Устройство для определения характеристической функции Советский патент 1987 года по МПК G06G7/52 

1

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для статистического анализа случайных процессов в системах связи, автоматике, измерительной технике.

Целью изобретения является повышение точности измерения характеристической функции.

На чертеже представлена структурная схема устройства.

Устройство содержит генератор 1 тре- угольного-напряжения, элемент 2 сравнения, синхронизатор 3, элемент И 4, генератор 5 синусоидальных напряжений, генератор 6 ко- синусоидальных напряжений, инвертор 7, блоки 82, 84,...,82/1 усреднения второй группы, блоки 9), 9з,..., 92Л+1 усреднения первой группы.

Устройство работает следующим образом.

Исследуемый случайный процесс х (t) подается на первый вход элемента 2 сравнения, на второй вход которого поступает сигнал S(t) с выхода генератора 1 треугольного напряжения. Сигнал S(t) не зависит от исследуемого сигнала х (t) и равномерно распределен внутри интервала от - А до -{- А. При этом величина А должна удовлетворять условию

(1)|мак.,(1)

где jx(t)| макс - максимальное значение по модулю, которое может принять исследуемый сигнал x(t). Сигнал y(t) на выходе элемента 2 сравнения имеет уровень логической «1, если x(t) ; S(t), в противном случае он имеет уровень логического «О.

y(t) (t) -S(t)} +

, 4 f У sin 2n| „ , , + J;-| Zj A г cos 2ncot +

2n

+

gcos (2n+l){- . (2n+l)o.tl, 2r,

где (j) 2я/Т;

T - период сигнала S(t).

Процесс измерения начинается в момент подачи сигнала установки в начальное состояние на .вход синхронизатора, на вход запуска которого поступает сигнал S(t) с выхода генератора 1 треугольного напряжения. В момент смены знака сигнала S(t) с минуса на плюс, т.е. в момент начала очередного периода сигнала S(t), на первом выходе синхронизатора устанавливается уровень логической «1, а на втором выходе синхронизатора появляется импульсная последовательность.

325529

0

5

0

5

0

5

0

5

Последовательность импульсов со второго выхода синхронизатора поступает на вход генератора 5 синусоидальных напряжений и на вход генератора 6 косинусои- дальных напряжений. Эти генераторы по поступающим на их входы импульсам осуществляют процесс формирования числовых значений sin 2ш1й, sin 4ojtA,..., sin

и cosurt ;, cos 3cot/;,..., cos (2ri4-l)cat;;} соответственно.

Уровень логической «1 с первого выхода синхронизатора 3 поступает на второй вход элемента И 4. Это приводит к тому, что сигнал y(t) с выхода элемента 2 сравнения проходит через элемент И 4 и поступает на вход инвертора 5 и на входы задания направления счета блоков 82, 84,..., Szn усреднения второй группы. На информационные входы этих блоков усреднения поступают значения синусоидальных напряжений четных частот с генератора 5. Блоки 82, 84,..., 82л усреднения принимают данные, поступающие на их информационные входы, только в моменты смены логического уровня сигнала y(t). При этом, если сигнал y(t) меняет свой уровень с единиць на нуль, то происходит суммирование содержимого блоков 82, 84,..., 82л усреднения с данными, поступающими в этот момент на их информационные входы, если сигнал y(t) меняет свой уровень с нуля на единицу, то происходит вычитание входных данных из содержимого этих блоков. Проинвертированный сигнал y(t) с выхода инвертора 7 поступает на управляющие входы блоков 9i, 92,...,92л+1 усреднения первой группы. На информационные входы этих блоков усреднения поступают значения косинусоидальных напряжений нечетных частот с генератора 6.

Работа блоков 9i, 9з,..., 92л...| усреднения аналогична работе блоков 82, 84,...82л усреднения с той разницей, что в качестве управляющего сигнала используется инверсный сигнал y(t) с выхода инвертора 7.

Процесс измерения продолжается в течение времени Тр, которое выбирается равным целому числу N периодов следования Т сигнала S(t), т.е. Тр TN.

На выходах блоков 82, 84,...,82/; усреднения формируются отсчеты мнимой части характеристической функции. Так, на выходе блока усреднения

50

1,,,г|,2пД1 §-Ш1|--М|(1)X

X sin 2ncijtt.

(3)

;5 На выходах блоков 9г, 92,..., 92а« усреднения формируются отсчеты вещественной части характеристической функции. Так, на выходе 92n+i-ro блока усреднения

R.4(2n+l))

X

X cos(2n+l)aU

.. л 1.

В выражениях (4) и (3): А шаг

ZA

дискретизации характеристической функции; to О - время начала измерения; tg TN Тр - время конца измерения; ti, t2,.-.,tQ i) - моменты времени, соответствующие смене сигналом с выхода блока 2 сравнения своего логического уровня.

Формула изобретения

Устройство для определения характеристической функции, содержащее генератор косинусоидальных напряжений, первую и вторую группы блоков усреднения, выходы первой и второй группы которых являются выходами действительной и мнимой части характеристической функции устройства соответственно, отличающееся тем, что, с целью повыщения точности, в него введены генератор треугольного напряжения, элемент сравнения, элемент И, инвер

10

тор, генератор синусоидальных напряжений и синхронизатор, причем первый вход элемента сравнения является информационным входом устройства, вход установки в начальное состояние синхронизатора является входом установки в начальное состояние устройства, вход запуска синхроннза- . тора соединен с выходом генератора треугольного напряжения и вторым входом элемента сравнения, выход которого соединен с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с. первым выходом синхронизатора, второй выход которого соединен с входами запуска генератора косинусоидальных напряжений и генератора

15 синусоидальных напряжений, выход эле- мента И соединен с входами задания на-, правления счета блоков усреднения второй группы и через инвертор - с входами задания направления счета блоков усреднения первой группы, информационные вхо20 ды блоков усреднения второй группы соединены с соответствующими выходами генератора синусоидальных функций, информационные входы блоков усреднения первой группы соединены с соответствующими выходами генератора косинусоидаль ных функций.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для статистического анализа случайных нроцессов в системах связи, автоматике, измерительной технике. Цель изобретения - повышение точности. Устройство содержит генератор 1 треугольного напряжения, элемент 2 сравнения, синхронизатор 3, элемент И 4, инвертор 7, генератор 5 синусоидальных напряжений, генератор 6 ко- синусоидальных напряжений, блоки 8 и 9 усреднения. Работа устройства основана на преобразовании входного сигнала в последовательность импульсов путем формирования знаковых функций, при этом операции уменьшения и усреднения совмещены за счет изменения направления счета блоков усреднения. 1 ил. а t (Л Cosa)tK Со& ( )оЛ,, н т со ел сд to со