Устройство для определения среднеквадратического значения сигнала Советский патент 1991 года по МПК G06F17/18 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для измерения среднеквадратического значения случайного сигнала с релеевским законом распределения плотности вероятности,

В основу построения устройства измерения среднеквадратического значения случайного сигнала с релеевским законом распределения плотности вероятности по выборкам сигнала, не превысившим пороговый уровень, положен следующий алгоритм обработки, обеспечивающий более высокую точность измерений:

От

|S A +uЈop(N-m)

где N - число опросных выборок, соответствующих интервалу измерения Т:

m - число выборок, не превышающих пороговый уровень;

А - амплитуда 1-й выборки;

Unop значение порогового уровня.

ительно для значе законости,

измеия слукономти по орогооритмсокую

О)

, соотющих

я.

Целью изобретения является повышение точности измерения среднеквадратического значения случайного сигнала.

Схема устройства изображена на черте-, же.

Устройство содержит блок 1 ключей, квадраторы 2. накапливающий смумматор 3, сумматор 4. блок 5 деления, блок 6 извлечения квадратного корня, элемент ИЛИ 7, счетчик 8. блок 9 вычитания, квадратор 10, блок 11 умножения, синхронизатор 12, счетчик 13, пороговый блок 14, масштабный блок 15. информационный вход 16. вход 17 сигнала порогового уровня, вход запуска 18, тактовый вход 19.

Устройство работает следующим образом.

На информационный вход устройства параллельным двоичным кодом поступает измеряемый сигнал AI, представляющий собой выборки случайного процесса с релеевским законом распределения плотности вероятности, причем на вход устройства попадают только выборки амплитудой AI ниже порога Unop. с которым они сравниваются.

О

о ел

CJ N3 VI

Величина порога неизвестна и может медленно перестраиваться (например, из условия стабилизации вероятности ложной тревоги). Считаем, что за время измерений величина Unop поддерживается практически постоянной, Выборки входного сигнала,

следующие с периодом , где Д fширина спектра сигнала (уровень 0,5 по мощности), поступают через соответствующие ключи блока 1 на квадратор 2. На вход запуска 18 устройства поступает импульс с периодом следования Тп, достаточным для прохождения возможного числа опросный выборок. По этому сигналу синхронизатор 12 вырабатывает синхроимпульс, который управляет работой блока 1, пропуская за время Т выборки, амплитуда которых не превысила пороговое значение Unop. Затем после возведения в квадрат сигнал поступает в накапливающий сумматор 3, где образуется сумма квадратов амплитуд этих выборок. Для подсчета количества выборок, не превышающих порог за время Т, служит счетчик 8, на счетный вход которого с выхода элемента ИЛИ 7 поступает импульс, сви- детельствующий о появлении кода амплитуды. Для подсчеха возможного числа опросных выборок используется счетчик 13, на счетный вход которого с выхода синхронизатора 12 поступает пачка импульсов опроса заданной длительности, которые формируются в синхронизаторе из Uonp непрерывной последовательности импульсов, подаваемой на вход 19 устройства.

В соответствии с алгоритмом обработки подсчитанные значения m и N подаются на блок 9 вычитания и полученная в результате вычитания разность N-m перемножается в блоке 11 с квадратом порогового значения Unop. Затем сигналы с блока 11 и накапливающего сумматора 3 суммируются в сумматоре 4 и нормируются с помощью блока 5 к величине т, подсчитанной счетчиком 8. Выходным сигналом является среднеквад- ратическое значение измеряемой величины случайного сигнала, получаемое с помощью блоков 6 и 15: у vW ; , где х - сигнал, поступающий на вход блока 6 с выхода делителя 5. Считывание информации с выходов накапливающего сумматора 3 и блока 9 вычитания происходит по сигналу разрешения на считывание, поступающему с синхронизатора. Стирание информации в накапливающем сумматоре 3 и счетчиках 8 и 13 происходит по сигналу Сброс, вырабатываемому в синхронизаторе. Сигнал Сброс имеет вид короткого импульса и появляется несколько позже импульса разрешения на считывание. Время появления

выходного сигнала устройства определяется моментом считывания информации сумматоров 3 и блока 9 по сигналу разрешения на считывание с синхронизатора.

Формула изобретения

Устройство для определения средне- квадратического значения сигнала, содержащее блок ключей, два квадратора, накапливающий сумматор, блок деления.

0 блок извлечения квадратного корня, элемент ИЛИ, первый счетчик, блок вычитания и синхронизатор, причем выход блока ключей соединен со входами первого квадратора и элемента ИЛИ, выход первого

5 квадратора подключен к информационному входу накапливающего сумматора, выход элемента ИЛИ соединен со счетным входом первого счетчика, выход которого соединен со входом делителя блока деления, выход

0 которого соединен со входом блока извлечения квадратного корня, вход второго квадратора является входом задания порогового уровня устройства, входом запуска которого является вход запуска синхрони5 затора, первый выход котброго соединен с управляющим входом блока ключей, второй выход синхронизатора подключен ко входам синхронизации блока вычитания и накапливающего сумматора, третий выход

0 синхронизатора соединен со входами установки в ноль первого счетчика и накапливающего сумматора, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, в него введены пороговый блок, сумматор.

5 масштабный блок, блок умножения и второй счетчик, вход обнуления которого подключен к третьему выходу синхронизатора, счетный вход второго счетчика соединен с четвертым выходом синхронизатора, а вы0 ход счетчика подключен ко входу вычитаемого блока вычитания, вход уменьшаемого которого соединен с выходом первого счетчика, блока вычитания соединен со входом первого сомножителя блока умно5 жения, вход второго сомножителя которого соединен с выходом второго квадратора, выход блока умножения соединен с входом первого слагаемого сумматора, вход второго слагаемого которого подключен к выходу

0 накапливающего сумматора, выход сумматора соединен со входом делимого блока деления, выход блока извлечения квадратного корня соединен со входом масштабного блока, выход которого является выходом

5 устройства, информационный вход блока ключей подключен к выходу порогового блока, вход задания которого является входом задания порога устройства, информационный вход порогового блока является информационным входом устройства.

Јэ

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для измерения среднеквадратического значения случайного сигнала с релеевским законом распределения плотности вероятности. Цель изобретения - повышение точности за счет измерения среднеквадратического значения по выборкам сигнала, не превышающим пороговый уровень. Устройство содержит блок 1 ключей, квадраторы 2, 10, накапливающий сумматор 3, сумматор 4, блок 5 деления, блок 6 извлечения квадратного корня, элемент ИЛИ 7, счетчики 8. 13, блок 9 вычитания, блок 11 умножения, пороговый блок 14 и масштабный блок 15. 1 ил.

I

I

Л

1РН

э

tJ

Т

«v

I

Гэ

Csj

4 i t