Многоканальный электронный анализатор Советский патент 1980 года по МПК G06G7/52 

Изобретение относится к области вычислительной техники, может быть использовано для исследования случайных процессов и является усовер- j шенствованием известного многоканального электронного анализатора 1 .

Анализатор по основному авт.св. № 596971 содержит многоканальный 10 коррелятор, канальные выходы которого подключены через соответствующие переключатели к колебательньлм контурам, первую группу сумматоров, причем первый вход каждого из последую- 15 щих блоков соединен с выходом предыдущего, а вторые входы сумматоров подключены к соответствующим колебательным контурам, вторую группу последовательно соединенных сумма- 20 торов, группу элементов И, элемент ИЛИ, блок деления, блок сравнения и блок управления. Выход первого сумматора первой группы подключен к одному входу первого сумматора вто- 25 рой группы, другие входы сумматоров второй группы подключены к информационным входам элементов И группы, управляющие входы которых подключены к первому выходу блока управле- ЗО

НИН, а выходы элементов И группы подключены соответственно к выходам блока элементов ИЛИ, выход которого соединен с первым входом блока деления, второй вход которого подключен к выходу последнего сукматора второй группы сумматоров, а выход через блок сравнения соединен со входом блока управления,.второй выход которого является вторьии выходом анализатора.

Этот анализатор позволяет оценивать спектральную плотность случайного процесса (СП) и оптимальное значение быстродействия измерительного устройства, предназначьиного для измерения анализируемого СП.

Недостатком известного анализатора является отсутствие учета погрешности, измерительного устройства (ИУ) при оценке его оптимального быстродействия по степени соответствия быстродействия k спектальных характеристик анализируемого СП.

Цель изобретения - повышение точности за счет учета погрешности измерения. Суммарная дисперсия погрешности Dji выразится по причине независимост составляющих следующим соотношением; Ojj иъ Оп ,(1 ) где , - дисперсия погрешности изме рения ИУ, Df - дисперсия погрешности из-з ограниченности быстродейст ВИЯ ИУ. Можно определить по степени соответствия Ч быстродействия ИУ спектральным; характеристикам анализируем го СП и дисперсию СП Ол D D- (1- 4} . (2) Учитывая соотношения (1) и {.), выражение для допустимой степени соответствия Чд можно записать в виде: If - -Рдэ-Рч., 5 где Dj, допустимое значение суммарной дисперсии погреизности. Поставленная цель достигается тем, что в многоканальный анализатор дополнительно введены первый и второй блоки вычитания, блок оценки дис персии и дополнительный блок деления выход которого через второй блок вычитания соединен с дополнительным входом блока сравнения, первый вход дополнительного блока деления соединен с выходом блока оценки дисперсии, вход которого подключен к первому входу анализатора, а второй вход дополнительного блока деления соединен с выходом первого блока вычитания, первый и второй входы которого являются соответственно вторым и третьим входами анализатора. Первый блок вычитания осуществляет оценку разности между Dj и D Блок оценки дисперсии определяет дис персию 0л анализируемого случайного процесса ft(t). Дополнительный блок деления необходим для оценки частного дроби в формуле (3). Второй блок вычитания определяет допус тимое значение Чд степени соответствия быстродействия ИУ и спектраль ных характеристик анализируемого СП по формуле (3). На чертеже представлена структур ная схема многоканального электроннего анализатора. Этот анализатор содержит, последовательно соединенные электронный многоканальный коррелятор 1, блок переключателей 2, блок 3 колебатель ных контуров, первую группу 4 сумматоров и вторую группу 5 сумматоро каждый из которых соединен первым в дом с выходом предыдущего сумматора, а вторым - с соответствующим сумматором первой группы сумматоров,группу § элементов И, информаци онные входы которых соединены с соответствуквдими выходами второй груп сумматоров, а выходы группы б соединены с входами элемента ИЛИ 7. Элемент ИЛИ своим выходом соединен с первым входом первого блока деления 8, второй вход которого соединен с последним (п-м) выходом второй группы 5 сумматоров. Выход блока 8подключен к первому входу блока 9сравнения, выход которого соединен с входом блока 10 управления. Первый выход блока 10 подключен к управл яющим входам группы 6 элементов И, а второй выход является вторым выходом анализатора. Дополнительный вход блока 9 сравнения соединен через второй блок 11 вычитания с выходом дополнительного блока 12 деления, первый вход которого через блок 3.3 оценки дисперсии подключен к первому входу анализатора, а второй вход - к входу первого блока 14 вычитания. Первый и второй входы блока 14 являются соответственно вторым и третьим входами анализатора. Многоканальный электронный ariaлизатор работает следующим образом. На вход коррелятора 1 с первого зхода анализатора подается электрический сигнал, характеризующий анализируемый СП. В результате обработки сигнала на выходе электронного многоканального коррелятора образуются напряжения, пропорциональные значениям корреляционной функции входного СП, которые через блок переключателей 2 подаются на емкости блока 3 контуров. При быстром одновременном переключении составляющих блока переключателей 2 в блоке 3 колебательных контуров возникает колебательный процесс. Напряжение с емкостей блока 3 колебательных контуров подается на входы суммирукяцих устройств первой группы 4 сумматоров. При этом на выходе i-го суммируквдего устройства первой группы 4 сумматоров будет напряжение, пропорциональное значению оценки спектральной плотности S(t), которое фиксируется на выходе анализатора. Эти же дискретные значения спектральной плотности (t) поступают на входы второй группы 5 сумматоров , где происходит последовательное суммирование этих значений, после чего сигналы поступают на входы группы б элементов И. На управляющие входы каяадого элемента И этой группы может быть подан сигнал с первого выхода блока 10 управления на открытие элемента И в зависимости от сигнала блок 9 сравнения. С выхода группы б элементов И сигнал поступает через элемент ИЛИ 7 на первый вход первого блока 8 деления, на второй вход которого поступает сигнал с п-го (последнего) выхода второй группы 5 сумматоров. В блоке 8 вычисляется . степень соответствия f быстродействияр ИУ и спектральных характеристик анализируемого СП, которая поступает в блок 9 сравнения. На входы первого

блока 14 вычитания подаются с второго и третьего входов анализатора величины допустимого значения суммарной дисперсии погрешности и дисперсии погрешности измерения. Вычисленное значение разности между D и , из блока 14 поступает на второй вход дополнительного блока 12 еления, на первый вход которого поается с блока 13 оценки дисперсии величина дисперсии D« анализируемого СП, который предварительно был направлен с входа анализатора на вход блока 13. Вычисленное во втором блоке 12 деления отношение поступает на вход второго блока 11 вычитания, где осуществляется вычитание допустимого значения степени соответствия д по формуле (1). Это значение подается на дополнительный вход блока 9 сравнения. В блоке 9 осуществляется сравнение вычисленного значения степени соответствия f с допустимым Ч д. В случае, если степень соответствия меньше допустимой, то блок 9 сравнения выдает соответствующий сигнал на блок 10 управления, который открывает следующий элемент И группы 6 элементов, увеличивая требуемое быстродействие ИУ (время установления показания уменьшается). Следовательно, с первого блока деления 8 на блок сравнения 9 будет подаваться большая величина степени соответствия, и если она окажется большей или равной допустимой, то блок управления 10 по сигналу с блока сравнения 9 выдает на второй выход ансшизатора значение быстродействия ИУ, обеспечивающее заданную степень соответствия между быстродействием и спектральвыш характеристиками анализируемого СП и равное времени установления показаний.

Положительный эффект, который дает изобретение, заключается в том, что оно позволяет, в отличие от прототипа, учитывать при определении оптимального быстродействия ИУ его погрешность. Другими словами, может происходить обмен точности на быстродействие и наоборот. Экономический эффект от внедрения изобретения можно оценить суммой средств , которые могут быть затрачены дополнительно из-за необъективной оценки оптимального быстродействия ИУ без учета погрешности измерения и, следовательно, непредвиденно больших погрешностей при измерениях реализаций СП Г/ Опыт эксплуатации неко1торых типов ИУ показывает, что экономический эффект в данном случае может составить до 30% от затрат на проведение измерений.

Формула изобретения

20

Многоканальный электронный анализатор по авт.св. № 596971, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, в него

5 введены первый и второй блоки вычитания, блок оценки дисперсии и дополнительный блок деления, выход которого через второй блок вычитания соединен с дополнительным входом блока сравнения, первый вход допол0нительного блока деления соединен с выходом блока оценки дисперсии, вход которого подключен к первому входу ана-ризатора, а второй вход дополнительного блока деления соединен с

5 выходом первого блока вычитания, первый и второй входы которого являются соответственно вторым и третьим входами анализатора.

0 Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 596971, кл. 3 0€ Q 7/52, 1975 (прототип).