Устройство для определения дисперсии случайного процесса

 

(72) Автор. изобретения

С. К. Турченкова

Ю аЪ

%, Ленинградский ордена Ленина электротехнич кйи Т; — .",,-;.,:--... институт им. В.И.Ульянова (Ленина) (7) ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИСПЕРСИИ

СЛУЧАЙНОГО ПРОЦЕССА

Изобретение относится к специализированной вычислительной тех- . нике и может быть использовано при определении моментных статистических характеристик случайных процессов.

Известно устройство для определения дисперсии (1), содержащее преобразователь аналог-код, счетчики, реверсивный счетчик, два квадратора, сумматор.

Недостатком указанного устройства является наличие дополнительных аппаратурных погрешностей блоков устройства.

Наиболее близким по техническому решению к предлагаемому является устройство для определения дисперсии, содержащее блок преобразования, состоящий из двух преобразователей слу- 2о чайного процесса в электрический сигнал, усреднители, квадраторы, мас- . штабные блоки, инвертор, блок вычитания (21.

В известном устройстве устранены недостатки, указанные выше> путем отделения систематической составляющей случайных ошибок входных преобразователей от полученной оценки дисперсии

О„ случайного процесса, что достигнуто за счет аппаратурного усложнения устройства в результате введения ряда функциональных блоков (дисперсиометров, масштабных блоков), которые, в свою очередь, являются источниками дополнительных аппаратурных погрешностей. Таким образом, общее число источников дополнительных погрешностей существенно возросло.

Целью изобретения является повышение точности и расширение функциональных возможностей за счет определения моментов высших порядков.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для определения дисперсии случайного процесса, содержащее блок преобразования, состоящий из первого и второго преобразовате3 94374 лей, случайного процесса в электрический сигнал, входы которых являются соответственно первым и вторым входами блока преобразования, выходы первого и второго преобразователей являются соответственно первым и вторым выходами блока преобразования, первый и второй входы блока преобразования объединены и являются входом устройства, усреднитель, квадратор, введены 10 пять управляющих регистров, коммутатор, преобразователь аналог-код, и блок программного управления, при этом выходы коммутатора подключены соответСтвенно к первым входам управляющих регистров, первые выходы которых соединены с соответствующими входами коммутатора, второй выход первого управляющего регистра подключен к третьему входу блока преобразования, третий выход которого соединен со вторым входом первого управляющего регистра, первый и второй выходы блока преобразования подключены соответственно к первому и второму входам преобразователя аналог-код, выход которого соединен со вторым входом второго управляющего регистра, второй выход .которого подключен к тре" тьему входу преобразователя аналогкод, выход усреднителя соединен со вторым входом трет ьего управляющего регистра, второй выход которого подключен ко входу усреднителя, выход квадратора соединен со вторым входом четвертого управляющего регистра, второй выход которого подключен ко входу квадратора, выход блока программного управления соединен со вторым входом пятого управляющего регистра, второй выход которого подключен ко входу блока программного управления, а также тем, что блок программного управления содержит блок инди кации, регистр адреса постоянной памяти, постоянную память, коммутатор, 45 дешифратор, команд и оперативную память, при этом выход блока индикации подключен к первому входу регистра адреса постоянной памяти, выход которого соединен со входом постоянной 50 памяти, вход дешифратора команд объединен с первым входом коммутатора, со входом блока индикации, со вторым входом регистра адреса постоянной памяти и подключен к выходу постоянной ss памяти, выходы дешифратора команд соединены с соответствующими управляющими входами коммутатора и опера6 4 тывной памяти, информационный вход которой является входом блока, выход оперативной памяти подключен ко второму входу коммутатора, выход которого является выходом блока.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства, на фиг. 2 - структурная схема блока программного управления.

Устройство содержит блок 1 преобразования, преобразователь 2 аналогкод, усреднитель 3, квадратор 4, блок

5 программного управления, коммутатор 6, первый 7 и второй 8 преобразователи случайного процесса в электрический сигнал, первый 9 второй

10, третий 11, четвертый 12 и пятый

13 управляющие регистры.

Блок 5 программного управления состоит из регистра 14 адреса постоянной памяти, постоянной памяти

15, коммутатора 16, дешифратора 17 команд, оперативной памяти 18, блока

19 индикации.

Устройство работает следующим образом.

В блоке 5 программного управления задается программа, определяющая последовательность определения дисперсии случайного процесса в устройстве. По этой программе с шагом по времени ЬТ с помощью пятого управляющего регистра 13, коммутатора б, первого управляющего регистра 9 запускаются преобразователи 7, 8 в бло- . ке 1 преобразования. В каждом цикле длительностью ДТ пара напряжений

U, U 2 с преобразователей 7, 8 соответственно поочередно поступает через первый и второй входы в преобразователь 2, на выходе которого формируются два цифровых отсчета Z<<. и Z 2. Пара отсчетов через второй управляющий регистр 10, коммутатор

6, третий управляющий регистр 11 поступает в усреднитель 3, опредейяющий разность Ь2 =Z<< -2 2. Параллельно пара отсчетов Z«Z < через коммутатор б, четвертый управляющий регистр 12 поступает в квадратор 4, определяющий пару квадратов отсчетов

2 2

2«и 2к2 и квадратор раз.ности

Ь22, которая поступает с усреднителя 3 через регистр 11, коммутатор

6, регистр 12 в квадратор 4. Полуг ченные квадраты отсчетов Z„„, 2„2 и и разности ьЕк с квадратора 4 че2 рез регистр 12, коммутатор 6, регистр 11 поступают в усреднитель 3, 43746 6

5 9 который определяет три текущие оцен-1 ки дисперсии

К-«2 1 кг к-<,2I > (<) м

1 по одинаковым рекуррентным алгоритмам. При этом предыдущие оценки дисФ персий D <, DK-1g, 0„ b поступают в усреднитель 3 с блока 5 через регистр 13, коммутатор 6, регистр

11, а получаемые текущие оценки дис3(ф ( персии 0 <, DK, DN q обратным путем поступают в блок 5 программного управления на место предыдущих оценок.

В конце 2 -t-o цикла в усреднителе ч„

3 определяют оценки дисперсий 0„, 0, D, из которых усреднитель 3

% ф определяет-дисперсию сигнала по формуле

v . 2 Ь {г) х,> справедливость чего вытекает из условия независимости случайных ошибок преобразователя 2 при определении отсчетов Z<< Z<, Блок 5 программного управления работает следующим образом.

Формат слова 15 постоянной памяти содержит 39 разрядов и состоит из адресной части (11 разрядов) и команд управления,(9 разрядов). 8 разрядов слова постоянной памяти(поле следующего адреса) поступают в регистр 14. Этим самым задается адрес следующей команды, которая будет вы" полняться в следующем цикле синхронизации. 4 других разряда (поле микроприказов) поступают на дешифратор

17 команд с выхода которого подаются сигналы управляющего воздействия на внутренние узлы блока программного управления и регистр 14. Остальные

8 разрядов слова (поле адреса функционального блока дисперсиометра + поле микрокоманд функциональным бло кам диспермометра) поступают через коммутатор 16 в регистр 13. Таким образом восемь разрядов информации поступают из блока программного управления через регистр 13 в коммутатор 6, а иэ него принимаются аналогичным управляющим регистром функционального блока. На блок 5 также возложена роль хранения в его оперативной памяти 18 промежуточных резуль

1О

23

3S татов, образуацихся в разных функциональных блоках дисперсиометра в ходе выполнения программы определения оценок Р» . При этом коды оценок под управление блока 5 поступают из данного функционального блока через управляющий регистр этого блока, коммутатор 6 и управляющий регистр

13, блок 5 в оперативную память 18.

Для обеспечения этого текущее слово постоянной памяти должно содержать в поле код микрокоманды "запись в оперативную память" (или считывание 13 памяти), после кода адреса источника (режим записи) или код адреса приемника (режим считывания).

Дешифратор 17 команд обеспечивает подачу управляющих сигналов на коммутатор, оперативную память и регистр 13.

Устройстso позволяет повысить точность определения дисперсии D„ в

2-3 раза и быстродействие статистической обработки в 3 раза (для широкополосных случайных процессов в диапазоне от долей Гц до сотен кГц при времени запоминания аналоговых фиксаторов 0,5 мкс и времени преобразования преобразователя 2 аналог-. код 2 мкс) путем уменьшения источников дополнительных шумов эа счет применения минимального числа функциональных узлов, а также благодаря возможности автоматического контроля как текущих результатов, так и параметров узлов в блоке программного управления.

Формула изобретения

1. Устройство для определения дисперсии случайного процесса, содержащее блок преобразования, состоящий из первого и второго преобразователей случайного процесса в электрический сигнал, входы которых являются соответственно первым и вторым входами блока преобразования, выходы первого и второго преобразователей являются соответственно первым и вторым выходами блока преобразован;1я, первый и второй входы блока преобразования объединены и являются входом устройства, усреднитель, квадратор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и расширения функциональных воэможностей за счет определения моментов высших порядков, в устройство введены пять

7 94 управляющих регистров, коммутатор, преобразователь аналог-код и блок программного управления, при этом выходы коммутатора подключены соответственно к первым входам управляю-" щих регистров, первые выходы которых соединены с соответствующими входами коммутатора, второй выход первого управляющего регистра подключен к третьему входу блока преОбразования, третий выход которого соединен со вторым входом первого управляющего регистра, первый и второй выходы блока преобразования подключены соответственно к первому и

Второму входам преобразователя аналог-код, выход которого соединен со вторым входом второго управляющего регистра, второй выход которого подключен к третьему входу преобразователя аналог-код, выход усреднителя соединен со вторым входом третьего управляющего регистра, второй выход которого,подкпючен ко входу усреднителя, выход квадратора соединен со вторым входом четвертого. управляющего регистра, второй выход которого подключен ко входу квадратора, выход блока программного управления соединен со вторым входом пятого управляющего регистра, второй выход которого подключен ко входу блока программного управления.

3746

2. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок программного управления содержит блок индикации, регистр адреса постоянной памяти, постоянную память, коммутатор, дешифратор команд и оперативную память, при этом выход блока индикации, подклЮчен к первому входу регистра адреса постоянной памяти, >о выход которого соединен со входом постоянной памяти, вход дешифратора команд объединен с первым входом коммутатора, со входом блока индикации, со вторым входом регистра адреса постоянной памяти и подключен к выходу постоянной памяти, выходы дешифратора команд соединены с соответствующими управляющими входами коммутатора и оперативной памяти, информационный вход которой является входом блока, выход оперативной памяти подключен ко второму входу коммутатора, выход которого является выходом блока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе !

1. Авторское свидетельство CC CP зо N 407322, кл. 0 06 F 15/36, 1972, 2. Авторское свидетельство СССР

11 528578, кл. 6 06 6 7/Я, 1974 (прототип).

94374б

Составитель Л.Григорьян-Чтенц

Техред 3. Палий Корректор Г.Orap

Редактор А.Долинич

Подписное филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, Заказ 5Ф -3 5 Тираж 731

ВНИИПИ Гесударственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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