Устройство для определения среднего значения

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 4(5) С 06 С 7/52 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ЕЛЬСТВ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ М АВТОРСКОМУ СВ(56) Авторское свидетельство СССРУ 696480, кл. С 06 Р 15/36, 1979.Авторское свидетельство СССР У 881766, кл. С 06 Р 15/36, 1981, (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СРЕДНЕГО ЗНАЧЕНИЯ, содержащее блок пискретизации, первый и второй блоки усреднения, блок сравнения, первый блок умножения, выход которого соединен с первым входом блока сравнения, второй вход которого подключен к выходу второго блока ус-. реднения, вход которого соединен с выходом блока вычитания и является выходом разностного сигнала устройства, первый и второй входы блока вычитания подключены соответственно к выходу первого блока усреднения, который является выходом оценки математического ожидания устройстве; и к выходу блока дискретизации, который также соединен с входом первого блока усреднения, выход блока сравнения подключен к второму входу бло ка дискретизации, первый вход которого является информационным входом устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения точности, в него введены второй, третий, четвертый, пятый блоки умножения, третий блок усреднения, блок нзвлечеЯ 011633 9 А ния корня, первый, второй, третийсумматоры, первый и второй входыпервого блока умножения подключенысоответственно к первому входу задания коэффициента устройства ик выходу блока извлечения корня,вход которого соединен с выходомпятого блока умножения, входы которого подключены соответственно к выходу третьего блока усреднения, который является выходом оценки дисперсии входного сигнала устройства,и к выходу четвертого блока умножения, первый вход которого объединен с первым входом второго сумматораи соединен с выходом третьего блокаумножения, второй вход четвертогоблока умножения подключен к выходувторого сумматора, второй вход которого объединен с первым входом третьего сумматора и является вторымвходом задания коэффициента устройства, вход задания значения нормированной корреляционной функцииустройства соединен с входом первого сумматора, выход которого подключен к второму входу третьего сумматора, выход которого соединен спервым входом третьего блока умножения, второй вход которого являетсятретьим входом задания коэффициентаустройства, вход третьего блокаусреднения подключен к выходу второго блока умножения, первый и второйвходы которого соединены с выходомблока вычитания, 1163339Изобретение относится к специализированным средствам автоматики ивычислительной техники и предназначено для определения среднего значения стационарных зргодических 5случайных проце ссов.Цель изобретения - повышение точности за счет обеспечения возможностиработы устройства по дискретнойвыборке с заданным уровнем корреляции между отсчетами.На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.Устройство для определения среднего значения содержит блок 1 дискретизации, блок 2 усреднения, блок3 вычитания, блок 4 усреднения,блок 5 сравнения, блоки 6 - 10 умножения, сумматоры 11 - 13, блок 14усреднения и блок 15 извлечения 20корня.Устройство работает следующимобразом.Входной аналоговый сигнал поступает на блок 1 дискретизации, в 25котором Формируются выборочные зна.чения. Последние поступают в блок 2усреднения для определения оценкисреднего значения. В блоке Э вычитания формируется разность между последовательностью выборочных значений и оценкой среднего значения.В блоке 4 усреднения Формируетсяоценка среднего значения раэностногосигнала, являющаяся оценкой текущейпогрешности определения среднегозначения,Блок 1 дискретизации может бытьвыполнен так же, как и в известномустройстве, Начальный шаг временной 40дискретизации, заданный в этом блоке, в процессе работы устройствациклически корректируется по командам блока 5 сравнения, который вы"рабатывает сигнал корректировки до 45тех пор, пока оценка текущей погрешности не оказывается меньше некоторого значения, соответствующегозаданной допустимой погрешностиопределения среднего значения, 50поступающего с выхода блока 6 умножения. Таким образом, работаукаэанной части устройства полностьюаналогична работе соответствующихчастей известного устройства. 55Другая часть блоков устройствавыполняет функцию задания и формирования допустимой погрешности опре 2 у) (3) Таким о бр аз ом, сформировав в с оответствии с выражением (3) допусти мое значение Флюктуаций выходного сигнала блока 4 усреднения после нескольких циклов корректировки шаг временной дискретизации устройство формирует оценку среднего значения с дисперсией, определяемой соотношениемФПри помощи блока 8 умножения (в полняющего функции квадратора) и блока 14 усреднения Формируется оценка дисперсии входного сигналаНа первый и второй входы за"ия коэффициентов устройства по" ы% данделения среднего значения. В известном устройстве эта погрешность задается исходя из условия формирования некоррелированной выборки. Однако использование слабокоррелированной выборки обеспечивает повышение точ" ности при фиксированном времени анали анализа, поэтому в предлагаемом устройстве реализована возможность работы по слабокоррелированной выборке, причем при заданном значении нормированной корреляционной Функции на интервале дискретизации.Дисперсия среднеарифметической оценки среднего значения при слабокоррелированной выборке определяется соотношением0 (ш) = - "-(1+2 ф), (1) где О - дисперсия исследуемого, сигнала;р - значение нормированной корреляционной функции на интервале дискретизации, равном максимальному интервалукорреляциисдц 1Н " объем усредняемой выборки,Исходя из структуры устройства дисперсия оценки среднего значения разности сигнала, соответствующая дисперсии, определяемой соотношением, (1), равна0(ш.)=ВЕ (1+2 р) 1+Е (1+2 Р)Д, (2) где Е =1/И.С учетом правила 35 и выражения (2) несложно определить величину допустимого значения уровня Флюктуаций около нуля выходного сигнала блока 4, усреднения/5 лиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,даны постоянные коэффициенты С 1и С 3, на третий вход поступает величина Е =1/К, а на вход сумма) Фитора 11 - величина (з, ) . Таким образом с помощью вновь введенных блоков 7 - 10 умножения, сумматоров 11 - 13, а также блока 14 усреднения и блока 15 извлечения корня на выходе блока 6 умножения формируется сигнал с величиной, определяемой соотношением (31, . При. этом после нескольких, циклов корректировки шага временной дискретизации устройство формирует оценку среднего Заказ 4105/49 Тираж ВНИИПИ Государств по делам изоб 113035, Москва, Ж163339 4,значения с дисперсией, определяемойсоотношением (1)Таким образом, благодаря введениюновых узлов и связей удается обеспечить повышение точности устройстваза счет формирования слабокоррелированной выборки при заданном уровне нормированной корреляционнойфункции на интервале дискретизации,0 равном максимальному интервалу корреляции, что расширяет сферу применения устройства и, следовательно,обеспечивает существенный экономический эффект.