Устройство для вычисления средней мощности случайных сигналов

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ СРЕДНЕЙ МОЩНОСТИ СЛУЧАЙНЫХ СИГНАЛОВ, содержащее .ганератбр и лпульсов, выход которого подключен к перйому Bxoiaj , аналого-цифрового преобразователя, блок усреднения, выход которого соединен е первым входом блока регистрации , вэОрой вход которого подключен к выходу масштабного счетчика, блок возведения в квадрат, блок согласования , вход которого является входом устрс Йства, о т л и ч а ю щ е е с я : тем, что, с целью повышения точности. fiCKulOSff f в него введены аналоговый сумматор цифроаналоговый преобразователь, генератор псевдослучайных чисел, блок умножения,цифровой сумматор, элемент з адержки, выход блока согласования подключен к первому входу аналогового сумматора, второй вход которого соединен с выходом цифроаналогового преобразователя, вход последнего объединен с первым входом блока умножения и подключен к выходу генератора псевдослучайных чисел, вход которого объединен с входом элемента задержки и соединен с выходом генератора импульсов, выход аналогового сумматора подключен к второму входу аналого-цифрового преобразователя , выход которого соединен с сл вторым входом блока умноженияи с с входом квадратора, выход которого подключен к первому входу цифрового сулматора, второй вход которого соединен с выходом блока умножения, кдхрд цифрового сумматора подключен к первому входу блока усреднения, второй вход которого объединен с вхоДсйл масштабного счетчика и соедисо 4: О 4 . йен с вь1ходом элемента задержки. Nt;

09) (И), СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(Я) G 06 F 15 36

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И. ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСМОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3405305/18-24 (22) 02.03.82 (46) 07.08.83. Вюл. В 29 (72) A.Æ. Виксна и М.А. Элстс (71) Специальное конструкторское бюро научного приборостроения с опытным производством Института механики полимеров AH T H CCP (53) 681.3(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР в 657438, кл. G 06 F. 15/36, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР.

Р 785871, кл. 6 06 F 15/36, 1979 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЬИИСЛЕНИЯ:

СРЕДНЕЙ ИОЩНОСГИ СЛУЧАЙНЫХ СИТНАЛОВ, содержацее генератбр ив пульсов, вы"ход которого подключен к первому входу аналого-цифрового преобразователя, блок усреднения, выхоц которого соединен с первым входом блока регистрации-, второй вход которого подключен к выходу масштабного счетчика, блок возведения в квадрат, блок согласования, вход которогб является входом устройства, о т л и ч а ю щ-е е с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены аналоговый .сумматор цифроаналоговый преобразователь, генератор псевдослучайных чисел, блок умножения, -цифровой сумматор, элемент задержки, выход блока согласования подключен к первому входу аналогового сумматора, второй вход которого соединен с выходом цифроаналогового -преобразователя, вход последнего объединен с первым входом блока умножения и подключен к выходу генератора псевдослучайных чисел, вход которого объединен с входом элемента задеержки и соединен с выходом генератора импульсов, выход аналогового сумматора подключен к второму входу аналого-цифрового преобра- Е зователя, выход которого соединен с вторым входом блока умножения и с входом квадратора, выход которого подключен к первому входу цифрового сумматора, второй вход которого соединен с выходом блока умножения, I выход цифрового сумматора подключен к первому входу блока усреднения, второй вход которого объединен с входом масштабного счетчика и соединен с выходом элемента задержки.

1034044 аналоговый сумматор, цифроаналоговый преобразователь, генератор псевдослучайных чисел, блок умножения, цифровой сумматор, элемент задержки, выход блока согласования подключен к первому входу аналогового сумматора, второй вход которого соединен с выходом цифроаналогового преобразователя, вход последнего .объединен с первым входом блока умд ножения и подключен к выходу генератора. псевдослучайных чисел, вход которого объединен с входом элемента задержки и соединен с выходом генератора импульсов, выход аналогового сумматора подключен к второму входу аналого-цифрового преобразователя, . выход которого соединен с вторым входом блока умножения и с входом квадратора, выход которого подключен к первому входу цифрового сумматора, второй вход которого соединен с выходом блока умножения, выход цифрового сумматора подключен к первому входу блока усреднения, второй вход ,которого объединен с входом масштабного. счетчика и соединен с выходом элемента задержки.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство содержит блок 1 согласования, аналоговый сумматор 2, аналого-цифровой преобразователь АЦП 3, блок 4 возведения в квадрат, блок 5 умножения, цифровой сумматор б, блок

7 усреднения, блок 8 регистрации, генератор 9 импульсов, генератор 10 псевдослучайных .исел, элемент 11 задержки, масштабный счетчик 12, цифроаналоговый преобразователь ЦАП 13.

Принцип работы устройства основан на грубом стохастическом квантовании входного сигнала. Преобразуемый сигнал суммируют с двухполярным рав:номерно распределенным вспомогательным сигналом и полученную аддитивную смесь детерминированного квантуют

АЦП 3. Характеристика квантования

АЦП 3 должна быть симметрична отно :сительно нулевого уровня, причем этот уровень должен находиться в середине младшего кванта. В таком случае несмещенной оценкой квадрата мгновенного значения сигнала будет величина

Известно устройство для определения средней мощности и дисперсии случайного процесса, содержащее re-. нератор импульсов, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП), аналоговый сумматор и счетчик. В этом устройстве схемой выборки и хранения входной сигнал дискретизируется, после чего функциональным развертывающим преобразователем вычисляется квадрат хра-. нящегося мгновенного значения сигна-. : 2 ла (11.

Устройство характеризуется высокой точностью., однако это достигает-. ся за счет увеличения времени преобразования, так как каждое зафиксиро. ванное мгновенное значение входного сигнала преобразуется медленно дейст» вующим развертывающим преобразователем..

Наиболее близким к предлагаемому, Р по технической сущности является устройство для вычисления средней мощности случайных сигналов, в состав которого входят блок согласования, вход которого является входрм Э5 устройства, первый переключатель, выход которого подключен к одному из входов аналого-uH

Цель изобретения — повышение точности устройства.

Укаэанная цель достигается тем, что в устройство для вычисления средней мощности случайных сигналов, содержащее генератор импульсов, выход которого подключен к первому входу аналого-цифрового преобразователя, блок усреднения, выход которого соединен с первым входом блока регистрации., второй вход которого .подключен к выходу масштабного счет чика, блок возведения в квадрат, блок согласования, вход которого является входом устройства, введены 65

Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники, предназначенным для аппаратурного определения характеристик случайных процессов, а именно для оценивания средней мощности нецент- рированного сигнала или дисперсии центрированного сигнала или же квадратора действующего значения сигна.ла произвольной формы, где ф. - реализация вспомогательно4 го случайного сигнала, например псевдослучайных чисел;

Ч - величина кванта АЦП; п . - результат квантования 1-ro такта.

Оказывается, что сумма всех величин, закщоченнйх в .скобки, равна

Составитель Л. Григорьян-Чтенц .

Редактор С. Квятковская Техред A.Бабинец Корректор. Г. Огар

Заказ 5627/52 Тираж 706

ВНИИПИ Государственного комитета СССР. по делам изобретений и открытий .

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

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 1034044 нулю, если при вычислении средней как и в известном устройстве, уаилимощности использован весь период вает входной сигнал и повышает вход генератора 10 псевдослучайных чи- . - ное сопротивление устройства. Полусел. Тогда оценкой служит величина ченная аддитивная смесь грубо кван(п q - 2n„ g.)q (общий член при пра- туется АПП 3, после чего результат вильном выборе числа уровней кванто- 5 квантования возводится во, вторую вания может учитываться при маашта- степень. блоком 4 возведения в квад- бировании результата вычисления).- рат, а также перемножается в блоке .В,При грубом квантовании n q, как . умножения с соответствующим псевдо- правило; не превышает 4 и, благода- случайным числом g . Для малоразряд- . ря этому, операции возведения в квад- 1О ного АЦП 3 блоки 4 возведений в квадрат и умножения предельно упрощают- рат и 5 умножения могут быть предель -, :ся. Например,.для четырехуровневого но упрощены и выполнены, нацример, АЦН и может .принимать значения О, : .s виде дешифратора и сдэигового pei1, t 2. Б таком случае для q=1/2 гистра. Имеющиеся на выходах Флаков оценки квадрата мгновенных значений 35 4 и 5 отдельные члены оценки квадра-,. сигнала будут состоять из членов та мгновенного значения сигйала в

n„ q (O; 1/4; 1 ) : и -2 n„.(-q (О; дЮ .), цифровом. сумматоре б суммируются и образование которым тривиальнб. . . полученная сумма в блОке 7 усредне-Устройство .работает следующим : ния усредняется. В завершение циклаобразом. . 20:íðåîáðàçîâàíèÿ под воздействием

Генератор 9 импульсов тактирует импульса переполнения масштабного генератор 10 псевдослучайных чисел. счетчика 12 усредненная оценка сред- .

Другим фронтом тех же импульсов так-. ней мощности фиксируется,в 6JIoKB 8 тируется малоразрядный:АцП 3. для . регистрации. После этого .Устройство: компенсации времени, необходимой 2g -готово к проведению следующего цикла для обработки кода АЦП 3, служит : вычисления средней мощности. элемент 11 задержки, Задержанным Благодаря введению новых блоков импульсом стробируется блок 7 ус-,и связей удается устранить недостареднения. Масштабным счетчиком 12 ::ток йрототина — наличие систематичес- .. подсчитывается число задержанных кой -погрешности преобразования, явля-:. импульсов. Объем масштабного счет,ющейся основной при малоразрядйомчика.12 определяет длительность вы- -Agg. Эффективность изобретения эаклюборки, т.е. цикла преобразования.,чается в воэможности создания:новых,:

В процессе преобразования равномерно более точных средств вычислительной: распределенные коды генератора 10 техники:, предназначенных для аппара- псевдослучайных чисел ЦАП"13 пре- . З5. турного оценивания энергетических образуются в двухполярный аналого- -характеристик нецентрированного сиувый сигнал, который в аналоговом .чайного сигнала, а также при аоздасумматоре 2 суммируется с входным нии электроизмерительных приборсе. сигналом, прошедшим через блок 1 cor- для определения действующего значеласования. Блок 1 согласования,, ния, напряжения произвольной формы.