УСТРОЙСТВО ЦЕНТРИРОВАНИЯ СЛУЧАЙНЫХ ПРОЦЕССОВ ДЛЯ ЦИФРОВЫХ СТАТИСТИЧЕСКИХ АНАЛИЗАТОРОВ Советский патент 1973 года по МПК G06F17/18 

1

Изобретение относится к области цифровой вычислительной и измерительной техники и МОжет найти применение в системах оперативного статистического анализа стационарных и нестационарных случайных процессов, а также в системах стабилизации и управления процессами.

Известно устройство центрирования, содержащее амплитудный дискриминатор, электронную схему узкого диапазона центрирования ,и вычислитель характеристик. Слежение за текущим значением математического ожидания выполняется за счет усреднения положительных и отрицательных отклонений процесса от оси их .измерения на реверсивных последовательно включенных сумматорах и счетчиках, пр.ичем старшие разряды последних через дешифратор управляют клапанами, осуш;ествляюЩИми центрирование.

Предлагаемое устройство совместно со схемой узкого диапазона центрирования позволяет с высоким быстродействием центрировать случайный процесс в широком диапазоне изменения текуш;его значения математического ожидания.

Это достигается тем, что в устройство введены первый и второй интенсиметры превышений и занижений амплитуд входного сигнала относительно граничных напряжений амплитудного дискриминатора и реверсивный

счетчик, соединенный с цифро-аналого,выми преобразователями, подключенными к амплитудному дискриминатору, выходы которого соединены соответственно с первым и вторым

интенсиметрами, другие входы которых подключены к выходу цифрового вычислителя и к выходам схемы узкого диапазона центрирования. Источник .сигнала шодсоединен через схему

фиксации амплитуд к амплитудному дискриминатору с поразрядным уравновешиванием, соединенныА аналоговым выходом с сумматором, второй ,вход которого подключен к цифро-аналоговому преобразователю.

На фиг. 1 показана блок-схема устройства центрирования, основной вариант.

Ока содержит амплитудный дискриминатор / уровней с параллельным сравнением текущего значения процесса с напряжениями

уровней, задваемыми с помощью делителя на резисторах 2-4; схему 5 узкого диапазона центрирования; реверсивный счетчик 6 широкого диапазона центрирования; цифро-аналоговые преобразователи 7 и S для делителя

эталонного напряжения дискриминатора; интенсиметры 9 и 10 занижений и превышений отклонений амплитуд по отношению соответственно к младшему и старшему уровням дискриминатора; цифровой вычислитель // характеристик.

3

в (Первом варианте устройства (фиг. 1) выход а дискриминатора 1 уровней соедивен со схемой 5 узкого диапазона центрирования, совмещающей ось измерения с математическим ожиданием процесса. Положительные и отрицательные выходные сигналы узкого диапазона центрирования, свидетельствующие о выходе текущего значения математического ожидания из узкого диапазона центрирования, подаются по цепям переноса в реверсивный счетчик 6 щирокого диалазона центрирования. Выход счетчика подсоединен к управляющим входам двух цифро-аналоговых преобразователей 7 и S, выходы которых подан Ы на входы дел:ителя на резисторах 2-4 эталонного напряжения дискриминатора.

Выходы младшей и старшей схем сравнения амплитудного дискриминатора и ТИ (тактовые импульсы признаков измерения, которыми синхронизируется работа устройства) пода-ны . «а интенсиметры 9 и 10 занижений и ПреБыщений отклонений амплитуд сигналов, выполненные на основе счетчиков и схем сравнения «а «больше-меньше. По состоянию интенсиметров ко В|ремени спроса делается вывод о вероятности занижений или превышений отклонений сигналов по отношению к младщему или старшему уровню дискриминатора. Выходы интенсиметров подключены соответственно к вычитающему и суммирующему входам реверсивного счетчика 6. Определение интенсивности 1превышений или занижений отклонений осуществляется сигналами, которые через заданное количество измерений Подаются из цифрового вычислителя 11 ня интенсиметры 9 и 10.

На фиг. 2 показ ана блок-схема устройства центрирования, второй вариант.

В нем узлы }, 7, 8 заменены блоками 12- 18; а входы - выходы а, б, в, г схемы фиг. 1 соединены с соответствующими входами-походами схемы фиг. 2. Выход счетчика 6 широкого диапазона центрирования подключен на вход цифро-аналогового преобразователя 12. Выход преобразователя подан на вхол суммирующего усилителя 13 (в этом случае вычитающий усилитель 14 отсутствует) или на вход вычитающего усилителя 14 (в этом .случае «суммирующий усилитель 13 отсутствует). Выход усилителя 14 подключен к входу схемы /5 фиксации амплитуд импульсов, а выход схемы фиксации - к иуль-органу 17 дискриминатора 16 с поразрядным уравновещиванием, выход которого связан с выходом цифро-аналогового преобразователя 18. Выход преобразователя подан на вход суммирующего усилителя 13, :выход усилителя подключен к входу нуль-органа.

Сущность слеженияза величиной математического ожидания заключается в следующем.

Если при контроле случайного процесса текущее значение математического ожидания выщло из пределов узкого диапазона, то центрирование проводится:

для .первого варианта устройства - смеще иием выходных эталонных напрягкений преобразователей 7, 8 на величину узкого диапазона центрирования таким образом, чтобы узкий диапазон центрирования совместился с положением математического ожидания процесса и сложение опять велось бы схемой узкого диапазона центрирования; во втором варианте - выработкой эталон«ого напряжения преобразователя 12 со смещением на величину узкого диапазона центрирования, которое, суммируясь на усилителе 13 с уравновещиваемым напряжением преобразователя 18, вычитается из входного сигнала на нуль-органе 17 (или напряжение преобразователя }2 вычитается из входного сигнала сразу же на усилителе 14).

При резком увеличении количества выбросов амплитуд сигналов за пределы диапазона

квантования слежение проводится ио интенсивности превышений или занижений отклонений амплитуд по отношению соответствепно « старшему или младшему уровню дискриминатора.

Устройство работает следующим образом.

Исследуемый сигнал в первом варианте (фиг. 1) подается на вход амплитудного дискриминатора. Допустим, в данный момент времени содержимое реверсивного счетчика 6

равно некоторой величине. Эта величина на преобразователях 7 и в преобразуется в величины эталонных напряжений, подаваемых на делитель дискриминатора.

Есл.и амплитуды основной части распределения функции оказались выше старшего уровня дискриминатора, то интенсиметр иревышений вырабатывает сигнал переполнения, который ноступает на суммирующий вход реверсивного счетчика 6, увеличивая его содержимое на единицу. После этого происходит смещение выходных напряжений преобразователей на величину напряжения, соответствующего узкому диапазону центрирования.

Этот процесс продолжается до тех пор, пока область вероятных отклоне11ИЙ амплитудслучайного сигнала не окажется .между младщим и старшим квантом дискриминатора. Интенсивность поступления сигналов переполнения уменьшается, и сигналы, (поступающие через заданное количество измерений из цифрового вычислителя, сбрасывают счетчик схемы выявления интенсивности превышений до момента его заполнения. Процесс центрирования продолжает схема

узкого диапазона центрирования. Если текушее значение математического ожидания вышло из узкого диапазона центрирования, но распределение отклонений амплитуд случайной функции осталось между младшим и старшим квантом дискриминатора, то увеличение веса положительных (отрицательных) отклонений .приводит к переполнению реверсивного счетчика узкого диапазона центрирования и соответственно положительный (отрицательный) перенос его старшего разряда увеличиfiaer (уменьшает) на единицу содержимое реверсивного счетчика широкого дианазона центрирования.

Аналогично работает схема выявления интенсивности занижений отклонений по отношению к младшему уровню дискриминатора.

Во втором вар.ианте случайный сигнал шодается на дискриминатор 16 с норазрядным уравновешиван1;ем через схему 15 фиксации амплитуд импульсов 75. Смещение уровней широкого диапазона .центрирования проводится преобразователем 12 ,с помощью суммирующего 13 ИЛИ вычитающего 14 усилителей. В остальном работа схемы подобна работе схемы первого варианта.

Таким образом, устройство работает так, чтобы всегда основная часть или ,все распределение процесса оказывалось бы внутри квантов дискриминатора, где работает схема узкого диапазона центрирования.

Предполагается, что онтимальная величина кванта выбрана до начала центрирования и так, чтобы основная часть текущего по времени распределения процесса укладывалась бы

6

внутри диапазона

квантования дискриминатора.

Предмет изоб.ретения

Устройство центрирования случайных процессов для цифровых статистических анализаторов, содержащее схему узкого диапазона центрирования, соединенную с входным амплитудным дискриминатором и с цифровым

0 вычислителем характеристик, и два цифроаналоговых преобразователя, отличающееся тем, что, с целью увеличения диапазона центрирования, оно содерлсит первый и второй интенсиметры превышений и занил ений амплитуд входного сигнала относительно граничных напряжений амплитудного дискриминатора и реверсивный счетчик, соединенный с цифроаналоговыми преобразователями, подключенными к амплитудному дискриминатору, выходы которого соединены соответственно с нервым и вторым интенсиметрами, другие входы которых нодключены к выходу цифрового вычислителя и к выходам схемь узкого диапазона центрирования.

фиг 2