 17 подключены к выходам первого элемента памяти 20, переключателя 31, третьего элемента «НЕ» 28 и второго элемента «И» 14.

Устройство работает в следующей последовательности.

На вход блока 1 модуляции поступает случайное напряжение X(t), после чего напряжение подается на широтно-импульсный модулятор 2, который срабатывает в моменты прихода импульсов опроса, поступающих с генератора 25 прямоугольных импульсов через одновибратор 24, На выходе широтно-импульсного модулятора 2 образуются импульсы с длительностью, пропорциональной модулю напряжения X(t) в момент опроса. Одновибратор 24 срабатывает от переднего фронта прямоугольных импульсов, поступающих с генератора 25.

Одновибратор 27 за счет элемента «НЕ» 26 срабатывает от заднего фронта тех же импульсов.

Широтно-модулированные импульсы за счет генератора 23 и элемента «И» 3 заполняются

I0

50 прямоугольными импульсами, после чего поступают на двоичный счетчик 4.

Функциональное преобразование, соответствующее вычислению данного начального момента, аппроксимируется с помощью кусочнолинейной функции с числом точек излома, определяемым требуемой точностью воспроизведения функциональной зависимости (фиг. 2).

Используя дешифратор 5 и элементы памяти 6, 7 и 8, фиксируют точки излома на оси абсцисс пь n,..., ni, заданной кусочно-линейной функции. На вход частотно-импульсного модулятора 13 через ключи 9 — 12 последовательно поступают напряжения, величины которых пропорциональны углам наклонов кусочно-линейной функции.

Импульс, поступающий с выхода широтноимпульсного модулятора 2 на вход элемента

«И» 14, заполняется импульсами с частотноимпульсного модулятора 13.

Таким образом, на выходе элемента «И» 14 образуется число импульсов, равное N =

= а и " (где т — порядок начального момента; а — коэффициент пропорциональности).

Импульсы с элемента 14 поступают на реверсивный счетчик 16 либо на суммирующий вход через элемент «И» 15, либо на вычитающий вход через элемент «И» 17. Все зависит от знака процесса X(t) в момент опроса и от четности порядка начального момента.

В качестве блока 18 выделения знака используется триггер Шмидта с нулевым порогом. От блока 18 в момент опроса через элемент «И» 19 срабатывает элемент памяти 20, через элемент «И» 21 производится сброс его.

На выходе элемента 20 фиксируется отрицательный знак процесса X(t) в момент опроса, а на выходе схемы «HE» — положительный знак.

Если степень возведения т нечетная, то импульсы с выхода элемента «И» 14 поступают на суммирующий, либо на вычитающий входы реверсивного счетчика 16, что зависит от знака X(t) в моменты опроса. Импульсы поступают на суммирующий вход реверсивного счетчика, если т четная.

После окончания импульса с выхода модулятора 2 с помощью одновибратора 27 происходит установка элементов памяти 6 — 8 и счетчика 4 в нулевое состояние, Через определенное число импульсов опроса, что задается с помощью двоичного счетчика 30, элемента памяти 29 и элемента «НЕ»

28, происходит запрет входов реверсивного счетчика 16, после чего заканчивается измерение требуемого начального момента.

Каждому измеряемому начальному моменту соответствует определенный набор коллекторных сопротивлений в транзисторных ключах 9 — 12.

Подавая на вход частотно-импульсного модулятора 13 различные напряжения, осуществляют вычисление начального момента случайной величины нужного порядка.

475625 фиг.1

Предмет изобретения

Устройство для определения одномерных начальных моментов т-го порядка случайных процессов, содержащее блок модуляции, широтно-импульсный модулятор, первый вход которого осединен с выходом блока модуляции, первый генератор прямоугольных импульсов, первый элемент «И», первый и второй входы которого подключены соответственно к выходам широтно-импульсного модулятора и первого генератора прямоугольных импульсов, блок выделения знака, вход которого соединен с входом блока модуляции, второй и третий элементы «И», первые входы которых соединены соответственно с выходами « — » и

«+» блока выделения знака, первый элемент памяти, первый и второй входы которого подключены к выходам второго и третьего элементов «И» соответственно, первый элемент

«НЕ», вход которого соединен с выходом первого элемента памяти, второй генератор прямоугольных импульсов, первый одновибратор, вход которого подключен к выходу второго генератора прямоугольных импульсов, а выход — к вторым входам широтно-импульсного модулятора и второго и третьего элементов

«И», второй элемент «НЕ», вход которого соединен с выходом второго генератора прямоугольных импульсов, второй одновибратор, вход которого подключен к выходу второго элемента «НЕ», первый счетчик, вход которого соединен с выходом второго генератора прямоугольных импульсов, второй элемент памяти, вход которого подключен к выходу первого счетчика, третий элемент «НЕ», вход которого соединен с выходом второго элемента памяти, переключатель, четвертый элемент

«И», первый и второй входы которого подключены к выходам первого и третьего элементов «НЕ» соответственно, пятый элемент

«И», первый, второй и третий входы которого подключены к выходам первого элемента памяти, переключателя и третьего элемента

10 «НЕ» соответственно, второй счетчик, первый и второй входы которого соединены с выходами четвертого и пятого элементов «И» соответственно, отл и ч ающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, устройство содержит третий счетчик, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходам первого элемента «И» и второго одновибратора, дешифратор, вход которого соединен с выходом третьего счетчика, блок

20 элементов памяти, первые входы которых соединены с выходами дешифратора, а вторые— с выходом второго одновибратора, блок ключей, первый вход которого подключен к выходу широтно-импульсного модулятора, а ос25 тальные — к выходам блока элементов памяти соответственно, частотно-импульсный модулятор, входы которого соединены с выходами блока ключей соответственно, и шестой элемент «И», первый и второй входы которо30 го подключены к выходам широтно-импульсного и частотно-импульсного модуляторов соответственно, а выход — к третьему и четвертому входам четвертого и пятого элементов

«И» соответственно.

475625

+ иг.2

Составитель А. Карасов

Техред Т. Миронова Корректор T. Добровольская

Редактор Е. Караулова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2261/6 Изд. Ив 1553 Тираж 679 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5