Устройство для определения среднеквадратического отклонения Советский патент 1980 года по МПК G06G7/52 

Изобретение относится к области ; тедиализирэванных средств вычис.лигельной техники, предназначенных дл определения характеристик случайных процессов, в частности длк получени оценки среднеквадратического отклонен.чя (СКО) . Известен простой измеритель СКо, содержащий последовательно соединенный блок выделения модуля сигнала и блок усреднения 1. Недостатком этого устройства является требование сиг метричности распределения входного сигнала,что ограничивает класс исследуемых процессов. Известен также измеритель СКО, содержащий блок умножения, входы которого объединены и являются входом устройства, а выход через усред няющий усилитель подк.пючен к входу не.гшнейного преобразователя для извлечения квадратного корня 2. Недостаток прототипа связан о необходи.мостью введения нелинейного преобразователя, что приводит к усложненио устройства, для которого класс сигналов не ограничивается пр цессами с симмет. распределением. Целью изобретения является упрощение устройства, без сужения класса исследуемых сигналов. Это достигается тем, что в устройство, содержащее блок у.1ножения, выход которого подключен ко входу усредняющего усилителя, введены блок суммирования и блок вычитания, первые входы которых объединены и являются входамиустройства, а вторые входы подключены к выходу усреднякщего усилителя, выходы блоков суммирования и вычитания подключены соответственно к первому и второму входам блока умножения. На чертеже показана структурная электрическая схииа устройства. Входной сигнал поступает на первые входы блока суммирования 1 и блока вычитания 2, выходы которых coeдIiнeны со входами блока умножения 3, подк.пюченного ко входу усреднякщего усилителя 4 с большим коэффициентом усиления. На выходе блока 1 образуется сумма входного сигнала и выходного сигнала уси.гштеля 4, а на выходе блока 2 формируется разность указанных сигналов.

Сигнал на выходе блока умножения 3 при этом пропорционален разности квадратов указанных сигналов, после усиления на усредняющем усилителе с большим коэффициентом усиления, т.е. после подавления высокочастотных составлякхдих, сигнал пост ттает на входы блоков 1 и 2, т.е. реализуется соотношение

i.x f-tvu c-tyJI uwK,

где X f-t) , U(-t) - соответственно входной сигнал и выходной сигнал усилителя 4;

L,, К - соответстБвнно линейный оператор сглаживания и коэффициент усиления усилителя 4„

При вольшомкоэффициенте усиления правую часть уравнения молсно принять равной нулю,а при учете достаточного подавления в слагаемых правой части высокочастотнЕлх составляющих и пропускания постоянных составляккцих без искажения, можно показать, что

.

X - постоянная составля адая,равгде

ная среднему значению квадрата входного процесса

SS - оценка СКО,

Получаемая етденка СКС имеет погрешность смещения, зависящую от коэффициента усиления усилителя 4 и статистическую погрешность, определяемую временем памяти линейного оператора усреднения (или постоянной времени усредняющего усилителя).

Указанные погрешности могут быть сделаны надлежащим выбором параметров достаточно малыми, но пуи этом инструментальные погрешности уменьшаются благодаря исключению нелинейного блока извлечения корня, а структура устройства упрсндается.

Формула изобретения

Устройство для определения среднеквадратического отклонения, содержащее блок умножения, выход которого подключен ко входу усредняющего усилителя, отличаювдееся тем, что, с целью упрощения, в устройство введены блок суммирования и блок вычитания, первые входы которых объединены и являются входом устройства, а вторые входы подключены к выходу усредняющего усилителя, выходы блоков суммирования и вычитания подключены соответственно к первому и второму входам блока умножения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Мирский Г.Я. Аппаратурное определение характеристик случайных процессов, М. Энергия, 1972, с. 100. 2.Статистическое моделирование дина.шческих сисг-ем средствами АВТ. vlo / Машиностроение, 1976, с. 88. ,