Устройство для определения коэффициента изменчивости случайного процесса Советский патент 1975 года по МПК G06G7/18 

1

Изобретение относится к области вычислительной техники и предназначено для измерения статистических характеристик случайных процессов, представленных в аналоговой форме.

Известно устройство для определения коэффициента изменчивости случайного процесса, содержащее инвертор, п последовательно включенных между входом устройства и входом инвертора фильтров нижних частот, сумматор, умножитель, первый вход которого подключен ко входу устройства, а второй - к выходу умножителя, первый усредняющий фильтр, вход которого соединен с выходом умножителя.

Так как коэффициент изменчивости случайного процесса в общем случае может быть больше единицы, то и регулируемый коэффициент преобразования применяемого в прототипе линейного преобразователя должен быть в общем случае больше единицы.

При выполнении преобразователя из усилителя, на входе которого регулируется смещение, весьма сложно аппаратурно получить линейность его характеристики в большем динамическом диапазоне. Также достаточно сложным является выполнение преобразователя из последовательно включенных потенциометра и усилителя, а регулирующего устройства из усилителя, двигателя и редуктора. Кроме того,

в прототипе для измерения результата измерения в электрической форме требуется применить второй идентичный линейный преобразователь с тем же регулируемым коэффициентом преобразования и источник опорного постоянного напряжения.

Целью изобретения является упрощение устройства для определения коэффициента изменчивости случайного процесса.

Поставленная цель достигается тем, что устройство содержит первый аттенюатор, вход которого подключен ко входу устройства, а выход - к первому входу сумматора, второй аттенюатор, вход которого подключен к выходу инвертора, а выход - ко второму входу сумматора, ключ, вход которого соединен с выходом инвертора, а выход - с третьим входом сумматора, блок задания скважности, вход которого соединен с выходом первого усредняющего фильтра, а выход - с управляющим входом ключа, второй усредняющий фильтр, вход которого соединен с выходом блока задания скважности импульсов.

Блок-схема предлагаемого устройства изображена на чертеже.

Оно состоит из п фильтров 1 нижних частот, инвертора 2, которые последовательно подключены к входной клемме, ключа 3, аттенюаторов 4 и 5, сумматора 6. Первый вход сумматора 6 через аттенюатор 5 подключен к

входной клемме, а второй и третий входы подключены к выходу инвертора 2 через аттенюатор 4 и электронный ключ 3 соответственно. Выход сумматор 6 подключен к лервому входу умножителя 7, второй вход которого подключен к входной клемме, а выход подключен к последовательно включенным усредняющему фильтру 8 блока 9 задания скважности импульсов. Выход блока 9 подключен к дополнительному усредняющему фильтру 10 и управляющему входу ключа 3.

При подаче на вход устройства нецентрированного случайного процесса X(t) сигнал Y(t) на выходе сумматора 6 будет равен

со

Y(t) а, (x(t) - р ) /г (г)л(/ - т) -9(0 7/г(г)л:(-т), где Л (г)

(« - 1)1 Т Т)

импульсная характеристика фильтра, составленного из п (, 2, ...) фильтров 1 нижних частот с передаточными функциями

W(p) ; ai - коэффициент цреобразо1 + Тр

вания сумматора 6; ф() равно 1 во время т замкнутого ключа и равно О во время Т-т открытого ключа 3 (здесь Т - период импульсов цепи подбора скважности); р - коэффициент преобразования аттенюаторов 4 и 5,

.

На выходе умножителя 7 будем иметь сигнал

оо

Z (О : а,а, (Х (t) - X(t) f h (т) X(t) X X

X (/ - т) - 9 (t) Ih (T) X (0 X(f - T) uft,

где aa - коэффициент преобразования умножителя 7.

Блок 9 задания скважности импульсов меняет в зависимости от амплитуды и полярности поступающего на него сигнала с усредняющего фильтра 8 скважность импульсов, открывающих и закрывающих ключ 3. В установившемся режиме сигнал на его входе, являющийся оценкой математического ожидания сигнала умножителя 7, будет равен О, т. е.

а,а, + о - р/и - ро /г () р (т)

- Т (f)/m: -f 00 f ft () РД, (т) d (т)

где ф()-оценка математического ожидания Ф(t). Откуда, полагая /. - °

тх

(00л

(т)р(г)йт1

f(t)

.|л„

1

:) х (i) d.Этот сигнал мы будем получать на выходе J5 дополнительного усредняющего фильтра 10. В идеальном случае фи( Погрешность от смещенности равна

jA(-)p(T)d.(l+)

и (О - 9 (О и

оо

fH 1--л2 А(т)р(т)

При любой нормированной автокорреляционной функции Q(T) выбором необходимого числа л фильтров 1 нижних частот с любыми постоянными времени можно снизить до необходимой величины (при , )Предмет изобретения

Устройство для определения коэффициента изменчивости случайного процесса, содержащее инвертор, п последовательно включенных между входом устройства и входом инвертора фильтров нижних частот, сумматор, умножитель, первый вход которого подключен ко входу устройства, а второй - к выходу умножителя, первый усредняющий фильтр, вход которого соединен с выходом умножителя, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства, оно содержит первый аттенюатор, вход которого подключен ко входу

устройства, а выход - к первому входу сумматора, второй аттенюатор, вход которого подключен к выходу инвертора, а выход - ко второму входу сумматора, ключ, вход которого соединен с выходом инвертора, а выход-

с третьим входом сумматора, блок задания скважности импульсов, вход которого соединен с выходом первого усредняющего фильтра, а выход - с управляющим входом ключа, второй усредняющий фильтр, вход которого соединен с выходом блока задания скважности импульсов.