Устройство для определения коэффициента изменчивости случайного процесса

 

ОЛИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (») 491955

Союз Советских

Содиалистинеских

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 30.04.74 (21) 2021868/18-24 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15.11.75. Бюллетень № 42

Дата опубликования описания 22.04.76 (51) М. Кл. G OGg 7/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР до 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 определения статистических характеристик случайных процессов, представленных в аналоговой форме.

Известно устройство для определения коэффициента изменчивости случайного процесса, содержащее сумматор, инвертор, п фильтров нижних частот, блок умножения, усредняющие фильтры, блок подбора скважности.

Недостатком известного устройства является относительно невысокая точность.

Цель изобретения — устранение указанного недостатка, т. е. повышение точности устрой- 15 ства.

Поставленная цель достигается тем, что устройство содержит ключ, первый вход которого подключен ко входу первого инвертора, а второй вход в к выходу блока подбора 20 скважности, активный фильтр, вход которого соединен с выходом ключа, а выход — с третьим входом первого сумматора, второй инвертор, второй сумматор, первый вход которого подключен к выходу второго инвертора, вто- 25 рой вход — ко входу первого инвертора, третий вход в к выходу активного фильтра, а выход — ко второму входу блока умножения.

На чертеже изображена блок-схема устройства. 30

Устройство состоит из n (n=1, 2 ...) последовательно подключенных к входной клемме фильтров нижних частот 1 с передаточными

1 функциями ы(р)=, выход последнего

1+тр из которых подключен параллельно к входам первого 2 и второго 3 сумматоров, причем ко второму входу сумматора 2 через первый инвертор 4, а к третьим входам сумматоров 2 и

3 — через последовательно включенные ключ

5 и активный фильтр 6. Вход второго инвертора 7 параллельно с первым входом сумматора 2 подключен к входной клемме, а выход — к входу сумматора 3. Выходы сумматоров 2 и 3 подключены ко входам блока умножения 8, выход которого подключен к последовательно включенным первому усредняющему фильтру 9, блоку 10 подбора скважности, выход которого параллельно подключен ко второму усредняющему фильтру 11 и управляющему входу ключа 5.

Блок 10 подбора скважности (широтно-импульсный модулятор) выдает на выходе однополярные прямоугольные импульсы с периодом следования Т и длительностью т» зависящей от выходного сигнала первого усредняющего фильтра 9. Сигнал с выхода и последовательно включенных фильтров нижних частот 1 поступает на последовательно вклю491955 х t) ()р,()(— „ ), где т 1 хХ

Т4 а1

Х

30

Х (22) Рх (zg — 2) « « (с2) ох (с — ) «фт2 ченные ключ 5, управляемый сигналом блока

10 подбора скважности, и активный фильтр 6, полоса пропускания которого выбирается такой, чтобы входной сигнал ключа 5 проходил через него без искажений. Частота же следования импульсов блока подбора скважности выбирается значительно больше верхней частоты пропускания фильтра 6 (или верхней полосы входного сигнала ключа 5). При соблюдении оговоренных условий сигнал Z(t) на выходе активного фильтра 6 будет равен

Z(t) =a, " Ih()X(t — г)г(г, т,. о

X(t) — входной случайный сигнал;

1 1 / itt 1 T

h (-.) =; — (— ) e — импульсная и — 1 т т) характеристика фильтра, составленного из и фильтров нижних частот 1; а) — коэффициент преобразования активного фильтра 6.

На выходе сумматоров 2 и 3 будем иметь сигналы Y2(t) и Ys(t) соответственно

Y, (t) = а

Ys(t) = аа а(1 (h()Х(/ — с)дс— т, — E(t)+ 1 h() Z(i — -) d ), О где ао, а2 — коэффициенты преобразования су м м а торов 2 и 3.

Оценка математического ожидания их произведения, получаемая на выходе первого усредняющего фильтра 9, с учетом соотношения

S Й(т)д(т) =1, равна о

Оо ...,at)t) (sq()* — )) (jh(,)hp о о

Х (-.,) Х (t — -.,) Х (8 — -,) сй,(й, +

-)-2 )Рг (-) X(t)X(t — -.)г(г — Х (t)) = о г

= а,г,u„(гг () (aÄ ) h(° ) и Х т, о о

СС СС

Х (сс) р (т, — ".2) йт,d с2+ m,»,a.» h(° ) h Х

О О

Х (2)Põ(— "2) d»(ф в+ 2ах Х где а4 — коэффициент преобразования блока умножения 8.

Подбор скважности продолжается до тех пор, пока оценка математического ожидания не станет равной нулю. В установившемся режиме среднее значение выходного сигнала блока 10 подбора скважности, получаемое на выходе усредняющего фильтра 11, пропорционально коэффициенту изменчивости случайного процесса и не зависит от коэффициентов преобразования сумматоров 2 и 3 блока умножения 8

1 — 2 Ь(с)рх(с)«-1- A(тг)Ь(с )р (»и — с )«г«

1+" Ь(a) Ь(я) рх(=a — э) «sd з

Погрешность от смещенности равна с1 — х

Т к

2 Ь(с) р, (с) « — (1 — к ) Ь(с,) Ь Х

40 1/

СО СгО

1 — 2 S ь"(с)Рх()d=+ (S ь(»р)ь(со)Рх(-.,— »2) х

45 d-.г«2+ 1+ х Ь(ср) Ь(са) рх(сг — 2)(Ф s

Погрешность от смещенности можно сделать сколь угодно малой путем увеличения числа и применяемых фильтров нижних частот 1, т. к. величины

j/г(,)И(гг)ри«, — г )гг,г(и ) гг(г) ()г( о при этом сделаются сколь угодно малыми.

Устройство может быть использовано для измерения 24>1.

Формула изобретения

Устройство для определения коэффициента

60 изменчивости случайного процесса, содержащее первый сумматор, первый вход которого подключен ко входу устройства, второй вход— к выходу первого инвертора, вход которого через п фильтров нижних частот соединен со

65 входом устройства, блок умножения, первый

491955

X(Составитель Э. Сечнна

Текред E. Митрофанова

Корректор В Брыксина

Редактор Б. Нанкина

Заказ 663/4 Изд. № 2031 Тираж 679 Подписное.

ЦИИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2 вход которого подключен к выходу первого сумматора, первый усредняющий фильтр, вход которого соединен с выходом блока умножения, блок подбора скважности, вход которого подключен к выходу первого усредняющего фильтра, второй усредняющий фильтр, вход которого соединен с выходом блока подбора скважности, а выход — с выходом устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, устройство содержит ключ, первый вход которого подключен ко входу первого инвертора, а второй вход в к выходу блока подбора скважности, активный фильтр, вход которого соединен с выходом ключа, а выход — с третьим входом первого сумматора, 5 второй инвертор, вход которого соединен со входом устройства, и второй сумматор, первый вход которого подключен к выходу второго инвертора, второй вход — ко входу первого инвертора, третий вход в к выходу активного

10 фильтра, а выход в ко второму входу блока умножения.