Устройство для определения среднего значения аддитивного нестационарного случайного процесса Советский патент 1987 года по МПК G06F17/18 

112954

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в спехщальных вычислительных устройствах.

Цель изобретения - повьшение точ- ности.

Сущность изобретения состоит в более глубоком учете взаимосвязей.

Очевидно, что существенные взаимосвязи среднего значения аддитивного 10 нестационарного случайного процесса (АНСП) следует учитывать в пределах интервала ковариации последнего, В данном случае необходимо учитывать взаимосвязи в среднем значении АНСП, 5 что возможно путем определения функций ковариации, т.е. без операции центрирования АНСП. Поскольку во многих практически важных случаях интервал ковариации АНСП меньше интервала 20 ковариации его среднего значения, то возможно взаимосвязи среднего значения определять по интервалу ковариации АНСП.

Б том случае, когда помехой явля ется низкочастотная детерминированная часть АНСП (например, необходимо устранить дрейф нуля усилителя постоянного тока), вся процедура ос,- 25

тается прежней. Далее путем извест- ной операции центрирования случайного процесса устраняется низкочастотная детерминированная часть.

Число ординат взаимосвязи опредеится через время ковариации ц, 35 как:

N,

КО 6

+ 1,

(1)

где At - интервал квантования АНСП по времени

1макс

Гчо-р -

° о + Т-) dtdt(2)

где Т - временной интервал, по которому определяется ковариационная функция,

маИс максимальный ковариационный сдвиг,

x(t),

x(t+T:)- АПСП в моменты времени t и

(t +г ).

в проквантованном известным образом по времени АНСП на массиве орди нат N. определяются вспомогательные средние значения:

17

x./t) S,.(t)

х, (t) - X, (t)

(3)

Затем искомое среднее значение АНСП определяется как

x(tj

X, (t)+X(t) + ...+X,-i (t)+X(t)

М

(4)

Последующие искомые средние значения определяются рекуррентно;

x,(t) х,(0 ..М,

(5) где М tO,9:jC KJ..

Па чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит аналого-цифровой преобразователь 1, формирователь 2 временного интервала, формирователи 3 и 4 импульсов, генератор 5 импульсов, распределитель 6 импульсов, счетчики 7 и 8, распределитель 9 импульсов, группу элементов И 10, элемент И 11, регистры 12 и 13,группу элементов И 14, сумматор 15,блок 16 регистров, группу элементов И 17, сумматор 18, блок 19 регистров, сумматор 20, сумматор 21, группу элементов И 22, элемент И 23, регистр 24, делители 25 и 26, регистр 27, делитель 28, цифроаналоговый преобразователь 29, регистр 30, делитель 31, регистры 32 и 33.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом работы по заданному объекту выборки N сигнала x(t) в формирователе определяется интервал ковариации согласно (2). Выходным сигналом, пропорциональным Т о запускается формирователь 3 импульсов типа меандр с Лз 0,9 . Задним фронтом запускается формирователь 4 импульсов с L 0,9t . По переднему фронту импульсов с длительностью Х, , 1 запускается счетчик 7 импульсов, где определяется константа N, и счетчик 8 импульсов, где определяется константа М 0,9N,

Также передними фронтами импульсов и Т запускаются распределители 6 и 9 импульсов. С соответствующих выходов этих распределителей импульсов на управляющие входы блоков 16 и 19 регистров поступают импульсы.

разрешающие проход на блок 16 и 19 регистров соответственно N ординат процесса x(t) и М значений (ординат) локальных средних x.(t). Работу устройства целесообразно рассмотреть по этапам. Для определения первого локального среднего х (t) необходимо наложить N ординат процесса x(t).

Это осуществляется блоком 16 регистров.

После определения x.(t) последующие локальные средние определяются рекуррентно согласно (3) с помощью групп элементов И 17 и 22 регистра 30 и сумматора 18.

После накопления 19 регистров М значений локальных средних X;(t) с распределителя 9 импульсов подается соответствующий импульс, временное положение которого соот- ветствует з.аднему фронту импульса1 На выходе сумматора 20 получают первое искомое среднее значение х (t ), умноженное на М. Соответственно на выходе делителя 26, на один из входо которого подается в двоичном виде константа М, получают первое искомое среднее значение х (t,) согласно (4)

Последующие значения x(t) получаются рекуррентно с помощью элементов И 10, 14, регистра 32 и сумматора 21. Дпя этого первое x,(t) с выхода делителя 26 через регистр 27 с задержкой на At подается на первый вход сумматора 21. На второй вход сумматора 21 поступает с выхода груп пы элементов И 10, стробируемого во времени соответствующим импульсом с распределителя 9 импульсов, ордината процесса х (t).

Соответственно на третий вход сумматора 21 с выхода элемента, стробируемого соответствующим импульсом с распределителя импульсов 9, подается ордината процесса x (t).

При сложении указанных трех сос- тавляю1цих в сумматоре 21 на выходе делителя 28, на один из входов которого подается в двоичном коде константа М из регистра 13 образуется второе искомое среднее значение X (t ) и так будет продолжаться до нового определения интервала кова- риацииТ рй. .

Формула изобретения

Устройство для определения среднего значения аддитивного нестацио

2954174

нарного случайного процесса, содержащее аналого-цифровой преобразователь, первый и второй счетчики, пер- вьй регистр, генератор импульсов, тактовый вход первого регистра подключен к выходу генератора импульсов, отличающееся тем, что, с целью повьшения точности, в него введены распределители импуль10 сов, формирователи импульсов, элемен30

15

20 25

35

40

45

50

55

ты И , группы элементов И, регистры, блоки регистров, сумматоры, делители, цифроаналоговый преобразователь, формирователь временного интервала, вход устройства соединен с входом аналого-цифрового преобразователя, выход которого подключен к информационному входу первого блока регистров и входу формирователя временного интервала, тактовьа вход которого объединен с тактовыми входами сумматоров второго, третьего, четвертого, пятого, шестого, седьмого регистров, регистров распределителей импульсов, цифроаналогового преобразователя и с первыми входами первого и второго элементов И и соединен с выходом генератора импульсов, выход формирователя временного интервала подключен к информационному входу первого формирователя импульсов, выход которого соединен с информациоц;1ым входом второго формирователя импульсов и с входом запуска первого распре- делител я импульсов, первый выход .которого подключен, к входам записи первого блока регистров i-й выход которого i (1 - п) соединен с i-м информационным входом первого сумматора, (п + 1)-й вход которого объединен с первым входом второго сумматора и подключен к выходу второго регистра, информационный вход которого объединен с входом делимого первого делителя и соединен с выходом первого сумматора, входы делителя первого и второго делителей объединены и подключены к выходу первого регистра, информационный вход которого соединен с выходом первого счетчика, счетный вход которого подключен к выходу первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом первого формирователя импульсов, второй и третий выходы первого распределителя импульсов подключены к первым входам элементов И первой и второй групп соответственно, выхо- ды которых соединены с вторыми и

51

третьими разрядными входами второго сумматора соответственно, вход делимого второго делителя и информа- ционньм вход третьего регистра объединены и подключены к выходу второго сумматора, четвертый информационный вход которого соединен с выходом третьего регистра, первый и п-ый выходы первого блока регистров под- ключе№1 соответственно к вторым вхо- дам элементов И, первой и второй групп, выход второго формирователя .импульсов соединен с входом запуска второго распределителя импульсов и с вторым входом второго элемента И, выход которого подключен к счетному входу второго счетчика, выход которого соединен с информационным входом четвертого регистра, выход которого подключен к входам делителей третьего и четвертого делителей, выход первого делителя соединен с информационным входом пятого регистра, вход записи которого объединен с входами записи второго блока регист- ров и подключен к первому выходу второго распределителя импульсов, второй выход которого соединен с первыми входами элементов И третьей группы, вторые входы элементов И ко- торой подключены к п-му выходу второго блока регистров, и объединены с

Редактор С.Патрушева Заказ 619/56

Составитель И.Мухин

Техред И.Попович Корректор Н.Король

Тираж 673 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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

176

п-ым входом третьего сумматора, третий вход второго распределителя импульсов соединен с первыми входами элементов И четвертой группы, вторые входы элементов И которой подключены к первому выходу второго блока регистров и объединены с первым информационным входом третьего сумматора, выход пятого регистра соединен с (п+1)-м информационным входом третьего сумматора, (п+2)-й вход которого объединен с первым информационным входом четвертого сумматора и подключен к выходу шестого регистра, информационный вход которого соедине с выходом третьего делителя, вход делимого которого подключен к выходу третьего сумматора, выходы элементов И третьей и четвертой групп соединены соответственно с вторыми и третьими разрядными входами четвертого сумматора, пятый информационный вход которого подключен к выходу седьмого регистра, информационный вход которого объединен с информационным входом цифроаналогового преобразователя и соединен с выходом четвертого делителя, вход делимого которого подключен к выходу четвертого сумматора, выход цифроаналогового преобразователя является выходом устройства.

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано в специальных вычислительных устройствах. Целью изобретения является повышение точности за счет увеличения его помехоустойчивости и более качественной обработки экспериментальных данных. Устройство содержит аналого- цифровой преобразователь 1, формирователи 3, 4 импульсов, распределители 6, 9 импульсов, счетчики 7, 8, элементы И 11, 14, 17, сумматоры 18, 21, регистры 24, 27, 30, 32, блоки 16, 19 регистров, делители 28, 31, цифро-аналоговый преобразователь 29. 1 ил. (Л