Устройство для вычисления нормированных статистических моментов случайных процессов Советский патент 1986 года по МПК G06G7/52 

1

,1242995

Изобретение относится к вычислительной технике, может быть исполь- зовапОу при исследовании и классификации случги ных процессов, в том числе нестационарных, и является усовершенствованием устройства по авт. св. Yf 1120367.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет расширения динамического диапазона работы устройства.

Сущность изобретения состоит в т ом , что в нем при выполнении оне- рации нормирования осуществляется переменное ограничение входного сиг- пала, функционально зависимое (в виде обратной зависимости) от текущего значения нормирующего коэффициента усиления. При этом работоспособность устройства не нарушается ни 1Чри каких сочетаниях значений входного сигнала и нормирующего коэффициента усиления, блок умножения и другие блоки устройства не нод- нсргаются перегрузам и затянутые не- реходные процессы на их; выходах, 3-io время которых устройство неработоспособно, исключаются.

На фиг. 1 приведена структурная . схема предлагаемого устройства; на фнг.2 - схема блока ограничения с переменньм уровнем ограничения; па фиг.З - схема блока формирования обратной функции.

Устройство содержит центрируюш.ш фильтр 1, блок 2 определения моментов, интегратор 3, блок 4 у1 11юлсения, квадратор 5, блок 6 усреднения, коммутатор 7, блок 8 переключения постоянной времет интегрирования, блок 9 ограничения с переменным уровнем ограничения, блок 10 формирования обратной функции.

Блок 9 включает операционные усилители 11 - 13, диоды 14 и 15, резисторы 16 и 17. Блок 10 включает операционные ус1шители 18 и 19, диоды 20 и 21, резисторы 22 - 25.

Устройство работает следующим образом.

Входной сигнал (х) поступает на иервьй вход блока 9, на втором входе которого действует медленно меняющейся опорный сигнал (В), онре делятщ1 Й переменный уровень двустороннего ограничения входного сигнал Опорньш сигнал, поступаюпцй с блока 10 выхода, представляет собой обрат иую функц1Ш от нормирующего коэффициента усиления (Кц). KH формирует- ся на выходе интегратора -3 и поступает на вход блока 10. Блок 10 преобразовывает сигнал, реализуя зависимость

Ко i

где KO - постоянный - асштабный козф JQ фициент.

Следовательно, на выходе блока 9 оказывается сформированным сигнал

X, при в В, при при

-В,

с X +В X В X 4-В

В приведенном на фиг.2 варианте схемы блока 9 ограничения величина запирающих диоды i-4 и 15 потенциометров определяется значением оно.рного сигнала В действующего на втором входе блока 9, которьш гюступает с выхода блока 10, Если значение нос- тупающего на первый вход сигнала находится между нижним и верхним уровнями ограничения (-В Сх Б), то блок 9 работает как обычный лпней- пыл у:ешгатель, реализующий зависимость ..При поступлении на первый вход блока 9 сигпала, модуль которого нревьшшет запирающее напряжение, диоды 14 или 15 отпираются и на выходе блока, ограничения устанавливается напряжение В или -Б.

В варианте блока 10 (фиг.З), обратная зависимость реализуется благодаря использованшо нелинейности кремниевых диодов 20 и 21. Выходной сиг- нап блока 9 проходит через фильтр 1 ,

обеспечивающий центрирование случайного процесса, и перемгажается в локе 4 с Hopi-шрующим коэффициентом усиления, вырабатываемым па выходе интегратора 3. Нормированный сигнал

и его квадрированное значение, нолучепное на выходе квадратора 5, поступают в блок 2, где вьиисляют- ся нормированные статистические моменты второго, третьего и четвертого

порядков. Одновременно с этнм сигнал с выхода квадратора 5 усредняется в .блоке 6. Получеиньй сигнал (Z) поступает на нервьй информационный вкод коммутатора 7, на второй информаци- онн№1 вход которого поступает сиг

нал опорного напряжения (Z). Эти сигналы сравниваются по величитш в коммутаторе 7, на выходе которого формнруе. гся сигнал низкого или высо

кого уровня J3 зависимости от того, какой из сравниваемых сигналов больше. С выхода коммутатора 7 сигнал поступает на первый вход блока 8, в то время как на второй и третий входы блока 8 поступают соответствено сигнал Z с выхода блока 6 и сигнал Zc, опорного напряжения.

Проходя через блок 8, сигнал с выхода интегратора 3 интегрируется постоянной времени, величина которо автоматически устанавливается в со- ответст15ии с текущей интенсивностью нормируемого сигнала. Выработанный на выходе интегратора 3 нормирующий коэфс1)ициент передачи управляет как величиной сигнала, поступающего на блок 2 определения моментов, так и уровнем ограничения блока 9, кото рый автоматически устанавливается в блоке 10 обратно пропорциональным величине нормирующего коэффициента передачи, исключая возможность пре- вьпиения шкалы блока А. Действительно, если, например, нормирующш коэффициент передачи установился достаточно большим, а интенсивность входного сигнала начинает возрастат так, что сигнал па выходе блока А нарастает и приблшкается к верхней границе его шкалы, то выходной сиг- пал блока 9 ограничивается на уровн порога ограничения, величина которого в этом случае автоматически установлена на сравнительно низком

0

5

,

0

5

значении. Поэтому превышение шкалы блока 4 умножения и других блоков устройства исключаются. Увеличение интенсивности входного сигнала, в свою очередь, приводит к тому, что нормирующий коэффициент передачи начинает уменьшаться, а следовательно, начинает увеличиваться уровень ограничения блока 9. Поэтому в предлагаемом устройстве полностью исключена возможность перегрузки, вызывающаю потерю работоспособности.

Формула изобретения

Устройство для вычисления нормированных статистических моментов случайных процессов по авт.св. W II 20367, О тличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, за счет расширения динамического диапазона, в него введены блок формирования обратной функции, блок ограничения с переменным уровнем ограничения, информационный вход которого является входом устройства, выход интегратора подключен к входз блока формирования обратной функции, выход которого соединен с входом задания уровня ограничения блока ограничения с переменным уровнем ограниче ния,. выход которого подключен к входу центрирующего фильтра.

Изобретение относится к вычислительной технике, может быть использовано при исследовании и классификации случайных процессов, в том числе нестационарных, и является усовершенствованием устройства по авт. св. № 1 20367 . Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет расширения динамического диапазона работы устройства. Цель достигается введением в устройство блока формирования обратной функции, блока ограничения с пер.емен- ным уровнем ограничения. Сущность изобретения состоит в том, что при выполнении операции нормирования осуществляется переменное ограничение входного сигнала, функционально зависимое (в виде обратной зависимости) от текущего значения нормирующего коэффициента усиления. 3 ил. § (Л N9 ji СО QD СП ГО

TflfB

uff т ГР175 TPl7s

--bf-J-1

ТРП} /г Tp)7s -fe

l7s

vV

ГРгЗг

18 Л2

Редактор А.Шандор

Составитель И.Мухин Техред И.Гайдош

Заказ 3708/50Тираж 671Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,4

Корректор О.Луговая