Многоканальный электронный анализатор

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву М 596971 (22) Заявлено 04.07.78 (2t) 2639690/18-24 (51)М. Кп.

6 06 G 7/52

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет—

Опубликовано 15р98р. Бюллетень № 34

Дата опубликования описания 170980 (53) УДК 681.3 (088. 8) (72) Автор изобретения

A. A. Бурба (71) Заявитель (54) МНОГОКАНАЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОННЫЙ АНАЛИЗАТОР

Изобретение относится к области вычислительной техники, может быть использовано для исследования случайных процессов и является усовершенствованием известного многоканального электронного анализатора

Анализатор по основному авт ° св.

9 596971 содержит многоканальный 10 коррелятор, канальные выходы которого подключены через соответствующие переключатели к колебательным контурам, первую группу сумматоров, причем первый вход каждого из последую- 15 щих блоков соединен с выходом предыдущего, а вторые входы сумматоров подключены к соответствующим колебательным контурам, вторую группу последовательно соединенных сумма- 20 торов, группу элементов И, элемент

ИЛИ, блок деления, блок сравнения и блок управления, Выход первого сумматора первой группы подключен к одному входу первого сумматора вто- 25 рой группы, другие входы сумматоров второй группы подключены к информационным входам элементов И группы, управляющие входы которых подключены к первому выходу блока управле- 30 ния, а выходы элементов И группы подключены соответственно к выходам блока элементов ИЛИ, выход которо" го соединен с первым входом блока деления, второй вход которого подключен к выходу последнего сумматора второй группы сумматоров, а выход через блок сравнения соединен со входом блока управления,.второй выход которого является вторым выходом анализатора.

Этот анализатор позволяет оценивать спектральную плотность случайного процесса (СП) и оптимальное значение быстродействия измерительного устройства, предназначенного для измерения анализируемого СП.

Недостатком известного анализатора является отсутствие учета погрешности, измерительного устройства (ИУ) при оценке его оптимального быстродействия по степени соответствия быстродействия и спектальных характеристик анализируемого СП.

Цель изобретения - повышение точности за счет учета погрешности измерения.

763922

Суммарная дисперсия погрешности

0 выразится по причине независимости составляющих следующим соотношением: иъ и (1) где D„ — дисперсия погрешности изме5 рения ИУ, Оп — дисперсия погрешности из-за ограниченности быстродействия ИУ.

Можно определить по степени соответствия Ч быстродействия ИУ спектральным, характеристикам анализируемого СП и дисперсию СП D

0„= 0 (1" Ч) .

Х (2)

Учитывая соотношения (1) и (2), ражение для допустимой степени соответствия Ч можно записать в виде: где 0- - допустимое значение суичарной дисперсии погрешности, Поставленная цель достигается тем, что в многоканальный анализатор дополнительно введены первый и второй блоки вычитания, блок оценки дисперсии и дополнительный блок деления, 25 выход которого через второй блок вычитания соединен с дополнительным входом блока сравнения, первый вход дополнительного блока деления соединен с выходом блока оценки дисперсии, вход которого подключен к первому входу анализатора, а второй вход дополнительного блока деления соединен с выходом первого блока вычитания, первый и второй входы которого являются соответственно вторым и третьим входами анализатора.

Первый блок вычитания осуществляет оценку разности между 0 и 0„

Блок оценки дисперсии определяет дисперсию 0 анализируемого случайнок го процесса %(t). Дополнительный блок деления необходим для оценки частного дроби в формуле (3). Второй блок вычитания определяет допустимое значение Ч степени соответствия быстродействия ИУ и спектральных характеристик анализируемого СП по формуле (3).

На чертеже представлена структурная схема многоканального электрон- 5П ного анализатора.

Этот анализатор содержит. последовательно соединенные электронный многоканальный коррелятор 1, блок переключателей 2, блок 3 колебательных контуров, первую группу 4 сум- маторов и вторую группу 5 сумматоров, каждый из которых соединен первым входом с выходом предыдущего сумматора, а вторым — с соответствующим сумматором первой группы суммато- 60 ров,группу б элементов И, информационные входы которых соединены с соответствующими выходами второй группы сумматоров, а выходы группы 6 соединены с входами элемента ИЛИ 7. 65

Элемент ИЛИ своим выходом соединен с первым входом первого блока деления 8, второй вход которого соединен с последним (n-м) выходом второй группы 5 сумматоров. Выход блока

8 подключен к первому входу олока

9 сравнения, выход которого соединен с входом блока 10 управления. Первый выход блока 10 подключен к управляющим входам группы б элементов И, а второй выход является вторым выходом анализатора. Дополнительный вход блока 9 сравнения соединен через второй блок 11 вычитания с выходом дополнительного блока 12 деления, первый вход которого через блок 13 оценки дисперсии подключен к первому входу анализатора, а второй вход — к входу первого блока 14 вычитания.

Первый и второй входы блока 14 являются соответственно вторым и третьим входами анализатора.

Многоканальный электрокный анализатор работает следующим образом.

На вход коррелятора 1 с первого входа анализатора подается электрический сигнал, характеризующий анализируемый СП. В результате обработки сигнала на выходе электронного многоканального коррелятора образуются напряжения, пропорциональные значениям корреляционной функции входного СП, которые через блок переключателей 2 подаются на емкости блока 3 контуров.

При быстром одновременном переключении составляющих блока переключателей 2 в блоке 3 колебательных контуров возникает колебательный процесс. Напряжение с емкостей блока 3 колебательных контуров подается на входы суммирующих устройств первой группы 4 сумматоров. При этом на выходе 1-го суммирующего устройства первой группы 4 сумматоров будет напряжение, пропорциональное значению оценки спектральной плотности S„ (t), которое фиксируется на выходе анализатора. Эти же дискретные значения спектральной плотности S (t) посту1 пают на входы второй группы 5 сумматоров, где происходит последовательное суммирование этих значений, после чего сигналы поступают на входы группы 6 элементов И. На управляющие входы каждого элемента И этой группы может быть подан сигнал с первого выхода блока 10 управления на открытие элемента И в зависимости от сигнала блока 9 сравнения. С выхода группы б элементов И сиГнал поступает через элемент ИЛИ 7 на первый вход первого блока 8 деления, на второй вход которого поступает сигнал с и-го (последнего) выхода второй группы 5 сумматоров. В блоке 8 вычисляется .степень соответствия Ч быстродействия

ИУ и спектральных характеристик анализируемого СП, которая поступает в блок 9 сравнения. На входы первого

763922 блока 14 вычитания подаются с второго и третьего входов анализатора величины допустимого значения суммарной дисперсии 0 погрешности и дисперсии погрешности измерения. Вычисленное значение разности между 0 и 0„> из блока 14 поступает на второй вход дополнительного блоха 12 деления, на первый вход которого подается с блока 13 оценки дисперсии величина дисперсии 0 анализируемого

СП, который предварительно был направлен с входа анализатора на вход блока 13. Вычисленное во втором блоке 12 деления отношение поступает на вход второго блока 11 вычитания, где осуществляется вычитание допустимого значения степени соответствия $ по формуле (1). Это значение подается на дополнительный вход блока 9 сравнения. В блоке 9 осуществляется сравнение вычисленного значения степени соответствия Ч с допустимым . В случае, если степень соответствия меньше допустимой, то блок 9 сравнения выдает соответствующий сигнал на блок 10 управления, который открывает следующий элемент

И группы б элементов, увеличивая требуемое быстродействие ИУ (время установления показания уменьшается).

Следовательно, с первого блока деления 8 на блок сравнения 9 будет подаваться большая величина степени соответствия, и если она окажется большей или равной допустимой, то блок управления 10 по сигналу с блока сравнения 9 выдает иа второй выход анализатора значение быстродействия Иу, обеспечивающее. заданную степень соответствия между быстродей, ствием и спектральными характеристиками анализируемого СП и равное времени установления показаний.

Положительный эффект, который дает изобретение, заключается в том, что оно позволяет, в отличие от прототипа, учитывать при определении оптимального быстродействия ИУ его погрешность. Другими словами, может происходить обмен точности на быстродействие и наоборот. Экономический эффект от внедрения изобретения можно оценить суьвюй средств, которые могут быть затрачены дополнительно из-за необъективной оценки оптимального быстродействия ИУ без учета погрешности измерения и, следовательно, непредвиденно больших погрешностей при измерениях реализаций СП. Опыт эксплуатации некоторых типов Иу показывает, что эко« номический эффект в данном случае

15 может составить до ЗОВ от затрат на проведение измерений.

Формула изобретения

Многоканальный электронный анализатор по авт.св. Р 59б971, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности, в него введены первый и второй блоки вычитания, блок оценки дисперсии и дополнительный блок деления, выход которого через второй блок вычитания соединен .с дополнительным входом блока сравнения, первый вход дополнительного блока деления соединен с выходом блока оценки дисперсии, вход которого подключен к первому входу анализатора, а второй вход дополнительного блоха деления соединен с выходом первого блока вычитания, первый и второй входы которого являются соответственно вторым и третьим входами анализатора.

40 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе с

1. Авторское свидетельство СССР

9 596971, кл. 8 06 8 7/52, 1975 (прототип).

763922

Составитель 3. Сечина

Ре акто Т. О овская Тех е Т.Иаточха Ко екто 8. Снннпкая

Эаказ 62 5

3 Тираж 75 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Ра шская наб.. 4 5

Филиал ппп патент, г. уигород, ул. проектная, а