Устройство для определения плотности распределения случайного сигнала

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

00 506867

Союз Советских

Социалистическими

Ресоублик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 16.07.74 (21) 2044156/18-24 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опублико вано 15.03.76.,Бюллетень № 10

Дата опубликования описания 02.06.7б (51) N. Кл.з G 06F 15/36

Государственный комнте

Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий (53) УДК 681.323.519.2 (088.8) 72) Авторы (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЛОТНО

РАСПРЕДЕЛЕНИЯ СЛУЧАЙНОГО СИГНАЛА

Изобретение относится к вычислительной технике, в част ности к специальным у стройствам для обработки информации и может быть использовано для анализа статистических характеристик случайных процесов.

Известны устройства для подобных измерений, в том числе и для измерения плотности распределения. Известное устройство содержит источник тока, ци фро;аналоговый преобразо ватель, между выходами которых включен блок задания ширины дифференциального коридора, соединенный с первыми входами д вух ам плитуд ных д искриминаторов, вторые входы которых соединены со входо м устройства, гене рато р тактовых импульсов, соединенный со входами стробирования дискр иминаторов и со входом счетчика, подключенного выходом к цифро-аналоговому преобразователю и к одному из входо в блока цифрового отсчета, элемент антисовпадения, входы которого соединены с выходами амплитудных дискриминаторо в, а выход подключен к суммирующему входу блока цифрового отсчета. Однако пр и определениями плотности известным устройством систематическая погрешность измерения (относительная величина смещения оценки) увеличи вается с увеличением ширины дифференциального коридора, т. е. в случае необход имо сти высокой точности измерения дифференциальный коридор должен быть достаточно узк и м. Это значительно увеличивает продолжительность измерен ия.

Целью изобретения является повышение

5 точности измерения плотности распределения случайного сигнала, путем исключения зависимости точности измерения от ширины дифференциального коридора. В описываемом устройстве это достигается тем, что в него

10 введены дополнительно д ва амплитудных дискриминатора, элемент антисовпадения, генератор вспомогательного:сигнала и два сумматора, первые входы которых подключены к соо пветст вующим выводам блока задания

15 ширины дифференциального коридора, вторые входы соединены с выходом генератора вспомогательного с игнала, а выходы подключены соответственно к первым входам дополнительных амплитудных дипср иминаторов, 20 вторые входы которых соединены со входом устройства, а их входы стробирования подключены к генератору тактовых и м пульсов, а выходы соединены со входами дополнительного элемента антисовпадения, выход которого

25 подключен к вычитающему входу блока цифрового отсчета.

Введение дополнительного измер ительного канала позволяет осуществлять в процессе измерения компенсацию систем атической по30 грешности измерения. Это достигается тем, 506867

15

20 что результат измерения в дополнительном канале содержит систематическую погрешность, в два раза большую, чем в основном, и IIlpH вычиташш из удвоенного результата измерения в основном канале результата измерения в дополнительном канале погрешность компенсируется.

Таким образом, в описываемом устройстве удается значительно снизить систематическую погрешность измерения и увеличить оптимальную ширину дифференциального коридора.

На фиг. 1 изображена функциональная схема описываемого устройства; на фиг. 2— временные диаграммы, поясняющие его работу: а — процесс обработки входчого сигнала, сочетающий известный метод со стахастическим; о — моменты стробирования амплитудных дискриминаторов и результаты стробирования; в — им пульс-команда для записи результата измерения в запоминающую схему блока цифрового отсчета и сдвига дифференциального коридора.

Устройство содержит две пары амплитудных дискриминаторов 1, 2 и 3, 4. Выходы каждой па ры дискриминаторов 1, 2 и 3, 4 подключены соответственно ко входам элеменToiB ант исовпадения 5 и 6, à .выход элемента антисовпадения 5 соединен с суммирующим входом блока цифрoiBoro отсчета 7, выход элемента антисовпадения 6 соединен с вычитающим входом блока цифрового отсчета 7.

Бло|к цифрового отсчета 7 выполняет функциями решающего блока и может содержать, например, реверсивный счетчик и блок запоминания. Отвод от второго триггера реверсивного счетчика служит сумми рующи м входом блока цифрового отсчета 7, вычитающий вход реверсивного счетчика является вычитающим входом блока цифрового отсчета 7, а информационные выходы реверсивного счетчика соединены с запоминающей схемой. Источник тока 8 соединен с одним выводом блока задания ширины дифференциального коридора

9, выполненным в виде резистора. Этот же вывод резистора 9 подключен,ко второму,входу дискриминатора 1 и к первому входу сумматора 10. Второй вывод резистора 9 соединен со вторым, входом дискриминатора 2, с пе р вым,входом сумматора 11 и с выходом цифро-аналогового преобразователя 12, Выход генератора вспомогательного сигнала 13 подключен ко вторым входам сумматоров 10 и 11.

Выходной сигнал генератора вспомогательного сигнала 13 представляет собой случайное HByxIIoлярное напряжение с равномерным распределением амплитуд,в пределах, равных величине дифференциального коридора.

Генератор та ктовых импульсов 14 соединен со входами стробирования дискриминаторов

1, 2, 3 и 4 и со входом счетчика 15, выход которого подключен ко входу цифрово-анало25

65 гового преобразователя 12 и к управляющему входу блока цифрового отсчета 7.

В начале измерительного цикла выходной сигнал ц ифро-гпалогоного преобразователя

12 задает начальный у ро вень анализа, т. е, устанавливает детерминированный квасит (дифференциальный коридор IIIHpHHQH 5, (см. фиг. 2a) в нижнем конце диапазона изме ряемого сигнала. Ширина дифференциального коридора задается величиной резистора 9 и током источ ни ка тока 8. Оба уро в ня диф ференциаль|ного коридора, соответствующие потенциалам на козинцах резистора 9, сум мируются каждый с вспомогательным сигналом от ге нератора 13 на сумматорах 10 и 11.

Как уже указывалось, генерато|р вспомогательного сигнала 13 генерирует двухполяр,ное случайное на пряжение с равномерным распределением амплитуд в пределах кварцита.

На выходах каждого из сум маторов 10 и 11 появляются случайные сигналы с рав|номерным ра спределением амплитуд в пределах кванта, смещенные один относительно другого на величину кванта. Если .в,момент стробирования дискриминаторов 1, 2, 3 и 4 импульсами генератора 14 мгновенное з наче ние входного сигнала оказывается между порогами дискриминации дискрими натоpolB 1 и 2, то на выходе элемента антисовпадения 5 возникает импульс, который поступает на суммирующий вход блока цифрового отсчета 7 (см. фиг. 2а, б). Если в момент стробирова ния мпноBBHHQB значение сигнала находится между порогами дискриминации дискрими наторов 3 и 4, то,на выходе элемента антисовпадения 6 возникает также им пульс, который поступает на вычитающий вход блока цифрового отсчета 1 (см. фиг. 2а, б). Блок цифрового отсчета 7 осуществляет подсчет удвоен ного числа им пульсов, поступающих на егo суммирующий вход, и вычитание из него числа им пульсов, поступающих .на его вычитающий вход. Эти операции осуществляются в блошке цифро|вого отсчета 7 до поступления импульса от счетчика 15, после чего результат измерения записывается в память блока 7, Счетчик 15 подсчитывает число импульсов генератора 14 и, после про ведения заданного числа ст ро бирований, на его:выходе появляется импульс (см. фиг. 2в), который, кроме управляющего входа блока 7, поступает на вход цифра-аналогового преобразователя

12. Выходное напряжение прео|бразователя 12 увеличивается и ди|фференциальный коридор передвигается к верхнему концу измеряемого синнала на одну .ступеньку (см. фиг. 2а).

После этого начинается следующий цикл измере ния.

Процесс изме рения продолжается до тех

IIolp, пока верхний уровень дифференциального коридора не достигает верхнего предела входного синнала. При этом в памяти блока цифрового отсчета 7 записываются все результаты измерения значений плотности рас506867,6 пределения, от несенные к середине кванта соответствующего цикла измерения.

Уст ройство лепко релизуетея на микросхемных элементах.

Формула изобретения

Устройство для определения плотности распределения случайного сигнала, содержащее источник тока, цифро-аналоговый преобразователь. между выходами которых включен б IQK задания шири вы дифференциалыного коридора, соединенный с первыми входами двух амплитудных дискри|минаторов, вторые входы кото рых соединены со входом vcTlpoHства. генератор тактовых импулысо в, соедиí HKbIH со входами стробирования дискриминаторов и со .входом счетчика, подключенного выходом к цифро-аналоговому преобразователю и к одному из входов блока цифрового отсчета, элемент антисо владения, входы которого соединены с выходами амплитудных дискриминаторов, а выход под ключен к суммирующе му входу блока цифрового отсчета, отличающееся тем, что, с целью повышения точности работы, устройство содержит

5 дополнительно два амплитудных ди окриминатора, элемент антисовпадения, генератор вспомотательного си гнала и piaa сумматора, первые входы которых подключены к соответствующим вы водам блока задания ширины

10 дифференциального коридора, вторые входы соединены с выходом генератор а вспомогательного сигнала, а BbIxoäû под1ключены соответстве нно к IIBpIBbIM входам до пол нительных а мплитудных диск риммина торов, вторые

15 входы которых соединены со входом устройства, а их входы стробирования подключены к генератору TBIKTQIBbIx импульсо|в, а выходы соединены со входами дополнительного элемента антисовпадения, выход которого под20 ключе и к вычитающему входу блока цифрового отсчета.

506867

D -p D 2 02 -1 И

Р 1 1

Составитель Л. Горская

Техред Т. Колесова Корректор Т. Добровольская

Редактор Л. Тюрина

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1085/9 Изд. № 1174 Тираж 8б4 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5