Устройство для анализа случайных процессов Советский патент 1975 года по МПК G06F17/18 

1

Изобретение относится к области цифровой измерительной и вычислительной техники и может использоваться в системах оперативного статистического анализа стационарных и нестационарных случайных процессов.

Известны цифровые устройства для анализа случайных процессов, в которых преобразование амплитуды случайного сигнала в код основано на счете импульсов генератора образцовой частоты. Промежуточное преобразование амплитуда-время или амплитуда-частота требует дополнительных затрат времени и ограничивает быстродействие и точность при контроле высокочастотных случайных процессов.

Известно цифровое устройство контроля характеристик, содержащее амплитудный дискриминатор с параллельным сравнением, схему центрирования и цифро-аналоговые преобразователи. Точность этого устройства ограмичеиа количеством схем сравнения, увеличение числа которых приводит к нестабильности эталонных уровней дискриминатора.

Предложенное устройство совместно со схемой центрирования позволяет повысить точпость измерения увеличением количества уровней квантования при ограничеииом числе параллельно включенных схем сравнения, обеспечивающих максимальное быстродействие преобразования в момент измерения. Это

достигнуто введением в устройство счетчнка признаков измерений, вход которого соединен с первым выходом амплитудного дискриминатора, а выход - с первыми входами дещифратора и первого комбинационного сумматора, управляющего цифро-аналоговыми преобразователями.

На чертеже представлена схема устройства.

Устройство содержит дискриминатор 1 уровней, преобразующий значение текущей ординаты процесса, поступающей на информативный вход устройства, в цифровой код но методу многопороговой дискриминации. Два первых входа дискриминатора (входы делителя эталонных напряжений) соединены с выходами цифро-аналоговых преобразователей 2 и 3. Первый выход амплитудного дискриминатора подключен к входу счетчика 4 признаков измерений, а выход счетчика - к первым входам дещифратора 5 и первого сумматора 6. Второй выход дискриминатора соединен с вторыми входами дещифратора и второго сумматора 7 и через схему 8 сборки с третьим входом второго сумматора, связанным с выходом 9 тактовых импульсов (ТИ). Выход дещифратора подключен к входу схемы 10 центрирования и к выходу И отклонений от текущего среднего, выходы схемы центрирования - к входам реверсивного счетчика 12, выходы коToporo соединены с вторым входом первого сумматора, связанным с выходом 13 текущего значения математического ожидания. Выход первого сумматора подключен к входам цифро-аналоговых преобразователей и к первым входам второго сумматора, выход которого соединен с выходом 14 полного значения случайной величины устройства. Третий вход амплитудного дискриминатора связан с входом 15 разрешающего сигнала измерения устройства.

Устройство работает следующим образом.

Случайная функция f(t) в виде коротких импульсов напряжения поступает на информативный вход дискриминатора 1 уровней, на третий вход которого приходит разрешающий сигнал из вычислителя. При совпадении уровней дискримйнатора и амплитуды входного сигнала результат измерения поступает на вход дешифратора 5, выдающего отклонения et-rnj(t), на вход второго сумматора 7 и схемы 8 сборки. С выхода схемы сборки снимается сигнал, служащий ТИ для вычислителя характеристик и разрешающий прохождение результата измерения из второго сумматора в вычислитель. С выхода реверсивного счетчика 12 снимается значение m{t), а с выхода второго сумматора - d.

Признак измерения с выхода дискриминатора уровней увеличивает содержимое счетчика 4 на единицу. Изменение содержимого счетчика приводит к изменению кода на выходе первого сумматора, и напряжение на выходах цифро-аналоговых преобразователей 2 и 3 смещается на величину, равную напряжению на делителе Г)-г„ дискриминатора 1. Если совпадения уровней дискриминатора и амплитуды не происходит, то результат измерения не выдается, а признак измерения увеличивает содержимое счетчика на единицу, что вновь вызывает смещение уровней дискриминатора. Если счетчик признаков измерений переполнен, то приход следующего признака измерения сбрасывает его в «О и уровни дискриминатора возвращаются в первоначальное положение. Положение уровней при заполненном и сброшенном счетчике 4 симметрично относительно m(t) за счет усреднения смещений схемой центрирования.

Таким образом, результат измерения амплитуды случайной функции представляется устройством в виде суммы

(0+А/ } +tn(t)+Ai,

где 8t - амплитуда входного напряжения, выраженная в квантах;

m(t) N

текущее значение математического ожидания; величина смещения, пропорциональная содержимому счетчика признаков измерений;

(/)+Д/

малая величина, которая с достаточной относительной точностью квантуется небольщим количеством схем сравнения (4-8) и образуется вычитанием из амплитудного значения (посредством смещения эталонных уровней дискриминатора) текущего среднего и содержимого счетчика признаков измерений.

Предмет изобретения

Устройство для анализа случайных процессов, содержащее два сумматора, схему сборки,

дешифратор, амплитудный дискриминатор уровней, два первых входа которого соединены с выходами двух цифро-аналоговых преобразователей, схему центрирования, выход которой соединен с реверсивным счетчиком, огличающееся тем, что, с целью повышения точности работы устройства, оно содержит счетчик признаков измерений, вход которого соединен с первым выходом амплитудного дискриминатора, а выход - с первыми входами

первого сумматора и дешифратора, при этом второй выход амплитудного дискриминатора соединен с вторыми входами дешифратора и второго сумматора и через схему сборки - с третьим входом второго сумматора, соединенным с выходом тактовых импульсов устройства, выход дешифратора соединен с входом схемы центрирования, соединенным с выходом отклонений от текущего среднего устройства, выход реверсивного счетчика соединен с

вторым входом первого сумматора, соединенным с выходом текущего значения математического ожидания устройства, а выход первого сумматора соединен с входами цифро-аналоговых преобразователей и первым входом второго сумматора, выход которого соединен с выходом полного значения случайной величины устройства, третий вход амплитудного дискриминатора соединен с входом разрешающего сигнала измерения устройства, а четвертый

вход - с информативным входом устройства.