Устройство для определения коэффициента изменчивости случайного процесса

 

1п> 467363

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сома советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 18.02.74 (21) 1998719/18-24 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15.04.75. Бюллетень № 14

Дата опубликования описания 06.08.75 (51) М. Кл. G 06K 7/18

Государстеенный комитет

Соаета Миниотроа СССР ао делам изобретений и открытий (53) УДК 681.3(088.8) (72) Авторы изобретения

И. И. Волков, В. В. Мотов и В. К. Семенычев

Куйбышевский политехнический институт им. В. В. Куйбышева (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА

ИЗМЕНЧИВОСТИ СЛУЧАЙНОГО ПРОЦЕССА

Изобретение относится к области вычислительной техники и предназначено для измерения статистических характеристик случайных процессов, представленных в аналоговой форме.

Известно устройство для определения коэффициента изменчивости случайного процесса, содержащее инвертор, и последовательно включенных между входом устройства и входом инвертора фильтров нижних частот, сумматор, умножитель, первый вход которого подключен ко входу устройства, а второй — к выходу умножителя, первый усредняющий фильтр, вход которого соединен с выходом умножителя.

Так как коэффициент изменчивости случайного процесса в общем случае может быть больше единицы, то и регулируемый коэффициент преобразования применяемого в прототипе линейного преобразователя должен быть в общем случае больше единицы.

При выполнении преобразователя из усилителя, на входе которого регулируется смешение, весьма сложно аппаратурно получить линейность его характеристики в большем динамическом диапазоне. Также достаточно сложным является выполнение преобразователя из последовательно включенных потенциометра и усилителя, а регулирующего устройства из усилителя, двигателя и редуктора. Кроме того, в прототипе для измерения результата измерения в электрической форме требуется применить второй идентичный линейный преобразователь с тем же регулируемым коэффициентом преобразования и источник опорного постоянного напряжения.

Целью изобретения является упрощение устройства для определения коэффициента изменчивости случайного процесса.

10 Поставленная цель достигается тем, что устройство содержит первый aTTåíþàòoð, вход которого подключен ко входу устройства, а выход — к первому входу сумматора, второй аттенюатор, вход которого подключен к выхо15 ду инвертора, а выход — ко второму входу сумматора, ключ, вход которого соединен с выходом инвертора, а выход — с третьим входом сумматора, блок задания скважности, вход которого соединен с выходом первого

20 усредняющего фильтра, а выход — с управляющим входом ключа, второй усредняющий фильтр, вход которого соединен с выходом блока задания скважности импульсов, Блок-схема предлагаемого устройства изо25 бражена на чертеже.

Оно состоит из и фильтров 1 нижних частот, инвертора 2, которые последовательно подключены к входной клемме, ключа 3, аттенюаторов 4 и 5, сумматора 6. Первый вход сумЗ0 матора 6 через аттенюатор 5 подключен к входной клемме, а второй и третий входы подключены к выходу инвертора 2 через аттенюатор 4 и электронный ключ 3 соответственно. Выход сумматор 6 подключен к первому входу умножителя 7, второй вход которого подключен к входной клемме, а выход подключен к последовательно включенным усредняющему фильтру 8 блока 9 задания скважности импульсов. Выход блока 9 подключен к дополнительному усредняющему фильтру 10 и управляющему входу ключа 3.

При подаче на вход устройства нецентрированного случайного процесса X(t) сигнал

Y(t) на выходе сумматора 6 будет равен

Y (t) =- а, (3x(t) — I ) h (-.) x (t — т) баевЂ

467363

4 — а (фт„-(- ao (Й (o) o (a) d (a) ) =- О, Ха — Ха Ь(т) РХ(С) & р(О =

1 + хи Ь () р, () & о

Этот сигнал мы будем получать на выходе дополнительного усредняющего фильтра 10.

В идеальном случае (1)„(1) =рх . Погрешность от смещенности равна где q(t) — оценка математического ожидания

0 Х

V (t) Откуда, полагая х =тх — и (t) ja(a)x(t — o)da, т

1 1 л — 1 где Ь() = — е (и — 1)! Т Т импульсная характеристика фильтра, составленного из и (n=1, 2, ...) фильтров 1 нижних частот с передаточными функциями

W(p) =; а) — коэффициент преобразо1+т вания сумматора 6; «р(/) равно 1 во время т замкнутого ключа и равно О во время Т вЂ” т открытого ключа 3 (здесь Т вЂ” период импульсов цепи подбора скважности); Р— коэффициент преобразования аттенюаторов 4 и 5, Р<(1.

На выходе умножителя 7 будем иметь сигнал

Z (t) = а а, (аХ (t) — (tX (t) J ta () X(t) X X

)< (t — o)da — ta(t) (tt (o)X(t)X(i — a)da, где а — коэффициент преобразования умножителя 7.

Блок 9 задания скважности импульсов меняет в зависимости от амплитуды и полярности поступающего на него сигнала с усредняющего фильтра 8 скважность импульсов, открывающих и закрывающих ключ 3. В установившемся режиме сигнал на его входе, являющийся оценкой математического ожидания сигнала умножителя 7, будет равен О, т. е. а ()«, . (3m„+ )«)„— ((Ill„— о„й (-.) р (z)— ((.) tx()d (1+ х)

20 Уи () — р (1) о

Ч и (а)

1 — хи (h(-.) р ()d

При любой нормированной автокорреляцион25 ной функции о„(т) выбором необходимого числа и фильтров 1 нижних частот с любыми постоянными времени можно снизить () до необходимой величины (при п- оо, ()- -0).

Предмет изобретения

Устройство для определения коэффициента изменчивости случайного процесса, содержа35 щее инвертор, и последовательно включенных между входом устройства и входом инвертора фильтров нижних частот, сумматор, умножитель, первый вход которого подключен ко входу устройства, а второй — к выходу умно40 жителя, первый усредняющий фильтр, вход которого соединен с выходом умножителя, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства, оно содержит первый аттенюатор, вход которого подключен ко входу

45 устройства, а выход — к первому входу сумматора, второй аттенюатор, вход которого подключен к выходу инвертора, а выход — ко второму входу сумматора, ключ, вход которого соединен с выходом инвертора, а выход—

50 с третьим входом сумматора, блок задания скважности импульсов, вход которого соединен с выходом первого усредняющего фильтра, а выход — с управляющим входом ключа, второй усредняющий фильтр, вход кото55 рого соединен с выходом блока задания скважности импульсов.

467363

Составитель А. Карасов

Техред Л. Миронова

Корректор Л. Котова

Редактор В. Нанкина

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1810710 Изд. И 1364 Тираж 679 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5