Устройство для определения среднеквадратического значения случайного сигнала Советский патент 1993 года по МПК G06F15/36 

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 порого- вый:уровень, положен следующий алгоритм .обработки, обеспечивающий более высо- кую точность измерения .-.- .- .-...

iu

1 f

и i -Ku порis -mN

KY--2ln

N - m

N

;

$L

Л

де N - число опросных выборок, соответствующих интервалу измерения Т;

m - число выборок, не превысивших па-, роговый уровень; :-. ;., :; ;.,. : - . ..- ... Ф(х) - интеграл вероятности;

Чл - амплитуда (и выборки, .

Целью изобретения является повышение -точности измерения среднеквадратичекого значения случайного сигнала. :

Устройство содержит (см. чертеж) пороговый блок 1, блок ключей 2, накапливающий сумматор 3, блок деления 4, сумматор 5, блок умножения 6, элемент ИЛИ 7, счетчик 8, блок вычитания 9, блок деления 10, блок умножения .11, синхронизатор 12, счет-. чик 1.3, функциональный преобразователь 14, информационный вход 15, вход запуска 16, тактовый-вход 17, вход 18.задания поро- гового уровня..

Устройство работает следующим образом, -,.. ...., .-..; .. . ..,.,:., ... -.;.- .

На информационный вход 15 устройст ва параллельным, двоичным кодом посту па-.

ет измеряемый сигнал uuii. представляющий собой выборки случайного процесса с ре леевс.ким законом распределения плотности вероятности. Эти выборки сравниваются в пороговом блоке 1 с пороговым уровнем Unop, поступающим на вход 18 устройства в

виде параллельного двоичного кода. Величина порога неизвестна и может медленно перестраиваться (например, из условия стабилизации вероятности ложной тревоги), Считает, что за время измерений величина Unop поддерживается практически постоянной. Выборки входного сигнала следуют с

1

периодом А г -г-г, где Д f - ширина спектра сигнала по уровню 0,5 по мощности.

Для дальнейшей обработки используются выборки, амплитуда которых иШ| не превысила в блоке 1 пороговый уровень Unop. Эти выборки через блок ключей 2 по.ступают на накапливающий сумматор 3. На вход 16 запуска устройства поступают им- пульеы с периодом следования Тп, достаточном для прохождения возможного числа опросных выборок. По этим сигналам синхроиизатор ,12 вырабатывает стробимпульсы, которые управляют работой блока 2,.

пропуская за время Т выборки, амплитуда

которых не превысила пороговое значение

Unop. В накапливающем сумматоре 3 образуется сумма амплитуд этих выборок. Для

подсчета количества выборок т, не превысивших порог за время Т, служит счетчик 8,

на счетный вход которого с выхода элемента

ИЛИ 7 поступает импульс, свидетельствующий о появлении кода амплитуды..Для подсчета возможного числа опросных выборок N используется счетчик 13, на счетный вход которого с выхода 1 синхронизатора поступает панка импульсов опроса заданной длительности, которые формируются в самом синхронизаторе из. непрерывной последовательности импульсов итакт, подаваемой на вход 17 устройства. В соответствии с алгоритмом обработки подсчитанные значения

пт и N подаются на. блок вычитания: 9, и

полученная в результате разность N - т,

отражающая.число превышений амплитуд

выборок иш| порога Unop. нормируется затем

в блоке 10 деления к величине N и численно

отвечает относительной частоте yi , появления амплитуд ишГвыше порога ипор. Отнр- с ительная частота Ут умножается.на блоке умножения 1-1 на величину порога Unop и

одновременно используется на блоке 14 для функцибнального преобразования, отвечающего зависимости

45

п

A(V--.2lhyi ) -.,

0

В соответствий с алгоритмом обработки

информация с выхода накапливающего сумматора 3 и счетчика 13 параллельным двоичным кодом поступает на соответствующие входы бл ока деления 4, позволяющего произвести оценку средней амплитуды иср вы-. борок, не превысивших порог за время измерения Т. Результат умножения в блоке с. 11,.равный у2 у Unop, поступает на сумматор 5, где он складываясь с оценкой средней амплитуды иср выборок, не превысивших порог, образует сумму us уа + иср.

Окончательный результат измерения среднеквадратического значения сигнала

получается в блоке 6 путем умножения и на У1, снимаемых с блоков 5 и 14 соответственно.

Синхронизатор 12 служит для управления работой блоков устройства. Синхронизатор служит для считывания и стирания информации в накапливающем сумматоре 3 и.счетчиках 8 и 13. Время появления выход- ;ного сигнала устройства определяется мо- ; ментом считывания информации с блоков 3, ;8 и 13 по сигналу разрешения на считыва- :ние, формируемому на выходе 3 синхрони затора. Сигнал Сброс имеет вид короткого импульса и появляется на выходе 4 синхро- низатора несколько позже импульса разре- шения на считывание.

.. - - . . . .

| Ф о р м ул а и з о б р е т е н и я Устройство для определения средне- квадратического значения случайного сиг- ;нала. содержащее блок ключей, накапливающий сумматор, первый блок де- {ления, сумматор, первый блок умножения,

|блок вычитания, два счетчика, функциональ- |ный преобразователь-, элемент ИЛИ, синх- |ронизато;р и пороговый блокп Информационный вход которого является информационным входом устройства, а вы-ход соединен с информационным входом |блока ключей, выходы которого подключены к входам элемента ИЛИ, выход которого со- |единен со счетным входом первого счетчи ка, выход которого подключен к входу |вычитаемого блока вычитания, вход уменьшаемого которого соединен с выходом второго счетчика, счетный вход которого

соединен с первым выходом синхронизатора, второ выход которого подключен к входам сброса накапливающего сумматора и первого, и второго счетчиков, третий выход синхронизатора соединен с тактовым входом накапливающего сумматора; вход запу- .ска и тактовый вход устройства соединены

с одноименными входами синхронизатора, четвертый выход которого подключен к управляющему входу блока ключей,, выход первого блока умножения соединен с первым входом сумматора, о т л и ч а гю щ е е с- я тем, что, с целью повышения точности, в него вЪедены второй блок деления и второй

блок умножения, выход которого является

выходом устройства, входом задания порогового значения уровня.шумов которого является первый вход первого блока умножения, выход блока ключей соединен с.

информационным входом накапливающего сумматора, выход которого, соединен с входом делимого первого блока деления, выход которого подключен к второму входу сумматора, . выход которого соединен с первым

входом второго блока умножения, третий выход синхронизатора подключен к входам

управления считыванием первого и второго счетчиков, выход второго счетчика соединен с входами делителя первого и второго блоков деления, вход делимого второго блока деления соединен с выходом блока вычита- ния, выход второго блока деления подклю- чен к второму:входу первого блока умножения и через функциональный преобразователь к второму входу второго блока.

умножения.- - .

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для измерения среднеквадратического значения случайного сигнала с релеевским законом распределения плотности вероятности. Целью изобретения является повышение точности. Устройство содержит пороговый блок 1, блок 2 ключей, накапливающий сумматор 3. блок 4 деления, сумматор 5. блок 6 умножения, элемент ИЛИ 7, счетчик 8, блок 9 вычитания, блок 10 деления, блок 11 умножения, синхронизатор 12,.счетчик 13, функциональный преобразователь 14. 1 ил.