Устройство кодирования случайного процесса Советский патент 1979 года по МПК H03K13/02 

1

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для аппаратурного анализа случайных процессов.

Известно устройство усреднения случайного процесса, содержащее аналого-цифровой преобразователь, сумматор, реверсивный счетчик и блок управления 1. Недостатком его являются сравнительно узкие функциональные возможности.

Известно устройство усреднения случайного процесса, состоящее из аналого-цифрового преобразователя, сумматора-вычитателя с триггером знака, реверсивного счетчика, двух регистров и устройства управления, причем выход измеряемого сигнала соединен со входом аналого-цифрового преобразователя, выходы которого соединены с поразрядными входами вычитателя и его триггера знака, поразрядные выходы которых параллельно соединены с поразрядными входами нервого регистра и с младшими поразрядными входами сумматора-вычитателя и его триггера знака, шины знака последнего соединены с шинами знака реверсивного счетчика, поразрядные выходы старших разрядов которого параллельно соединены с поразрядными входами вычитателя и его триггера знака и поразрядными входами второго регистра, и все узлы соединены с устройством управления 2.

Недостатком известного устройства является то, что оно не позволяет в процессе преобразования случайного аналогового сигнала в код одновременно определять такие

его характеристики, как оценку среднего значения, текущие центрированные выборки и пропорциональные им напрялсения, что сужает его возможности. Это приводит к усложнению их цифровых узлов.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей для одновременного определения среднего и центрирования в процессе аналого-цифрового преобразования случайного процесса без су1цественного усложнения.

Для достижения поставленной цели в устройство кодирования случайного процесса, содержащее блок управления и аналогоцифровой преобразователь, состоящий из

сравнивающего устройства, реверсивного счетчика, регистра, преобразователя код- напряжение, и сумматор-вычитатель, первый вход сравнивающего устройства соединен с клеммой источника случайного сигнал а, второй вход соединен выходом преобразователя код-напряжение, а выход соединен с реверсивным счетч 1ком, поразрядные выходы которого соединены с регистром, шины знаков реверсивного счетчика соединены с выходом сумматора-вычитателя, поразрядные выходы регистра подключены к поразрядным входам преобразователя код-напряжение и сумматора вычитателя, а выходы блока управления соединены с управляющими входами аналого-цифрового преобразователя и сумматора-вычитателя, введеиы аналоговое запоминающее устройство и дополнительный регистр, причем вход аналогового запоминающего устройства соединен с выходом преобразователя код-напряжение, а выход - с первым входом сравнивающего устройства, поразрядные выходы дополнительного регистра соединены с поразрядными входами преобразователя код-напряжение и реверсивного счетчика, а поразрядные входы дополнительного регистра соединены с поразрядными выходами реверсивного счетчика, при этом выходы блока управления подключены к управляющим входам дополнительного регистра и аналогового запоминающего устройства.

Рассмотрим принцип работы предлагаемого устройства, показанного на чертеже, в л-j-l цикле измерения. По команде с блока управления 1 аналого-цифровой преобразователь 2, состоящий из сравнивающего устройства 3, реверсивного счетчика 4, регистра 5 и преобразователя код-напрялсениеб, в течение интервала цикла осуществляет следящее аналого-цифровое преобразование разностного сигнала Ux(ti)(-m Д ) в коды выборок x(ti), которые формируются в первом регистре 5. Напряжение llz(ti-от А О формируется на выходе аналогового запоминающего устройства 7, при помощи преобразователя код-напряжение 6, пропорционально коду оценки, среднего „ с выхода дополнительного регистра 8, подключаемого в начале каждого цикла ко входу преобразователя код-напряжение 6. В начале измерения в регистр 8 записывается код грубой начальной оценки среднего Zc.

Текущие коды выборок x(ti) с выхода регистра 5 в течение интервала цикла усредняются в сумматоре-вычитателе 9, т. е. к концу каждого цикла в нем определяется знак суммы текущих выборок по алгоритму

Vn, 1 sign I 2 - f/zJ(/i-wAOJ I ;

где

тт

I,l.((ii-mf

I -f 1, если ... 0; 1 -1, если ...

В конце каждого цикла mAt реверсивный счетчик 4 переключается от регистра 5 к регистру 8. Содерл имое последнего (оценка Zn) записывается в реверсивный счетчик 4. По знаку Vn+i текущей суммы

CJ(i)-Uz(ti-fnAi)l

с выхода триггера знака сумматора-вычитателя 9 в реверсивный счетчик 4 добавляется или вычитается код щага коррекции AZ оценки среднего Zn, т. е. формируется новая оценка среднего Zn+i для (п+2)го цикла измерения ио алгоритму

Z«+2 Z,,+i + AZi/«, 1,

где Zn+z, Zn+i - коды оценок среднего в (я+2)-ом и (/г-(-1)-ом циклах измерения. Новое значение оценки с реверсивного

счетчика 4 переписывается в регистр 8, с выхода которого через преобразователь код-напряжение 6 в аналоговом запоминающем устройстве 7 формируется напряжение Uz , 1, пропорциональное Zn+i- С этого

момента начинается (л + 2)-й цикл измерения.

После N циклов измерений во втором регистре 8 определяется код оценки среднего Z.Y сигнала Ux(t) в момент (tj-Мты), а в

первом регистре 5 - коды текущих центрированных выборок N(ti)Если среднее значение сигнала будет изменяться в течение цикла шА на величину не более AZ, то данное устройство будет

следить за его изменением.

Из описания видно, что в устройстве параллельно со следящим аналого-цифровым преобразованием осуществляется итерационный цикл коррекции текущей оценки

среднего и центрирования. За счет учета однородности следящего аналого-цифрового преобразования и итерационного знакового усреднения в предложенном устройстве удалось существенно упростить ряд

узлов известных устройств. Все это позволило расширить функциональные возможности устройства без значительного усложнения.

Формула изобретения

Устройство кодирования случайного процесса, содержащее блок управления и аналого-цифровой преобразователь, состоящий из сравнивающего устройства, реверсивного

счетчика, регистра, преобразователя код- напряжение, и сумматор-вычитатель, первый вход сравнивающего устройства соединен с клеммой источника случайного сигнала, второй вход соединен с выходом преобразователя код-напряжение, а выход соединен с реверсивным счетчиком, поразрядные выходы которого соединены с регистром, шины знаков реверсивного счетчика соединены с выходом сумматора-вычитателя, поразрядные выходы регистра подключены к поразрядным входам преобразователя код-напряжение и сумматора-вычитателя, а выходы блока управления соединены с управляющими входами аиалогоцифрового преобразователя и сумматоравычитателя; отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены аналоговое запоминающее устройство и донолнительный регистр, причем вход аналогового запоминающего устройства соединен с выходом преобразователя код-напряжение, а выход - с первым входом сравнивающегоустройства, поразрядные выходы дополнительного регистра соединены с поразрядными входами преобразователя код-напряжение и реверсивного счетчика, поразрядные входы доиолнительного регистра соединены с поразрядными выходами реверсивного счетчика, а выходы блока управления подключены к управляющим входам дополнительного регистра и аналогового запоминающего устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР N° 437077, кл. Н ОЗК 1302, 08.07.73.

2.Авторское свидетельство СССР № 428388, кл. Н ОЗК 13/02, 14.01.73.