Устройство для оценки плотности вероятности случайного сигнала Советский патент 1987 года по МПК G06G7/52 G06F17/18 

1

Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники и может быть использовано для оценки одномерной плотности вероятности мгновенных з начений случайных процессов, реализации которых представлены в виде электрических сигналов.

Цель изобретения - повьшение точности и упрощение устройства.

На фиг.1 представлена структурная схема устройства; на фиг.2 - взвешивающая функция, реализуемая предлагаемым устройством; на фиг,3 - взвешивающая функция, реализуемая известным устройством: на фиг.4 - принципиальная схема и временная диаграмма работы счетчика-делителя на восемь; на фиг.5 - схема и временные диаграммы работы блока пересчета с соотношением частот следования импульсов 4:3.

Устройство содержит компараторы 1 -.4, элементы ИСКЛЮЧАКЩЕЕ ИЛИ 5 и 6, счетчик-делитель 7 на восемь, блок 8 цифрового отсчета, источник 9 тока, резисторы 10 - 12, цифроа- налоговый преобразователь 3, генератор 14 тактовых импульсов (ТИ), блок ,,15 пересчета с соотношением частот следования импульсов на первом 16 и втором 17 выходах 4:3 и счетчик 18 импульсов.

Компаратор выполняет те же функции, что и амплитудный дискриминатор В известном устройстве. Счетчик-делитель 7 на вос&мь выполняет функцию уменьшения частоты следования импульсов на выходе в восемь раз в сравнении с частотой следования на входе (фиг.4).,

Блок 15 пересчета выполняет функцию изменения частот следования импульсов на первом и втором выходах в соотношении 4:3 (фиг.5 ).

Для задания основания взвешивающей функции служит источник 9 тока и цифроаналоговый преобразователь 13, между выходами которых включен делитель напряжения, состоящий из трех резисторов 10-12.

Элементы ИСКЛЮЧАНЛЦЕЕ ИЛИ 5 и 6, блок 8 цифрового счетчика и генератор 14 ТИ могут быть вьшолнены на типовых микросхемах цифровой вычислительной техники.

Устройство работает следуюш 1м образом.

323342

В начале 1,икла измерений устанавливается такое напряжение на выходе цифроаналогового преобразователя 13, чтобы середина взвешивающей функции совпала с нижней границей диапазона анализа. Ширина дифференциальных коридоров, соответствующая основанию взвешивающей функции, задается током

10 источника 9 и сопротивлениями резисторов 10 - 12 делителя напряжения. Резисторы 10 и 12 имеют сопротивле- . ние, в два раза меньшее,чем резистор 11.

15 Если в момент стробирования компараторов 1 - 4 импульсами с выхода блока 15 значение входного сигнала оказывается между порогами срабатывания компараторов 2 и 3, то на выходе

20 элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5 возникает импульс, пocтyпaюшJ й на суммирующий вход блока 8 цифрового отсчета. Одновременно выделяется импульс и на выходе элемента ИСКЛЮЧАЩЕЕ ИЛИ 6,

25 так как пороги срабатывания компараторов 2 и 3 находятся между поро гами срабатывания компараторов 1 и 4. Если значение входного сигнала оказывается между порогами срабаты30 вания компараторов 1 и 4, но не попадает между порогами компараторов 2 и 3, то cтpoбиp, импульс формируется только на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 6. Импульсы с выхода

35 элемента 6 подаются на вычитаюш ИЙ вход блока 8 цифрового отсчета через счетчик-делитель 7 на восемь, поэтому на вычитающий вход блока 8 цифрового отсчета поступает только каж40 дый восьмой импульс.

Обозначим среднюю частоту следования импульсов на выходе 17 блока 15 F, а частота следования импульсов

на выходе 16 F --- F. Если значения сигнала таковы, что импульсы появляются только на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 6, то на вычитающем входе блока 8 цифрового отсчета частота следования импульсов

F 1- F 1 i 8 1 6

F. Если значения

входного сигнала таковы, что импульсы появляются на выходах элементов 5 и 6, то результирующая частота следования импульсов на входах блока 8 цифрового Ьтсчета F - F,j

ЬСледовательно, весовые коэффициенты дифференциальных коридоров формируются с функцией h (Z) .

Счетчик 18 подсчитывает число импульсов с выхода 17 блока 15 пересчета и после набора заданной суммы выдает импульс, поступающий на управляющий вход блока 8 цифрового отсчета.. По этому импульсу результа- ты измерения записываются в блок 8 цифрового отсчета, а выходное напряжение преобразователя 13 увеличивается на одну ступеньку, продвигая дифференциальные коридоры к верхней границе диапазона анализа. После этого начинается очередной цикл измерения. Этот процесс продолжается до тех пор, пока не будет достигнута- верхняя граница диапазона анализа. При этом в блоке 8 цифрового отсчета записываются все результаты измерения значений плотности вероятности.

Формула изобретения

Устройство для оценки плотности вероятности случайного сигнала, содержащее первый, второй, третий и четвертый компараторы, генератор тактовых импульсов, блок цифрового отсчета, первый и второй элементы ИСКЛЮЧАЮПЩЕ ИЛИ, источник тока, циф- роаналоговый преобразователь, счет - чик импульсов и делитель напряжения.

крайние выводы которого подключены соответственно к выходам источника тока и цифроаналогового преобразователя , а средние выводы делителя напряжения соединены соответственно с первыми входами компараторов, вторые входы которых объединены и являются информационным входом устройства, выходы второго и третьего компараторов подключены соответственно к входам первого элемента ИСКЛОЧАНЯЦЕЕ ИЛИ входы второго эдемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединены соответственно с выходами первого и четвертого компараторов, при этом выход первого элемента ИСКШОЧАНЯЦЕЕ ИЛИ подключен к первому информационному входу блока цифровог отсчета, управляющий вход которого и вход цифроаналогового преобразователя соединены с выходом счетчика импульсов, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и упрощения, оно содержит счетчик- делитель на восемь и блок пересчета, вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, а первы и второй информационные выходы подключены соответственно к стробирую- щим входам компараторов и входу счетчика импульсов, выход второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ через счетчик-делитель на восемь соединен с вторым информационным входом блока цифрового отсчета.

Изобретение относится к специа- лизированньш средствам вычислительной техники и может быть использовано для оценки одномерной плотности вероятности мгновенных значений случайных процессов, реализации которых представлены в виде электрических сигналов . Целью изобретения является упрощение устройства и повышение его точности. Это достигается за счет введения счетчика-делителя на восемь и блока пересчета с соотношением частот следования импульсов на его первом и втором выходах 4:3, что позволяет исключить генератор вспомогательного сигнала - случайного равномерно распределенного напряоке- ния, сложного по реализации, и двух аналоговых сумматоров. Устройство содержит компараторы 1-4 , элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5,6, счетчик-делитель на восемь 7, блок 8 цифрового отсчета, источник 9 тока, делитель напряжения на трех резисторах 10-12, цифроаналоговый преобразователь 13, генератор тактовых импульсов 1Л, блок 15 пересчета. 5 ил. I (Л САЗ 00 кэ со со 4

h(L) %

-и -&k

Л

Фиг,2

Jl

БЗ-К155ЛН1

ЯI m nnnnnnnnnnn

U

Лг К155ЛА1

si KmnEs

Фиг.

m-KISSHES

TiZ-M55J}P1

-ш ЛЛМЛЛЛЛ

ллшшиш

Фиг. 5

Редактор В.Петраш

Составитель Э,Сечина Техред Л.Сердюкова

Заказ 383А/А5 Тираж 672Подписное

ВНИЖ1И 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 С.Шекмар