Устройство для определения дисперсии Советский патент 1981 года по МПК G06F17/18 

1

Изобретение относится к автоматике и вычислительной-технике и может быть использовано для оперативной обработки быстроменяющихся случайных процессов.

Известно устройство для измерения дисперсии, содержащее, блок вычитания, пе:рвый вход которого непосредственно, а второй через элемент задержки подключен к первому входу устройства/ накапливающий сумматор, квадратор 1.

Наиболее близким по техническому решению к предлагаемому является устройство для определения дисперсии, содержащее () последовательно соединенных блоков вычитания, между первым и вторым входами каждого из которых подключен элемент задержки, блок определения абсолютной разности, между первым и вторым входами которого подключен элемент задержки, первый вход блока определений абсолютной разности соединен с выходом ( блока вычитания, первые входы блоков вычитания и блока определения абсолютной разности соединены через сдвоенный многопозиционный переключатель с первым входом устройства, блок

умножения, к первому входу которого через сдвоенный многопозиционный переключатель подключены выходы блока памяти,Квадратор и накапливающий сумматор.

Недостатком известных устройств является невозможность получения текущих (скользящих) оценок дисперсии и повышения на их основе ка0чества сглаживания временной функции оценок дисперсии.

Цель изобретения - повышение точности определения.

Поставленная цель достигается

5 тем, что в устройство для определения дисперсии, содержащее () последовательно соединенных блоков вычитания, выход (V-D-ro блока вычитания подключен ко входу блока

0 определения абсолютной разности, сдвоенный многопозиционный переключатель, первый подвижный контакт которого соединен с первым входом устройства, первая группа неподвиж5ных контактов сдвоенного многопозиционного переключателя соединена со вх9Дами (к-1) блоков вычитания, со входом блока определения абсолютной разности и со входами элёмен0 тов задержки, выходы элементов задержки подключены к соответствую щим входам (4-1) блоков вычитания и блока определения абсолютной раз ности, блок умножения, первый ,вход которого соединен со вторым подвиж ным контактом сдвоенного многопозиционного переключателя, вторая группа неподвижных контактов которого соединена с выходами блока памяти, и квадратор, введены два дополнительных блока памяти, () элемент задержки, блок вычитания, элемент запрета, элемент И, реверсивный счетчик,при этом вход первого дополнительного блока памят объединен с первыми входами элемент запрета, элемента И и подключен к выходу (1 + 1)-го элемента задержки, вход которого объединен со входом второго дополнительного блока памят со вторым входом элемента запрета и соединен с выходом блока определения абсолютной разности, выход элемента . запрета через сумматор по ключен ко второму входу элемента И выход которого объединен с первым выходом 1(-го блока вычитания и под ключен к первому входу реверсивного счетчика, второй вход которого сое динен со вторым выходом 1 -го блока вычитания, первый и второй входы которого подключены соответственно к ыходам первого и второго дополнительных блоков памяти, выход реверсивного пчетчика соединен со вторым входом блока умножения,выход которого подключен ко входу квадратора, выход которого является выходом устройства. На чертеже приведена структурная схема устройства. Схема устройства содержит блоки 1, 3 , 5 . . ,, 2k-3 вычитания, блок 21,- определения абсолютной разности, элементы 2 , 4 , б , . . . , 2К, эадуржки, элемент запрет, блок 2k + ll памяти, накапливающий сумматор 2К+5, элемент И , реверсивный счетчик 2V+7, блок вычитания, блок 2k + 9 умножения, сдв енный многопозиционный переключатель 2К+10, первый и второй дополни тельные блоки и 21(+ 4 Пс1мяти, квадратор , Устройство работает следующим образом. Последовательность случайных величин поступает на первый вход выбранного переключателем блока вычитания или блока определения абсолютной разности, где определяются разности {((-I)-го порядка и абсолютные разности 1( -го порядка между значениями -исследуемого случайного процесса. Вычисленные первые N значений абсолютных разностей запоминаются в блоке памяти .к одновременно накапливаются в накапливающем сумматоре 2К+5. Элемент 2V+1 задержки в первые N тактов определения абсолютных разностей закрыт, и в блок памяти запишется ()-oe и последующие значения, в блоке вычитания определяются разности между абсолютными значениями разностей, отстоящими друг от друга на N тактов (на время накопления статистической выборки), В зависимости от знака + или - разности распределяются по соответствующим выходам блока 21 + 8. Сигнал на выходе элемента 21( + 1 задержки запрещает прохождение абсолютных разностей через элемент ЗАПРЕТ для накопления в сумматоре и одновременно открывает элемент И , разрешая перезапись суммы абсолютных разностей в реверсивный счетчик 2V+7, Записанная в реверсивном счетчике сумма корректируется подачей на вычитающие и суммирующие входы реверсивного счетчика разностей, вычисленных в блоке вычитания и преобразованных в -число-импульсный код. Абсолютные разности усредняются в реверсивном счетчике путем вывода чисел со старших разрядов счетчика. Средние значения абсолютных разностей умножаются в блоке 2 К-+9 умножения на соответствующий порядку разности коэффициент пропорциональности, хранящийся в блоке 2k-4-ll памяти. Результаты вычислений на выходе блока умножения представляют собой оценки среднеквадратического отклонения .значений случайного процесса. Последние, возведенные в квадрат в квадраторе б, характеризуют дисперсию исследуемого случайного процесса. Устройство выгодно отличается от известных устройств высоким качеством сглаживания последовательности определяемых оценок дисперсии. Используемая в устройстве рекуррентная процедура позволяет хранить наименьшее количество данных от предыдущих шагов вычислений. Дополнительным и весьма существенным с практической точки зрения преимуществом является готовность к выдаче результата на любом промежуточном шаге вычислений. Формула изобретения Устройство для определения дисперсии, содержащее (4-1) последовательно соединенных блоков вычитания, выход ()-го блока вычитания подключен ко -входу блока определения абсолютной разности,сдвоенный многопозиционный переключатель, первый подвижный контакт которого соединен с первым входом устройства, первая группа неподвижных контактов сдвоенного многопозиционного переключате ля соединена со входами (It-l) блоков .вычитания, со входом блока абсолютно разности и со входами элементов задержки, выходы элементов задержки подключены к соответствующим.входам (И-1) блоков вычитания и блока определения абсолютной разности, блок умножения, первый вход которого соединен со вторым подвижным контактом сдвоенного многопозиционного переклю чателя, вторая группа неподвижных контактов которого соединена с выходами блока памяти, и квадратор, о тличающееся тем,что, с цель повышения точности, в устройство вве дены.два дополнительных блока памяти, -K+l элемент задержки, k-ый блок вычитания, элемент запрета, элемент И, реверсивный счетчик, при этом вход первого дополнительного блока памяти объединен с первыми входами элемента запрета, элемента И и подключен к выходу ()-го элемента задержки, вход которого объединен со входом второго дополнительного

гн-из блока памяти, со вторым входом элемента запрета и соединен с выходом блока определения абсолютной разности, выход элемента запрета через сумматор подключен ко второму входу элемента И, выход ;- которого объединен с первым выходом tt-ro блока вычитания и подключен к первому входу реверсивного счетчика, второй вход которого соединен со вторым выходом V-ro блока вычитания, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходам первого и второго дополнительных блоков памяти, выход реверсивного счетчика соединен, со вторым входом блока умножения, выход которого подключен ко входу квадратора, выход которого является выходом устройства, ИСТОЧ.НИКИ информгщии, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 377704, кл. G 06 F 15/36, 1971. 2.Авторское свидетел ство СССР по заявке 2462558/18-24, кл. G 06 F 15/3, 1977 (прототип).