Устройство для определения среднего квадратического отклонения

 

» 419899

ОП САНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскни

Соцналнстнческни

Реслублнн (61) Зависимое от авт. свидетельств -(22) Заявлено 28.02.72 (21) 1752355. 18-24 (51) М.Кл. б 06f 15/36 с присоединением заявки ¹â€” (32) Приоритет—

Опубликовано 15.03.74. Бюллетень М 10

Дата опубликования описания 16.12.74

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам иэооретений и отнрытий (53) УДК 681.3:519.2 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. А. Богородицкий, А. А. Мельников, А. Г. Рыжевский, Ю. А. Смагин и В. М. Шляндин

Пензенский политехнический институт (7I) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СРЕДНЕГО

КВАДРАТИЧЕСКОГО ОТКЛОНЕНИЯ

Предлагаемое изобретение относится к области цифровой электроизмерительной техники. Известны устройства для статистической обработки результатов измерения, с помощью которых производится оценка дисперсии или среднего квадратического отклонения некоторой случай ной величины, значения которой представляют собой результаты измерений некоторого параметра. Существенным недостатком таких устройств является высокая сложность и низкая надежность из-за применения в них накапливающих сумматоров.

С целью повышения точности работы устройства для цифрового измерения среднего квадратического отклонения длительности импульсов, представленной унитарным кодом, из схемы исключается накапливающий сумматор и используются только обычные двоичные счетчики импульсов.

На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства. Устройство содержит генератор опорной частоты I, делитель частоты 2, схемы «И» 8, 4, 5, счетчик среднего арифметического значения б, схемы «И» (совпадения) 7, реверсивный счетчик-регистр

8, схемы «И» 9, триггер 10, двоичный счетчик 11, реверсивный счетчик-накопитель 12, счетчик выборок 18 и блок управления 14.

Вычисление среднего квадратического от,клонения о производится по известной формуле для дискретного ряда измерении: г

1, () где Л вЂ” число выборок измеряемой длительности импульсов Х, по которому производится усреднение. Величина Х может быть зада10 на временным интервалом t,. илп число-импульсным (унитарным) кодом.

Работа устройства осуществляется следующим образом. В исходном положении счетчики 8, б, 11, реверсизный счетчик-на13 копитель 12, триггер 10 находятся в нулевом состоянии. Интервал t, поступает на вход (5 блока управления 14. Последний открываег схему «И» 8 на время 1; и импульсы с генератора 1 через делитель частоты 2 поступают на счетчик среднего арифметического значения б и суммирующий вход реверсивного счетчика — регистра 8.

Коэффициент деления делителя частоты 2 выбирается, исходя из требуемой погрешности дискретности при измерепии интервала

t, и числа выборок Л . Следовательно, за t,. в счетчиках б и 8 зафиксируется —,— импульХ сов. За время паузы до момента появления

30 следующего временного интервала tiki про419899

Х2

20 х, — — — 3+... +2

У вЂ” 1 =2 -, — — 1+ — - — — 2

Х

3 изводится обработка полученного значения ху ,—. На это время блок управления 14 закрывает схему «И» 8 и открывает схему

«И» 4, Одновременно триггер 10 и все разряды двоичного счетчика 11 устанавливаются в состояние «1». При этом первый же импульс генератора 1 опорной частоты устанаBливает триггер 10 и счетчик 11 в нулевое состояние и одновременно поступает на вход счетчика-накопителя 12, по суммирующему входу. Импульсом переполнения счетчика 11 обратный код из счетчика 8 переписываегся через схемы 9 з счетчик 11, триггер 10 устаиавли вается в единичное состояние и вычитается единица из содержимого счетчика 8.

Следующий импульс переполнения счетчика

11 появился через 2 (- — — 1) импульсов х, N опорного генератора 1, поступивших на вход триггера 10. Этим же импульсом переполнения проделываются аналогичные операции, описанные выше. Последующие импульсы переполнения на выходе счетчика 11 будут появляться через

2 — 1 — 1;2 — - — 2 — 1; ...2(— — — —,- — ) ) импульсов опорного генератора. При дости>кении счетчиком 8 нулевого состояния бло<

) правления 14 закрывает схему 4. За время обработки значения на входы триггера 10 и счетчика-накопителя 12 поступает число импульсов, равное

Л=2{ —,— -1+2 -, - — 1 )

+2 —, — — 2 — 1+ ... +2,— л; iõ, х, N Ч Х

11ричсм на время обработки сигналом с блока управления 14 открывается схема 5, кото>ая шунтирует младшие разряды реверсивного 12 счетчика-накопителя. Емкость младших разрядов этого счетчика равна числу выборок Л . Таким образом, происходит умножение числа импульсов Л на Х. В результате в старшие разряды реверсивного 12 счетчиках накопителя записывается число (, ) у) Л = —, . За время Л выборок, которые подXi

Л считываются счетчиком И, в счетчике среднего арифметического значения 6 будет зафиксировано число

l=l c-=i

Зо

4.

За это >ке время в старших разрядах счетчика-,накопителя 12 запишется число

<=!

Пб.,команде со счетчика выборок 18 код со счетчика 6 переписывается через схемы

«И» (совпадения) 7 в реверснвный счетчикрегистр 8 и по описанному выше способу он возводится в квадрат. При этом импульсы генератора 1 опорной частоты через вентиль

4 поступают на вычитающий Lõoä реверсивного 12 счетчика-накопителя. Вентиль 5 закрывается сигналом с блока управления 14.

При достижении счетчиком-регистром 8 нулевого состояния процесс возведения в квадрат заканчивается и в реверсивном 12 счетчикенакопителе будет зафиксировано число:

После этого блок управления 14 переводит схему устройства в режим извлечения квадратного корня из величины В(Х). При этом счетчик-регистр 8 находится в нулевом состоянии, выход двоичного счетчика II подключается к суммирующему входу счетчика-регистра 8 и импульсы опорного генератора 1 поступают через вентиль 4 на вычитающий вход реверсивного 12 счетчика-накопителя. х

1(ак и при обработке результата „, каждому импульсу переполнения счетчика 11 будет соответствовать определенное число 2n — 1 импульсов на входе триггера 10, где n — код в счетчике-регистре 8. Процесс извлечения квадратного корня заканчивается при достижении реверсивным 12 счетчиком-накопителем нулевого состояния. Общее число импульсов на выходе счетчика 11 связано с числом импульсов на входе триггера 10 следующим выражением:

1+3+5... +2n — 1=р. Если p = D(x), а и = о, то D (x) = 1+3+5+... 2cr — 1= о

Отсюда o.=+D(x). Следовательно, число импульсов на выходе счетчика 11 будет равно среднему квадратическому отклонению длительности импульсов.

Устройство может быть использовано в качестве измерительного блока в информационно-измерительных системах и в качестве лабораторного измерительного прибора и может быть выполнено на обычных элементах дискретной техники.

Предмет изобретения

Устройство для определения среднего квадратического отклонения, содержащее генератор опорной частоты, соединенный через делитель частоты с первым входом первой схемы «И», второй вход которой соединен с блоком управления, а выход подключен к счетчику среднего арифметического значения, 419899

Составитель Э. Сечина

Техред А. Камышникова

Редактор Л. Цветкова

Корректор А. Дзесова

Заказ 4775 Изд. № 1450 Тираж 624

БНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Я-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

МОТ, Загорский цех триггер, счетный вход которого подключен к выходу второй схемы «И», первый вход которой соединен с блоком управления, один из выходов которого подключен ко входу счетчика выборки, отличаюш,ееся тем, что, с целью повышения точности работы устройства, оно содержит реверсивный счетчик-регистр, двоичный счетчик и реверсивный счетчик-накопитель, выход которого соединен со входом блока управления, соответствующий выход которого подключвн через третью схему «И» к соответствующему входу реверсивного счетчика-накопителя, другой вход которого соединен со счетным входом триггера, выход которого подключен ко входу двоичного счетчика, единичный вход которого подключен к выходу двоичного счетчика и к первым входам соответствующих схем «И», вторые входы которых подключены соответственно к разрядным ьыходам реверсивного счетчика-регистра, а выходы — к соответствующим разрядным входам двоичного счетчика, выход реверсивного счетчика-регистра соединен со входом блока управления, а вход подключен ко входу счетчика среднего ариф1О метического значения, разрядные выходы которого через соответствующие схемы «И» подключены ко входам реверсивного счетчика-регистра, вторые входы схем «И» подключены к выходу счетчика выборки и к блоку

15 управления.