Устройство для определения медианы

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБР ЕТЕ Н И Я

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<>622094

Союз Советских

Социалистических

Ресоублик (61) Дополнительное к авт. свид-ву 492882 (22) Заявлено 13.01.77 (21) 2444118/18-24 с присоединением заявил ¹â€” (23) Приоритет— (43) Опубликовано 30.08.78. Бюллетень ¹ 32 (45) Дата опуоликозания описания 01.08.78 (51) М.Кл.- 6 06 F 15, 36

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

i (53) УДК 681.333 (088.8) (72) Авторы изобретения С. И. Сухишвили и В. И, Геладзе (71) Заязитель Тбилисский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института метрологии им. Д. И. Менделеева (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕДИАНЫ

Предлагаемое устройство относится к вычислительной технике и может быть использовано при обработке случайных процессов.

По основному авт. св. ¹492882 известно устройство, содержащее блок сравнения, триггер Шмидта, пять элементов И, триггер эна,ка, преобразователь .код — напряжение, элемент ИЛИ, элемент НЕ, реверсивный счетчик л генератор импульсов (1).

Недостаток известного успройства заключается в низком его быстродействии.

Цель изобретения — повышение быстродействия устройства при определении медианы (математического ожидания) случайного процесса.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для определения медианы введены два дифференцирующих элемента, дополнительный элемент ИЛИ, триггер и два дополнительных элемента И. При этом входы дифференц ирующих элементов подключены к выходам триггера Ш мидта, а выходы диффере нцирующих элементов через дополHèòåëbíый элемент ИЛИ вЂ” к единичному входу триггера, единичный и нулевой выходы которо;о соединены с первыми входами первого и второго дополнительных элементов И, вторые входы которых соединены с выходом генератора импульсов. Выход .первого дополнительного элемента И подключен к младшему разряду счетчл a, а выход, второго элемента И вЂ”,к счетному входу триггера m-го старшего разряда счетчика.

Структурная схема успройства представлена на чертеже.

Устройство содержит блок 1 сравнения, триггер 2 Шмлдта, элементы И 8 — 7, генератор 8 импульсов, триггер 9 знака, преобразователь 10 код — напряжение, элемент

ИЛИ 11, элемент HE 12, реверсивный счетчик 18, дополнительнь:й элемент ИЛИ 14, три"."åð 15, дополнительные элементы И 1б

15 и И 17, дифференцирующие элементы 18 и

19.

Работает устройстBQ следующим образом.

Из определения медианы следует, что медианой случайной функции x(t) называют такую функцию Ме, для которой р(х(/) (Ме)=р(х(г) )Ме), или же, что время, за которое случайный процесс прпни|мает значение больше или меньше медио ны (фиг. 2), должно быть равно

622094 где

At;=t; 1 — t;

Q Np

Если гдля оценщики интервала At; заполнить его импульсами постоянной частоты

f„, то в течение времени At; получим Л ;=

=At;f, импульсов, пропорциональных времени А1;, и вместо выражения (1) равенство

Для симметричных, на практике часто встречающихся законов, распределения случайных функций (нормалыного,,равномеоного и т. д.), значение медианы совпадает со значением математического ожидания и определение медианы для таких, процессов

pà BHoñèëûíî определению математического ожидания. С блока 1, где происходит сравнение сигнала x(t) с опорным напряжением, пол учаемььм с выхода преобразователя 10, так как |в начальный момент напряжение на выходе преобразователя 10 равно нулю, x(t) прямо подается на вход триггера 2

Шмидта. Для определенности допустим, что

x(t) имеет положительное мгновенное значение, тогда появляется высокий потенциал на «плюсовом» .плече триггера 2 Шмидта, который подается на пер вый вход элемента

И8. Этот же потенциал попадает на дифференцирующий элемент 18, который iHB него не реагирует и, следовательно, не зыдaeт имлульса на установку «1» тритгера 15, т. е. на второй вход элемента И lб подается,разрешение. Так как реверсивный счетчик 18 в начальный момент находится ia нулевом положении, .на выходе элемента И 5 имеется сигнал, который вместе с «плюсовым» сигналом триггера 2 Шмидта вырабатывает на выходе элемента И 8 сигнал, устанавливающий триггер 9 ананаса в состоян ие «1», т. е. «плюсо:вое». Сигнал,на выходе элемента И 5 через элемент ИЛИ 11 переводит счетчик 18 в режим «Сложение». На,второй, вход элемента

И 16 подается раз|решение, .и импульс, поступающий с тенератора 8 на первый вход элемента И, п роходит с его выхода на счетный вход m-го триггера:счетчика 18 и записывает «1» |в и+-1-м разряде.

Это запирает элемент И 5 и снимает разрешение с элементов 8 и П, но к этому времени триггер 9 уже находится .в плюсовом состоянии и вместе с трипгером 2, у которого тоже плюсовое состояние, образуют на выходе, элемента И 4 сигнал, поступающий через элемент ИЛИ ll на шину «Сложение» счетчика 18.

Единица n+ 1-го разряда попадает на вход преобразователя 10 на выходе которого вырабатывается единичная ступень опорното напряжения соответствующей полярности С,„, Эта ступень опорного напряжения подается на вход блока 1 сравнения.

Процесс продолжается аналогично описанному, лишь только с той разницей, что на вход триггера 2 подается входной сигнал

x (t) — U,„âìåñòî x (t) . Очевидно, что на

k-м такте работы:на заход триггера 2 будет подаваться входной ситна r x (t) — t,k — 1) U,„.

Как только разность входно-о и опорного сигнала, меняет знак, в нашем случае станет отрицательной, триггер 2 перебрасывается в противоположное состояние, снимается разреШение с,элемента И 4, с входа элемента ИЛИ 11 и с выхода элемечта HE

12 сигнал подается на шину «Вычитание» счетчика 18. В,результате изменения состояния триггера 2, на выходе одного из дифференцирующих элементов, возникает HMпульс, который устанавливает триггер 15 в положен не «1», тем самым подается разрешение на второй вход элемента И 17 и импульсы генератора 8, попадающие на первый вход элемента И 17, с его,выхода поступают на счетный вход самого младшего раз ряда счетчика 18.

Содержимое счетчика 18 уменьшается л на"тупает момент, когда .из содержимого счетчика 18 вычитается 2п импульсов, а из старших разрядов, счетчика — «1», т. е. изменяется опорное напряжение.

Далее лроцеос аналогичен описанному, лишь с той разницей, что элементы 18, 19, 14, 1б и (7 на дальнейшую работу устройства влияння а;е оказывают, и импульсы с генератора 8 поступают все время на счетный вход младшего разряда счетчика 18.

Такии образом, с помощью дополнительных элементов повышается быстродействие устройства, увел|ичение быстродействия будет тем больше, чем больше медиана (математическое ожидание) обрабатываемого процесса x(t).

Формула изобретения

Устройство для определения медианы по авт. св. №492882, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, в устройство введены два дифференцирующих элемента, дополнительный элемент

ИЛИ, тр иггер и два дополнительных элемента И, при этом входы диффе ренцируюших элементов подключены IK выходам триггера Шмидта, а,выходы,дифференцирующих элементов через дополнительный элемент ИЛИ подключены,к единичнаму входу триггера, единичный .и нулевой выходы которого соединены с первыми входами первого и второго дополнительных элементов И, втарые входы которых соединены с выходом генератора импульсов, выход пер