Устройство для определения дисперсии случайного процесса Советский патент 1984 года по МПК G06G7/52 

о vl

ел

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при определении дисперсии случайных процессов.

По основному авт. св. 802972 известно устройство для определения дисперсии случайного процесса, содержащее первый преобразователь случайного процесса в электрический сигнал, выход которого подключен ко входу первого блока определения второго момента и к первому входу блока вычитания, второй вход которого объединен со входом второго блока определения второго момента и соединен с выходом второго преобразователя случайного процесса в элекрический сигнал, выход первого блок определения второго момента через первый масштабный блок подключен ко входу первого дополнительного инвертора и к первым входам первого допохпштельного сумматора и сумматора, выход блока вычитания через последовательно соединенные дополнительный блок измерения дисперсии и дополнительный масштабный блок соединен со входом инвертора со вторым входом первого дополнительного сумматора и с первьи входом второго дополнительного сум-. матора, выход инвертора подключен ко второму входу второго сумматора, третий вход которого объединен со вторым входом второго дополнительного сумматора, со входом второго дополнительного инвертора и соединен с выходом второго масштабного блока, вход которого подключен к выходу второго блока измерения дисперсии , выход первого дополнительного инвертора соединен с третьим входом второго дополнительного сумматора, выход второго дополнительного инвертора подключен к третьему входу первого дополнительного сумматора tl.

Известное устройство обладает относительно низкой точностью, так как при определении дисперсии случайного процесса в нем не учитывается корреляционная связь между случайными ошибками преобразователей. Однако преобразователи, как правило, содержат усилители и другие э JeIOтpoнныe блоки, уровень шумов которых зависит от уровня вхоного сигнала. Поскольку на входе преобразователей действует один и тот же сигнал, то неучет корреляционной связи между случайными ошибками преобразователей приводит к снижению точности определения дисперсии случайного процесса.

Цель изобретения - повышение точности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для определения дисперсии случайного процесса введены три дополнительных сумматор блок определения второго момента, два элемента НЕ, два дополнительных масштабных блока, при этом выходы первого и второго преобразователей случайного процесса в электрический сигнал подключены соответственно к первому и второму входам третьего дополнительного сумматора, выход которого через блок определения второго .момента соединен с первым входом четвертого дополнителного сумматора, выход которого подключен к первому входу пятого дополнительного сумматора, выход первго дополнительного сумматора соединен с входом первого элемента НЕ, выход которого подключен к второму входу четвертого дополнительного сумматора, третий вход которого соединен с выходом второго элемента НЕ, вход- которого подключен к выходу второго дополнительного сумматора, выход второго сумматора через третий дополнительный масштабный блок соединен с вторым входом пятого дополнительного сумматора, выход которого подключен ко входу второго масштабнсэго блока.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство содержит первый и второй преобразователи 1 и 2 случайног процесса в электрический сигнал, первый и второй блоки 3 и 4 измерения дисперсии, дополнительный блок 5 измерения дисперсии, блок б вычитания, первый и второй масштабные блоки 7 и 8,дополнительный масштаб ный блок 9, инверторы 10 и 11, дополнительный инвертор 12, дополнительные сумматоры 13 и 14, сумматор 15 дополнительные сумматоры 16, 17 и 18, блок 19 оп-- ределения второго момента, первый и второй элементы НЕ 20 и 21, дополнительные масштабные блоки 22 И 23.

Устройство работает следунхцим образом

Случайный процесс X поступает на входы преобразователей 1 и 2, которые преобразуют случайный процесс в электрические сигналы Z/ и Z . В дискретные моменты с выходов преобразователей снимают случайные сигналы, образованные суммг1ми случаййого сигнала X и случайных ошибок У и Y преобразования

Z + 2

С помощью блока 6 вычитания определяют разность

2„ i Ч 1 2 а с помощью сумматора 16 - сумму

2 2X +

Z +

Yt +

2+

ВЫХОДНЫХ сигналов преобразователей.

Блоки 3, 4, 5 и 19 измеряют соответственно дисперсии Д и сигналов на выходах преобразователей и дисперсии Да-,и Я2+ разностного и суммарного сигналов первого и второго преобразователей:

в Д,

Дх+ Ду,

V ;flz2 Д)«+ Ду2

Дг 4Д, +Ду +Ду +2Ду,,; 5 Д2 Ду/Ду2-2ДУ1 г

где Ду

-дисперсия процесса X;

-дисперсии случайных ошибо преобразователей (процессов Y и У ) ;

-значение взаимной корреляДУгПционной функции процесYa . , сов Y, и Сигналы Д и Д22 после умножения в блоках 7 и 9 на величину 1/2 поступают на.первые два входа сумматора 14.

Сигнал дисперсии Д после умножения в блоке 8 на 1/2 и перемены знака в инверторе 11 nocTsmaeT на вход сумматора 14. В результате на выходе сумматора 14 снимается сигнал, равньай , Д |УгОдновременно сигналы с выходов масштабных блоков 7 и 9 поступают на входы сумматоров 13 и 15. Те же сигналы после перемены знаков в инверторах 10 и 12 поступают на входы сумматоров 13 и 15.На входы этих сумматоров поступает сигналы с выхода масштабного блока 11. В резуль.тате в сумматоре 13 формируется сигнал, равный И,з Ду сумматоре 15 - сигнали,5 ДY-ДY,V4 Cйгнaлы с выходов сумматоров 14 и 15 после изменения знаков в элементах НЕ 20 и 21 поступают в сумматор 17, сигнал с выхода которого ( - Дх ) после cyMf мирования в сумматоре 18 сигналов с выхода сумматора 14(U,,- ), который изменяет свое значение посл умножения в , 22 на величину 4, поступает в блок 23, в котором умножается на ,велич:ину 1/8. В результате выходной сигнал устройства, снимаемый с выхода масштабного блока 23, равен; дисперсии случайного процесса Д j .

Таким образом, в устройстве при определении дисперсии случайного процесса исключается составляквдая вызванная наличием корреляционной связи между шумами преобразователей. Это повьвиает точность измерений по сравнению с известным устройством в котором наличие корреляционной связи между шумами преобразователей не учитывается.

Экономический эффект от внедре- . ния изобретения может .быть определен как эффект, вызываемый повышением точности измерений, и зависи от конкретного использования устройства. В частности, при более точном определении дисперсии могут быт уменьшены требования к диапазону измерений процессов, что приводит к экономии средств на создание измерительных приборов.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИСПЕРСИИ СЛУЧАЙНОГО ПРОЦЕССА по авт. св. 802972, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, в него введены три дополнительных сумматора, блок определения второго момента, два элемента НЕ, два дополнительных масштабHtjx блока, при этом выходы первого и второго преобразователей случайного процесса в электрический сигнал подключены соответственно к первому и второму входам третьего дополнительного сумматора, выход которого через блок определения второго момента соединен с первым входом четвертого дополнительного сумматора, выход которого подключен к первому входу пятого дополнительного сумматора, выход первого дополнительного сумматора соединен с входом первого элемента НЕ, выход которого подключен к второму входу четвертого дополнительного сумматора, третий вход которого соединен с выходом элемента НЕ, вход которого подключен к выходу второго дополнительного сумматора, выход второго сумматора через третий дополнительный масштабный блок соединен с вторым входом пят, § того дополнительного сумматора, вы(Л CZ ход которого подключен к входу второго дополнительного масштабного блока. ч