Устройство для измерения дисперсии Советский патент 1990 года по МПК G06F17/18 

(Л

Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники, предназначенным для аппаратурного определения характеристик случайных процессов с известным законом распределения. Цель изобретения - повышение точности. Устройство содержит центрирующий фильтр 1, двухполупериодный выпрямитель 2, блок 3 сравнения, счетчики 4 и 5, блок 6 умножения, блоки деления 7 и 8, квадратор 9, генератор импульсов 10. Работа устройства основана на определении плотности вероятности при нулевом значении переменной и дальнейшем вычислении дисперсии. 1 ил.

СП

fjf

СП

Од

ел

Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной (техники, предназначенным для аппаратурного определения характеристик случайных процессов.

Цель изобретения - повышение точности.

На чертеже изображена структурная схема устройства для измерения дисперсии.

Устройство для измерения дисперсии Содержит центрирующий фильтр 1, двух- олупериодг-пйй выпрямитель 2, блок 3

количество выборок, п - количество

у1Х

выборок, попавших в интервал (- - ,

ЛХ .

10

Устройство для измерения дисперсии работает следующим образом.

Фильтром 1 из входного сигнала удаляется постоянная составляющая. Двухполупериодным вьшрямителем 2 отфильтрованный сигнал вьтрямляется и поступает на первый информационный вход блока 3 сравнения. На второй сравнения, первый 4 и второй 5 счетчи-15 информационный вход блока 3 поступа- и, блок 6 умножения, второй 7 и пер- вт сигнал величиной/jx/2, выбираемой йый 8 блоки деления, квадратор 9, оператором. Генератор 10 импульсов.В блоке 3 выпрямленный сигнал

Работа устройства основана иа еле- Flexil сравнивается с пороговым зна- i yющиx математических соотношениях. 20

Плотность Р(х) гауссовского сигнала имеет вид:

И-де 6 - среднеквадратическое отклонение сигнала; X - значения сигнала; X - среднее значение сигнала. Если из сигнала удалить постоянную составляющую, то получают х 0 А чением -|-. Если с- ,

то на

30

выходе Меньше блока 3 в результате сравнения появляется импульс. С. выхода блока 3 импульсы поступают на счетный вход счетчика 5. На второй вкод счетчика 5 с выхода переполнения счетчика 4 поступают импульсы считывания результата счета и обнуления счетчика.-. Они формируются в счетчике 4 путём увеличения в N раз перибда

Значение Р(х) равно

Р(Р) в Э.ТОМ .случае

Tjj следования импульсов с генератора 10 импульсов. Значения N, Т, /Зх могут выбираться оператором с учетом : конкретных особенностей при измерениях. Например, значения Т выбирается с учетом требований теоремы Ко- тельникова значение N - исходя из требований к погрешности измерений и длительности анализируемого сигнала.

1

Р(х) ..

Отсюда

2-1Г ПРСх) Для гармонического сигнала

/-..4. , М А; Р(х) х

I О , , де А - амплитуда гармонического

сигнала.

В точке X X О

ТА °

Р(0)

Отсюда амплитуда сигнала

л „1

ff-P(O) а дисперсия (мощность) определяется

1

(0) вероятности Р(0) может

п

быть определена г. как , где N количество выборок, п - количество

у1Х

выборок, попавших в интервал (- - ,

ЛХ .

Flexil сравнивается с пороговым зна-

чением -|-. Если с- ,

то на

0

выходе Меньше блока 3 в результате сравнения появляется импульс. С. выхода блока 3 импульсы поступают на счетный вход счетчика 5. На второй вкод счетчика 5 с выхода переполнения счетчика 4 поступают импульсы считывания результата счета и обнуления счетчика.-. Они формируются в счетчике 4 путём увеличения в N раз перибда

5

0

Tjj следования импульсов с генератора 10 импульсов. Значения N, Т, /Зх могут выбираться оператором с учетом : конкретных особенностей при измерениях. Например, значения Т выбирается с учетом требований теоремы Ко- тельникова значение N - исходя из требований к погрешности измерений и длительности анализируемого сигнала.

В блоке 6 перемножаются два сигнала: N и-Лх. С выхода блока б умножения сигнал со значением К-г)х поступает на вход блока 7 деления. На другой его вход поступает значение весового, коэффициен а .закона распределения.

На выходе блока 7 формируется сигнал в виде,отношения входных сигнап ,. N -Л X

лов. Например, для режима

измерения дисперсии гармонических

N Лх сигналов и jWy:- для гауссовскик

5

сигналов.

На выходе блока 8 деления сигнал при измерении дисперсии гармонических процессов равен по величине

а при измерении дисперсии гауссовских процессов

.

Квадратором 9 выходной сигнал бло ка 8 деления возводится в квадрат. При этом результат соответствует дисперсии входного сигнала и определяется в зависимости от вида измеряемого процесса и режима измерений.

Формула изобрете

Устройство для измерения дисперсии, содержащее центрирующий фильтр, вход которого является информационным входом устройства, полупе- риодный выпрямитель, блок сравнения, первый счетчик, блок умножения и генератор импульсов, причем выход

20

пульсов соединен с тактовым вхо блока сравнения и со счетным вх первого счетчика, отличаю щееся тем, что, с целью по ния точности, в него введены вт счетчик, два блока деления и кв тор, причем выход Меньше блок сравнения подключен к счетному ду второго счетчика, разрядный которого подключен к входу дели первого блока деления, выход ко го подключен к входу квадратора ход которого является выходом у ства, первый вход блока умножен соединен с входом задания порог устройства, второй вход блока у жения и установочный вход перво счетчика подключены к входу зад числа выборок устройства, выход полнения, .первого счетчика соеди с входом сброса второго счетчик выход блока умножения подключен к входу делимого второго блока

центрирующего фильтра через двухполу- 25 деления, вход делителя которого

периодный выпрямитель соединен с первым информационным входом блока сравнения, второй информационный вход которого является входом задания порога устройства, выход генератора Им30

является входом задания весовог коэффициента закона распределен выход второго блока деления соед нен с входом делимого первого бл деления.

1594565

5

JQ

15

20

пульсов соединен с тактовым входом блока сравнения и со счетным входом первого счетчика, отличающееся тем, что, с целью повьппе- ния точности, в него введены второй счетчик, два блока деления и квадратор, причем выход Меньше блока сравнения подключен к счетному входу второго счетчика, разрядный выход которого подключен к входу делителя первого блока деления, выход которого подключен к входу квадратора, выход которого является выходом устройства, первый вход блока умножения соединен с входом задания порога устройства, второй вход блока умножения и установочный вход первого счетчика подключены к входу задания числа выборок устройства, выход переполнения, .первого счетчика соединен с входом сброса второго счетчика, выход блока умножения подключен к входу делимого второго блока

25 деления, вход делителя которого

является входом задания весового коэффициента закона распределения, выход второго блока деления соеди- . нен с входом делимого первого блока деления.