Устройство для оценки дисперсии нецентрированного случайного процесса Советский патент 1977 года по МПК G06F7/52 

1

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для аппаратурного анализа случайных процессов, предста.вленных е аналоговой форме.

Известно устройство, содержащее фильтр текущего сглаживания, усилитель с переменным коэффициентом усиления, программный генератор, управляющий усилителем по априорному закону изменения математического ожидания, инвертор, сумматор, квадратор и блок усреднения, предназначенное для параметрического центрирования при оценке дисперсии 1. Это известное устройство характеризуется сложностью. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство, содержащее блок п последовательно соединенных фильтров нижних частот, вход которого соединен со входом устройства, с первым входом сумматора и с первым входом блока умножения, второй вход которого соединен -с выходом сумматора, а выход через блок усреднения соединен с выходом устройства. Однако оно имеет погрешность оценки дисперсии от смещенности, вызванную нестационарностью математического ожидания.

Целью изобретения является повышение точности. В описываемом устройстве это достигается тем, что в него введены блок q последовательно соединенных фильтров нижних

частот и блоки весовых коэффициентов, выходы .которых нодключены соответственно к другим входам сумматора, а входы соединены соответственно с выходами фильтров нижних частот блока q последовательно соединенных фильтров нижних частот, вход которого подключен к выходу блока п последовательно соединенных фильтров нижних частот.

На чертеже показана блок-схема описываемого устройства.

Оно состоит из блока 1 п последовательно соединенных фильтров нижних частот с пере1даточными функциями W(p) , , блока

-- р

2 q последовательно соединенных фильтров нижних частот с передаточными функциями

1 W(p) . блоков 3 весовых коэффици1 т г)

снтов, сумматора 4, блока о умножения и блока 6 усреднения. К входу устройства иодключены вход блока 1 п последовательно соединенных фильтров нижних частот, первый вход сумматора 4, первый вход блока умножения 5, второй вход которого нодключен к выходу сумматора 4, а выход - через блок 6 усреднения соединен с выходом устройства. К выходу блока I п последовательно соединенных фильтров иижнпх частот подключен блок 2q последовательно соединенных фильтров нпжних lacTOT. Входы блоков 3 весовых коэффициентов соединеиы соответственно е выходами С) фильтров нижних частот блока 2, а выходы подключены соответственно к другим сходам сумматора.

При подаче :на вход устройства ненентрировашюго нестационарного процесса x{t) выходной сигнал y(t) блока умножения 5 равен в установившемся режиме

у (f) - X (t) h()x(t- т) ufT, о

где

9-1

1

S (т) +

Y

( п)

ftj,,l -X

/1(т) -импульсная характеристика ства;

б(-г) -дельта-функция;

bk - весовые коэффициенты

i-I/,

Ь, (- 1)

+ п-М А

J

С

., ,. .,, -биноминальные коэффициенты.

Блок 6 формирует оценку математического ожидания этого сигнала (f). При этом нопрешность jc от смещенности равна

g-i

т (t}

(t)-D

C;WX D,

D,

J 0

q-1

V(-l)c-t,

X

ft+re-1

,(t)rfT

где mx(t) - математическое ожидание входного сигнала;

-- куг--.-.

. . -.«i.ift

..„

(.V(T) - нормированная

корреляционная функция входного сигнала;

Сп-Ьг9 биноминальные коэффициенты. Выбирая число фильтров и блоке 2q последовательно соединенных фильтров нижних частот на единицу больше норядка полинома, аппроксимирующего закон изменения во времени математического олшдания, обеспечивают данной импульсной характеристикой /г(т) первую составляющую погрещности от смещенности, равной нулю, независимо от числа п. Соответствующим увеличением числа фильтров в блоке 1 л последовательно соединенных фильтров нижних частот вторая составляющая погрешности от смен1,енно:стн может быть сделана сколь угодно малой.

Формула изобретения

Устройство для оценки дисперсии неценпрированного случайного ироцесса, содержащее блок п последовательно соединенных фильтров нижних частот, вход которого соединен со входом устройства, с первым входом сумматора и с первым входом блока умножения, второй вход которого соединен с выходом сумматора, а выход через блок усреднения соединен с выходом устройства, отличающееся тем, что, с целью повыщения точности устройства, в него введены блок q последовательно соединенных фильтров нижних частот и блоки весовых коэффициентов, выходы которых подключены соответственно к другим входам сумматора, а входы соединены соответственно с выходами фильтров нижних частот блока q последовательно соединенных фильтров нижних частот, вход которого подключен к выходу блока п последовательно соединенных фильтров нижних частот.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Романенко А. Ф. и Сергеев Г. А. Апроксимативные методы анализа случайных процессов. М., 1974, с. 55.

2.- Авторское свидетельство № 484527, Кл. G 06G 7/00, 1973.