Устройство центрирования случайных процессов для цифровых статистических анализаторов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

CQi03 СОВетскИЪ

СОцивлмстических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”

Заявлено 20.Ч.1971 (№ 1659171/18-24) M. Кл. G 061 15/34 с присоединением заявки №

Приоритет

Государственный комитет

Совета Министров СССР па долам изобретений н открытий

Опубликовано 22 Ч1.1973. Бюллетень № 28

Дата опубликования описания 28.Х1.1973

УДК 681.332:519.2 (088.8) Авторы изобретения

Н. П. Вашкевич, Г. М. Голованов и В. П. Умнов

Пензенский политехнический институт

Заявитель

УСТРОЙСТВО ЦЕНТРИРОВАНИЯ СЛУЧАЙНЫХ ПРОЦЕССОВ

ДЛЯ ЦИФРОВЫХ СТАТИСТИЧЕСКИХ АНАЛИЗАТОРОВ

Изобретение относится к области цифровой вычислительной и измерительной техники и может найти применение в системах оперативного статистического анализа стационарных и нестационарных случайных процессов, а также в системах стабилизации и управления процессами, Известно устройство центрирования, содержащее амплитудный дискриминатор, электронную схему узкого диапазона центрирования и вычислитель характеристик, Слежение за текущим значением математического ожидания выполняется за счет усреднения положительных и отрицательных отклонений процесса от оси .их измерения на реверсивных посл едовательно включенных сумматорах и счетчиках, причем старшие разряды лоследних через дешифратор управляют клапанами, осуществляющими центрирование.

Предлагаемое устройство совместно со схемой узкого диапазона центрирования позволяет с высоким быстродействием центрировать случайный процесс в широком диапазоне изменения текущего значения математического ожидания.

Это достигается тем, что в устройство введены первый и второй интенсиметры превышений и занижений амплитуд входного сигнала относительно граничн ых напряжений амплитудного дискриминатора и реверсивный счетчик, соединенный с цифро-аналоговыми преобразователями, подключенными к амплитудному дискриминатору, выходы которого соединенсы соответственно с первым и вторым

5 интенсиметрами, другие входы которых подключены к выходу цифрового вычислителя и к выходам схемы узкого диапазона центрирования.

Источник сигнал а |подсоединен через схему

10 фиксации амплитуд к амплитудному дискриминатору с поразрядным уравновешиванием, соединенным аналоговым выходом с сумматором, второй вход которого подключен к цифро-аналоговому преобразователю.

15 На фиг. 1 показана блок-схема устройства центрирования, основной вариант.

Она содержит амплитудный дискриминатор

1 уровней с параллельным сравнением текущего значения процесса с напряжениями уровней, задваемыми с помощью делителя на резисторах 2 — 4; схему б узкого диапазона центрирования; реверсивный счетчик б широкого диапазона центрирования; цифро-аналоговые преобразователи 7 и 8 для делителя эталонного напряжения дискриминатора; интенсиметры 9 и 10 занижений и превышений отклонений амплитуд по отношению соответствен но к младшему и старшему уровням дискриминатора; цифровой вычислитель 11 ха30 р актеристик.

В первом варианте устройства (фиг. 1) выход а дискриминатора 1 уровней соединен со схемой 5 узкого диапазона центрирования, совмещающей ось измерения с математическим ожиданием процесса. Положительные и отрицательные выходные сигналы узкого диапазон а центрирования, свидетельствующие о выходе текущего значения математического ожидания из узкого диапазона центрирования, подаются по цепям переноса в реверсивный счетчик б широкого диапазона центрирования. Выход счетчика подсоединен к управляющим входам двух цифро-аналоговых преобразователей 7 и 8, выходы которых поданы на входы делителя на резисторах 2 4 эталонного напряжения дискриминатора.

Выходы младшей и старшей схем сравнения амплитудного дискриминатора и ТИ (тактовые импульсы признаков измерения, которыми синхронизируется работа устройства) поданы . на интенсиметры 9 и 10 занижений и превышений отклонений амплитуд сигналов, выполненные на основе счетчиков и схем сравнения на «больше — меньше». По состоянию интенсиметров ко времени спроса делается вывод о вероятности занижений или превышен ий отклонений сигналов по отношению к младшему или старшему уровню дискриминатора. Выходы интенсиметров подключены соответственн о к вычитающему и суммирующему входам реверсивного счетчика б. Определение интенсивности превышений или зани>кений отклонений осуществляется сигналами, которые через заданное количество измерений подаются из цифрового вычислителя 11 на интенсиметры 9 и 10.

На фиг. 2 показана блок-схема устройства центрирования, второй вариант.

В нем узлы 1, 7, 8 заменены блоками 12—

18; а входы — выходы а, б, в, г схемы фиг. 1 соединены с соответствующими входами — вл ходами схемы фиг. 2. Выход счетчика б широкого диапазона центрирования подключен на вход цифро-аналого>зого преобразователя

12. Выход преобразователя подан на вхол суммирующего усилителя 18 (в этом случае вычитающий усилитель 14 отсутствует) или на вход вычитающего усилителя 14 (в этом случае суммирующий усилител ь 18 отсутствует). Выход усилителя 14 подключен к входу схемы 15 фиксации амплитуд импульсов, а выход схемы фиксации — к нуль-органу 17 дискриминатора lб с поразрядным уравновешиванием, выход которого связан с выходом цифро-аналогового преобразователя 18. Выход преобразователя, подан на вход суммирующего усилителя 18, выход усилителя подключен и входу нуль-орган а.

Сущность слежения за величиной математического,ожидания заключается в следующем.

Если при контроле случайного процесса текущее значение математического ожидания вышло из пределов узкого диапазона, то центрирование проводится: для первого варианта устройства — смещением выходн ых эталонных напряжений преобразователей 7, 8 на величину узкого диапазона центрирования таким образом, чтобы узкий диапазон центрирования совместился с положением математического ожидания процес а и сложение опять велось бы схемой узкого диапазона центрирования; во втором варианте — выработкой эталон10 ного напряжения, преобразователя 12 со смещением на вел ичину узкого диапазона центрирования, которое, суммируясь на усилителе

l8 с уравновешиваемым напряжением преобразователя 18, вычитается из входного сигна15 ла на нуль-органе 17 (или напряжение преобразователя 12 вычитается из,входного сигнала сразу >ке на усилителе 14).

При резк ом увеличении количества выбросов ам плитуд сигналов за пределы диапазона

20 квантования сле>кение проводится по интенсивности превышений или занижений откло. нений амплитуд по отношению соответственно к старшему или младшему уровню дискриминатора.

25 Устройство работает следующим образом.

Исследуемый сигнал в первом варианте (фиг. 1) подается на вход амплитудного дискриминатора. Допустим, в данный момент времени содержимое реверсивного счетчика 6

Ç0 равно некоторой величине. Эта величина на преобразователях 7 и 8 преобразуется в величины эталонных напря>кений, подаваемых на делитель дискриминатора.

Если амплитуды основной части распредеЗ5 лсния функции оказались выше старшего уровня дискриминатора, то интенсиметр превышений вырабатывает сигнал переполнения, который поступает на .суммирующий вход реверсивного счетчика б, увеличивая его содер 10 жимое на единицу. После этого происходит смещение выходных напря>кений преобразователей на величину напряжения, соответствующего узкому диапазону центрирования, Этот процесс продол>кается до тех пор, пока область вероятных отклонений амплитудслучайного сигнала не окажется между младшим и старшим квантом дискриминатора. Интенсивность поступления сигналов переполнения уменьшается, и сигналы, поступающие через заданное количество измерений из цифрового вычислителя, сбрасывают счетчик схемы выявления интенсивности превышений до момента его заполнения.

Процесс центрирования продол>кает схема узкого диапазона центрирования. Если текущее значение математического ожидания вышло .из узкого диапазона центрирования, но распределение отклонений амплитуд случайной функции осталось между младшим и стар60 шим квантом дискриминатора, то увеличение веса положительных (отрицательных) отклонений приводит к переполнению реверсивного счетчика узкого диапазон а центрирования и соответственно положительный (отрицатель65 ный) перенос его старшего разряда увеличиВает (уменьшает) на единицу содержимое реверсивного счетчика широкого диапазона центрирования.

Аналогично работает схема выявления интенсивности занижений отклонений по отношению к младшему уровню дискриминатора.

Во втором варианте случайный сигнал подается на дискриминатор 1б с поразрядным уравновешиванием через схему 15 фиксации амплитуд импульсов 15. Смещение уровней широкого диапазона .центрирования проводится преобразователем 12 с помощью суммирующего 18 или вычитающего 14 усилителей.

В остальном работа схемы подобна работе схемы первого варианта.

Таким образом, устройство работает так, чтобы всегда основная часть или .все распредел ение процесса оказывалось бы внутри квантов дискриминатора, где работает схема узкого диапазона центрирования.

Предполагается, что оптимальная величина кванта выбрана до начала центрирован ия и так, чтобы основная часть текущего по времени распределения процесса укладывалась бы внутри диапазона квантования дискриминатора.

Предмет изобретения

Устройство центрирования случайных процессов для цифровых статистических ан ализаторов, содерхкащее схему узкого диапазона центрирования, соединенную с входным амплитудным дискриминатором и с цифровым

10 вычислителем характеристик, и два цифроаналоговых преобразователя, отличающееся тем, что, с целью увеличения диапазона центрирования, оно содержит первый и второй интенсиметры превышений и занижений ампл и15 туд входного сигнала относительно граничных напряжений амплитудного, дискриминатора и реверсивный счетчик, соединенный с цифроаналоговыми преобразователями, подключенными к амплитудному дискриминатору, выхо20 ды которого соединены соответственно с первым и вторым интенсиметрамп, другие входы которых подключены к выходу цифрового вычислителя и к выходам схемы узкого диапазона центрирования.

388266

Фиг 2

СостаВитель В. )Ковинский

Корректор О. Усова

Техред А. Камышникова

Редактор И. Грузова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 070,7 Ид,¹ 1741 Тираж 047 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Чосква, К-35, Раушская наб., д. 4)5