Устройство для измерения дисперсии

СООЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИН 1)5 С 06 Р б ПИСАНИ К А ВТОРСКОМ ВИД ЬСТВУ У 35А. П. Моро ьство СССР52, 1967.тво СССР/Збф 1981,МЕРЕНИЯ ДИСОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯРИ ГКНТ СССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗПКРСИИ,8015945 аппаратурного определения характеристик случайных процессов с известным законом распределения, Цельизобретения - повьппение точности.Устройство содержит центрирующийфильтр 1, двухполупериодный выпрямитель 2, блок 3 сравнения, счетчики4 и 5, блок б умножения, блоки деления 7 и 8, квадратор 9, генераторимпульсов 1 О. Работа устройства основана на определении плотностивероятности при нулевом значениипеременной и дальнейшем вычислениидисперсии. 1 ип,1594565 40 50 55 сигналовИзобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники, предназначенным для аппаратурного определения характеристик случайных процессов.5Цель изобретения - повышение точностиНа чертеже изображена структурная схема устройства для измерения дис персии.Устройство для измерения дисперсии содержит центрирующий фильтр 1, двухцолупериодный выпрямитель 2, блок 3 сравнения, первый 4 и второй 5 счетчиВи, блок 6 умножения, второй 7 и первый 8 блоки деления, квадратор 9, генератор 10 импульсов.Работа устройства основана на следующих математических соотношениях,Плотность Р(х) гауссовского сигнала имеет вид:1-фР(х) = - ехР -"2 Г 2625 где Ь - среднеквадратическое отклонение сигнала;х - значения сигнала;х - среднее значение сигнала.Если из сигнала удалить постоянную составляюшра, то получают х0 А . значение Р(х) = Р(0) в этом .случае равноР(х)1И 6 Отсюда1 р щит2 Т Р(х)фДля гармонического сигнала 1, /х/ А; Р(х) = А - х"О, /х/) А, где А - амплитуда гармоническогосигнала, В точке хк0 Р(0) 1 УА Отсюда амплитуда сигнала1Г Р(0) а дисперсия (мощность) определяется выражением А 12 1 Г ГР(0)1Плотность вероятности Р(0) можети быть определена); как -- , где ЮЩх количество выборок, и - количество выборок, попавших в интервал (- Дх2 ф дх- -)2Устройство для измерения дисперсии работает следующим образом,фильтром 1 из входного сигнала удаляется постоянная составляющая. Двухполупериодным выпрямителем 2 отфильтрованный сигнал выпрямляется и поступает на первый информационный вход блока 3 сравнения. На второй информационный вход блока 3 поступает сигнал величиной ах/2, выбираемой оператором.В блоке 3 выпрямленный сигнал йсравнивается с пороговым знаах,. дх чением -- . Если П ;.( 2, то на выходе "Меньше" блока 3 в результате сравнения появляется импульс. С, выхода блока 3 импульсы поступают на счетный вход счетчика 5. На второй вход счетчика 5 с выхода переполнения счетчика 4 поступают импульсы считывания результата счета и обнуления счетчика. Они формируются в счетчике 4 путем увеличения в Б раз периода Т следования импульсов с генератора 1 О импульсов. Значения Б, Т, дх могут выбираться оператором с учетом конкретных особенностей при измерениях. Например, значения Т, выбирается с учетом требований теоремы Котельникова значение М - исходя из требований к погрешности измерений и длительности анализируемого сигнала.В блоке 6 перемножаются два сигнала: Б и.ах. С выхода блока 6 умножения сигнал со значением Б-ах поступает на вход блока 7 деления. На другой его вход поступает значение весового коэффициента .закона распределения.На выходе блока 7 формируется сигнал в виде. отношения входных сигнаБ.д хлов. Например, -у-, - , -- для режима измерения дисперсии гармоническихИйхсигналов и в .а= -- для гауссовских1 Ы Ю На выходе блока 8 деления сигнал при измерении дис)персии гармонических процессов равен по величине4565 бпульсов соединен с тактовым входомблока сравнения и со счетным входомпервого счетчика, о т л и ч а ю -щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены второйсчетчик, два блока деления и квадратор, причем выход "Меньше" блокасравнения подключен к счетному входу второго счетчика, разрядный выходкоторого подключен к входу делителяпервого блока деления, выход которого подключен к входу квадратора, выход которого является выходом устройства, первый вход блока умножениясоединен с входом задания порогаустройства, второй вход блока умножения и установочный вход первогосчетчика подключены к входу задания 20 числа выборок устройства, выход переполнения.первого счетчика соединенс входом сброса второго счетчика,выход блока умножения подключенк входу делимого второго блокаделения, вход делителя которогоявляется входом задания весовогокоэффициента закона распределения,выход второго блока деления соеди- .нен с входом Делимого первого блока 30 деления. 159 М Д 1 х912 Г и а при измерении дисперсии гауссовских процессовН зхГ 27 пКвадратором 9 выходной сигнал блока 8 деления возводится в квадрат. При этом результат соответствует дисперсии входного сигнала и определяется в зависимости от вида измеряемого процесса и режима измерений. Формула изобретения Устройство для измерения дисперсии, содержащее центрирующий фютьтр, вход которого является информационным входом устройства, двух.полупериодный выпрямитель, блок сравнения, первый счетчик, блок умножения и генератор импульсов, причем выход центрирующего фильтра через двухполупериодный выпрямитель соединен с первым информационным входом блока сравнения, второй информационный вход которого является входом задания порога устройства, выход генератора имРедактор И.Бланар Составитель Е.ХуртинТехред И,Дидык Корректор О. Ципле Заказ 2831 Тираж 567 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета пб изобретениям и открытиям прн ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101