Устройство для определения третьего центрального момента Советский патент 1984 года по МПК G06F17/18 

1 1 Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники и предназначено для статистического анализа случайных процессов , Известно устройство для определения одномерных начальных моментов Пгго порядка случайных процессов, содержащее блок сравнения, коммутатор, генератор случайного сигнала, степенной преобразователь, блок анализа чисел,m реверсивных счетчиков блок задания весовых коэффициентов, блок управления Г1 . Это устройство реализует метод функциональных статистических испытаний, но обладает большой статистической погрешностью, характерной для метода статистических испытаний Наиболее близким к изобретению по технической сущности является кор релометрический цифровой измеритель действующего значения сигнала, содержащий входной усилитель, два компаратора, источник калиброванного напряжения, аналоговый сумматор, генератор тактовых .импульсов, два гене ратора псевдослучайных чисел, компаратор кодов, цифроаналоговый преобра зователь, четыре группы двухвходовых вентилей, два логических элемента, логический инвертор, решающий блок и регистрирзтощее устройство. Помимо действующего значения измеритель определяет и коэффициент асимметрии входногосигнала 2. Цель изобретения - повышение точности измерения третьего центрального момента. Указанная цель достигается тем, что в устройство для определения третьего центрального момента, содер жащее блок сравнения, цифроаналоговый преобразователь, первый и второй генераторы случайных чисел, генератор тактовых импульсов, первый сумматор и регистратор, вход которого подключен к выходу первого сумматора, выход цифроаналогового преобразователя соединен с первым входом блока сравнения, второй вход которого является входом устройства, тактовые входы первого и второго генера торов случайных чисел и блока сравнения объединены и подключены к выходу Генератора тактовых импульсов, .введены второй Сумматор, блок yknoжения, блок элементов НЕ, выход ко3торого соединен с входом цифроаналогового преобразователя и первым входом блока умножения, второй вход lioторого подключен к двухразрядному Ьсодовому выходу блока сравнения, выход блока умножения соединен с входом первого сумматора, вьссоды первого и второго генераторов случайных чисел подключены к первому и второму входам второго сумматора, информационньй выход Которого соединен с первым входом блока элементов НЕ, выход переноса второго сумматора подключен к второму входу блока элементов НЕ. Причем блок сравнения содержит усилитель, инвертор, первый и второй компараторы, выходы которых являются двухразрядным кодовым выходом блока сравнения, первый вход блока сравнения соединен с входом усилителя, выход которого подключен к первым входам первого и второго компараторов, второй вход первого -компаратора объединен с входом инвертора и соединен с вторым входом блока сравнения, выход инвертора подключен к второму входу второго компаратора, тактовые входы первого и второго компараторов объединены и подключены к управляющему входу блока сравнения. На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого устройства для определения третьего центрального момента; на фиг. 2 - блок-схема блока сравнения. Устройство для определения третьего центрального момента содержит блок 1 сравнения, цифроаналоговьй преобразователь 2, генераторы 3 и 4 случайных чисел,генератор 5 тактовых импульсов, cjMMaTop 6, блок 7 элементов НЕ, блок 8 умножения, сумматор 9 и регистратор 10. Блок 1 сравнения (фиг. 2) содержит усилитель 11, инвертор 12, компараторы 13 и 14. Предлагаемое- устройство для опрееления третьего центрального момента оценку третьего центрального момента определяет по следующему алгориту:3 N р , где - половина диапазона измерения сигнала X (t), т.е. q, : X(t) с N - количество отсчетов сигнала к (t); S - псевдослучайное число с линейной плотностью распределения в интервале (0,1), соответствующее опорному уровню напряжения, поступив тему в данном такте измерения на компараторы; результат сравнения входного сигнала x(t) с соответст вующим псевдослучайным уров нем 1 , если Х : с|, ; О, если -q, Х «V, ) -1 , если X 6 -Ч,- : Квантование проводится одновремен но в диапазоне о, и fO, - JПоложительные значения сигналов срав ниваются с уровнем cj, , а отрицател ные с уровнем -с. Псевдослучгайное число определяется -по алгоритму Гк .если ; lll 1к+Г1.1 где ни -ул.- равномерно распределенные псевдослучайные числа. Описанный алгоритм реализуется в устройстве для определения третьего центрального момента следующим образом. Исследуемый сигнал х(t) поступает на один вход блока 1 Сравнения, на второй вход поступает псевдослучайный уровень , который формируетсяследующим образом: под воздействием тактовых импульсов генератора 5 тактовых импульсов генераторы 3 и 4 случайных чисел формируют коды псевдослучайных чисел t. и -j- , которые поступают на соответствующие входы сумматора 6, где суммируются. Если сумма кода числа fv больше единицы, то на выходе переноса сумматора 6 появляется сигнал, которьй управляет блоком 7, т.е. если сигнала нет, код числа f|. + -у пропускается через блок 7 элементов НЕ без изменений, если сигнал есть, то Происходит инвертирование и на выходе блока элементов НЕ появляется следующий код числа . у. + tt который далее поступает на вход цифроаналогового преобразователя 2 и блока 8 умножения. В блоКе 1 сравнения сравнивается исследуемьш сигнал X(t) и псевдослучайный уровень K, . Результатом сравнения является число h |( . С выхода блока 1 код числа п. поступает на второй вход блока 8 умножения, где код , умножается на код п Таким образом, в каждом такте стробирования в сумматор 9 поступает информации 4, п,. Сумматор 9 вьшолняет усреднение за время измерения и масштабирование. Полученный результат передается на регистратор 10. В блоке 1 входной сигнал X(t) проходит через усилитель 11 и поступает на первые входы компараторов 13 и 14. В компараторе 13 сравнивается X (t) с положительным уровнем,, в компараторе 14 - с отрицательным, которьш получается при прохождении уровня fj через инвертор 12. Результатом сравнения является код числа (T. , который появляется на выходах компараторов после прихода тактовых импульсов. Код числа п,-двухразрядный, поскольку каждый компаратор выдает одноразрядный код. Оценка третьего центрального момента, которую определяет предлагаемое устройство, является несмещенной, а точность вьше точности известного устройства. Проведено моделирование разработанного устройства на ЭВМ. Расчеты, полученные при моделировании, показьшают, что точность измерения по сравнению с известным увеличилась в 2,7 раз.

Фцг.1

1. УСТРОЙСТВОДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТРЕТЬЕГО ЦЕНТРАЛЬНОГО МОМЕНТА, содержащее блок сравнения, цифроаналоговый преобразователь, первый и второй генераторы случайных чисел, генератор тактовых импульсов, первый сумматор и регистратор, вход которого подключен к выходу первого сумматора, выход цифроаналогового преобразователя соединен с первым входом блока сравнения, второй вход которого является входом устройства, тактовые входы первого и второго генераторов случайных чисел и блока сравнения объединены и подключены к выходу генератора тактовых импульсов, о тл и ч a ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены второй сумматор, блок умножения. блок элементов flE, выход которого соединен с входом цифроаналогового преобразователя и первым входом блока умножения, второй вход которого подключен к двухразрядному кодовому выходу блока сравнения, выход блока умножения соединен с входом первого сумматора, выходы первого и второго генераторов случайных чисел подключены к первому и второму входам второго сумматора, информационный выход которого соединен с первым входом блока элементов НЕ, выход переноса второго сумматора подключен к второму входу блока элементов НЕ. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блик срав(Л нения содержит усилитель, инвертор, первый и второй компараторы, выходы которых являются двухразрядным кодовым выходом блока сравнения, первый вход блока сравнения соединен с входом усилителя, выход которого подключен к первым входам первого и втокэ рого компараторов, второй вход О 00 ел первого компаратора объединен с входом инвертора и соединен с вторым входом блока сравнения, выход инвер00 тора подключен к второму входу второго компаратора, тактовые входы первого и второго компараторов объединены и подключены к управляющему входу блока сравнения.