Устройство для вычисления дисперсии случайных процессов

СООЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН З(59 С 06 С 7/5 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Куйбышевский ордена ТрудовогоКрасного Знамени политехническийинститут им,Ц.В.Куйбышева(56) 1. Статистическое моделированидинамических систем средствамиАВТ. Под ред, И,М, Витенберга, и.,(54) (57) 1, УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ ДИСПЕРСИИ СЛУЧАЙНЫХ ПРОЦЕССОВ,содержащее блок задержки, выход корого. подключен к первому входу блока вычитания, второй вход которогообъединен со входом блока задержки и является входом устройства, квадратор, выход которотФ соединен совходом интегратора, выход которогоявляется выходом устройства, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью .повышения точности, в устройство введен. цифровой фильтр нижних частот,при этом выход блока вычитания подключен ко входу цифрового фильтра е . нижних частот, выход которого соединен со входом.квадратора.2. Устройство По п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что цифровой фильнижних частот содержит сумматор ирегистр, вход которого подключен квыходу сумматора, первый вход которого является входом фильтра, инверсный выход ь -го разряда регистра то- соединен со вторым входом сумматора и является выходом фильтра, выходрегистра подключен к третьему входусумматора. тр Фм ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ 801043686Изобретение относится к специализированной вычислительной и измерительной технике и предназначено для .анализа нецентрированных случайныхпроцеСсов х(С) , представленных ввиде цифровых отсчетов.Известны устройства для вычисления дисперсии стационарных нецентрированных случайных, сигналов, представленных в виде отсчетов, содержащиепоследовательно включенные центри- Орующий фильтр, квадратор (или блок умножения ) и блок усреднения(интгератор)Г 11Наиболее близким по техническойсущности является устройство для вычисления дисперсии случайных процессов, содержащее блок вычитания, выход которого через квадратор подключен ко входу интегратора, и блок за".держки 2 . 20Недостатком известных устройствявляется низкая точность измеренияв условиях ограниченной длительности реализации.Целью изобретения является повышение точности вычисления дисперсиипри ограничениях на требуемую длительность реализации,Укаэанная цель достигается тем,что в устройство для вычислениядисперсии лучайных процессов, содержащее блок задержки, выход которого подключен к первому входу блокавычитания, второй вход которого объе"динен со входом блока задержки и является входом устройства, квадратор, 35выход которого соединен со входоминтегратора, выход которого явля,ется выходом устройства, введенцифровой Фильтр нижних частот, приэтом выход блока вычитания подключен 40ко входу цифрового фильтра нижнихчастот, выход которого соединен совходом квадратора.Кроме того, цифровой фильтр нижних частот содержит сумматор и регистр, вход которого подключен квыходу сумматора, первый вход которого является входом Фильтра, инверсный выход и -го разряда регистрасоединен со вторым входом суммато,ра и является выходом фильтра, выходрегистра подключен к третьему входу сумматора. 5 который .является импульснойхарактеристикой фильтра 3 нижних частот,На выходе интегратора 5 получаемоценку дисперсии ЙФ 1 2Эх= -г,Мсье ОтфГ х) х л 1-л ". л , - " р.1 ЗО .= Эх Н,Лг 55 60т.е. выбором Р и Т независимо от д можно эффективно обеспечить заданную у , или, с другой стороны, при заданном Т выбором р 65 обеспечить возможно малУю Ксм На чертеже приведена блок-схемаустройства.Устройство содержит блок 1 задержки, блок 2 вычитания, цифровой фильтр 3 нижних частот, квадратор 4, интегратор 5. Цифровой Фильтр состоит из сумматора б и регистра 7.Устройство работает следующим образом.При подаче на вход сигнала хк навыходе блока 2 вычитания имеем Ь- ,=х - х.к , на выходе цифрового1+1 фильтра 3 нижних частот сигнал где , М - объем выборкиТ= ЙЬ - длительность реализации,Ь " период дискретизации.Центрирование путем создания разности первого порядка, осуществляемое блоками 1 и 2, не является идеальным, и наряду с. Устранением постоянной составляющей искажает спектр входного сигнала; цифровой фильтр 3 нижних частот компеМвирует эти иска" ,жения.Оценим погрешность от смещенности оценки дисперсии у м, вносимую при центрировании и корректировке. Можно показать, что она равна . й Р 1 Р Л 1 Лг гн-гр-(-Л). р ЛЛ гдето:р (рд)-нормированная автокоррегр- хляционная функция сигнала х,Иэ. предыдущего выражения видно,что выбором параметра Ь фильтра 3нижних частот при постоянном д и Т( т.е. при заданной длительности реализации )можно сделать погрешностьот смещенности,.сколь угодно малой.Пусть, например рх=е ф)тогда можно дать следующую оценкусверху: Я (1-Л)-хл ь,Зсм )(1-Л) Йд Согдето =рС)с) с - интервал корреляциивходного сигналаьВыбрав Л = в- ЗДполучим 7+2 +р кххсм ) Т