Устройство для определения коэффициента изменчивости случайного процесса Советский патент 1975 года по МПК G06G7/00 

1

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

Известно устройство для определения коэффициента изменчивости случайного процесса, содержащее сумматор, инвертор, п фильтров нижних частот, блок умножения, усредняющие фильтры, блок подбора скважности.

Недостатком известного устройства является относительно невысокая точность.

Цель изобретения - устранение указанного недостатка, т. е. повыщенне точности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что устройство содержит ключ, первый вход которого подключен ко входу первого инвертора, а второй вход - к выходу блока подбора скважности, активный фильтр, вход которого соединен с выходом ключа, а выход - с третьим входом первого сумматора, второй инвертор, второй сумматор, первый вход которого подключен к выходу второго инвертора, второй вход - ко входу первого инвертора, третий вход - к выходу активного фильтра, а выход - ко второму входу блока умножения.

На чертеже изображена блок-схема устройства.

Устройство состоит из п (, 2...) последовательно подключенных к входной клемме фильтров нижних частот 1 с передаточными

функциями w(p) , выход последнего

1 + Тр

из которых подключен параллельно к входам первого 2 и второго 3 сумматоров, причем ко второму входу сумматора 2 через первый инвертор 4, а к третьим входам сумматоров 2 и 3 - через последовательно включенные ключ 5 п активный фильтр 6. Вход второго инвертора 7 параллельно с первым входом сумматора 2 подключен к входной клемме, а выход - к входу сумматора 3. Выходы сумматоров 2 и 3 подключены ко входам блока умножения 8, выход которого подключен к последовательно включенным первому усредняющему фильтру 9, блоку 10 подбора скважности, выход которого параллельно подключен ко второму усредняющему фильтру 11 и управляющему входу ключа 5.

Блок 10 подбора скважности (широтно-импульсный модулятор) выдает на выходе однополярные прямоугольные импульсы с периодом следования T п длительностью TI, зависящей от выходного сигнала первого усредняющего фильтра 9. Сигнал с выхода п последовательно включенных фильтров нижних частот 1 поступает на последовательно включенные ключ 5, управляемый сигналом блока 10 подбора скважности, и активный фильтр 6, полоса пропускания которого выбирается такой, чтобы входной сигнал ключа 5 проходил через него без искажений. Частота же следования импульсов блока подбора скважности выбирается значительно больше верхней частоты пропускания фильтра 6 (или верхней полосы входного сигнала ключа 5). При со:s; n ;.....,i), выходе актавного фильтра 6 будет равен °° Z() (т)Л ( -т), i где А(/; -входной случайный сигнал; е - импульсная характеристика фильтра, составленного из п фильтров нижних частот 1; ai - коэффициент преобразования активного фильтра 6. На выходе сумматоров 2 и 3 будем иметь сигналы УЗ (О и УЗ (О соответственно /°° У, () zr а Л а, -Jb U (т) X (t-) (t) I J - Г/г(с)А (/ -T) Y,(t) a,{a,h{)X{t-)(0+ |/z(T);(/-T)fif. 1, 040 где «2, «3 - коэффициенты преобразования сумматоров 2 и 3. Оценка математического ожидания их произведения, получаемая на выходе первого усредняющего фильтра 9, с учетом соотношения 45 J /ifTJ fr) 1, равна .,.,.,Ж aU -1 /г(,)/гХ X (а) X(i-.,)X(t- т,) , + + 2 h()X(t)X((--.)(t) а ) о 1 l/z(-j)/zX60 ajCtjO-. V 1 / J, fi дП У()рх() I ft ()/i X 0065 50 Х(а)рж(1-.) + .). 6 где «4 - коэффициент преобразования блока умножения 8. Подбор скважности продолжается до тех .;ГГу сТ вГ„ Г;е J значение выходного снгнала блока 10 подбора скважности, получаемое на выходе усредняющего фильтра 11, пропорционально коэффициенту изменчивости случайного процесса и не зависит от коэффициентов преобразования сумматоров 2 и 3 блока умножения 8 TI1 . . - V f - / TIa, OOСЮ OO 1-2 f A(T)p.,() f f А(г,)Л(т,)р(т,-т.)йг,йт, 11 )Л(т8)р(т,-T,)ufT,rfT, Погрешность от смещенности равна П1 ОООООО 2Гл(т)р(т)йт-()Г ГА(Т,)АХ 1/ 1+ f U(r,)A(Tj)p(Tt-T,)tT,ifT, X хЫрл-Сч--8) rt fOOOOCO 1-2 jA(T)p(TX--f f |Л(т1)ЛЫр(т,-т,) X 000 (ч) pjc (1 - a) , -j / 0000 iT,rfca+ У l + -f J А(т,)А(т,)р(т, - T,,)(T,rfT, Погрешность от смещенности можно сделать сколь угодно малой путем увеличения числа и применяемых фильтров нижних частот 1, т. к. величины сооооо . J /г (.,) ft (т,) р (., т,) uf.,dT, и I /I (т) р,(т) dT при этом сделаются сколь угодно малыми. Устройство может быть использовано для измерения . Формула изобретения Устройство для определения коэффициента изменчивости случайного процесса, содержащее первый сумматор, первый вход которого подключен ко входу устройства, второй вход - выходу первого инвертора, вход которого через п фильтров нижних частот соединен со входом устройства, блок умножения, первый

вход которого подключен к выходу первого сумматора, первый усредняющий фильтр, вход которого соединен с выходом блока умножения, блок подбора скважности, вход которого подключен к выходу первого усредняющего фильтра, второй усредняющий фильтр, вход которого соединен с выходом блока подбора скважности, а выход - с выходом устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, устройство содержит ключ, первый вход которого подключен ко входу первого инвертора, а второй вход - к выходу блока подбора скважности, активный фильтр, вход которого соединен с выходом ключа, а выход - с третьим входом первого сумматора,

второй инвертор, вход которого соединен со входом устройства, и второй сумматор, первый вход которого подключен к выходу второго инвертора, второй вход - ко входу первого инвертора, третий вход-к выходу активного

фильтра, а выход - ко второму входу блока умножения.