Устройство для определения среднего квадратического отклонения

11) 419899 АНИ Союз СоветскниоцналнстнческниРеслублнн ЗОБРЕТЕН ИЯ(51) М.Кл. б 061 15/3 заявки Ле -присоединеиев32) Приоритет -публиковано 15ата опубликова сударстаеиный исмет овета Министров ССС по делам иэооретенийи открытий 3.74. Бюллетень М 1 ия описания 16.12,74 3) УДК 681 3 519 2(72) Авторы изобретения городицкий, А, А. Мельников, А. Г. Рыжевский, Ю, А. Смагин и В. М. Шляндин Пензенский политехнический институт Заявитель(54) УСТРОЙСТВО ДЛ КВАД РАТИ ЧОПРЕДЕЛЕНИЯ СРЕДНЕГОКОГО ОТКЛОНЕНИЯ о,клонения о производится по известной формуле для дискретного ряда измерении: г= - "-(- )где Л - число выборок измеряемой длительности импульсов Х, по которому производится усреднение. Величина Х может быть зада на временным интервалом Г, илп число-импульсным (унитарным) кодом.Работа устройства осуществляется следующим образом. В исходном положении счетчики 8, б, 11, реверсизный счетчик-на копитель 12, триггер 10 находятся в нулевомсостоянии. Интервал 1, поступает на вход 15 блока управления 14. Последний открываег схему И 8 на время 1; и импульсы с генератора 1 через делитель частоты 2 посту пают на счетчик среднего арифметическогозначения б и суммирующий вход реверсивного счетчика - регистра 8.Коэффициент деления делителя частоты 2выбирается, исходя из требуемой погрешно-сти дискретности при измерепии интервала1, и числа выборок Л. Следовательно, за 1,5 в счетчиках б и 8 з сов. За время паузь 0 следующего времен Предлагаемое изобретение относится к области цифровой электроизмерительной техники, Известны устройства для статистической обработки результатов измерения, с помощью которых производится оценка дисперсии или среднего квадратического отклонения некоторой случайной величины, значения которой представляют собой результаты измерений некоторого параметра. Существенным недостатком таких устройств является высокая сложность и низкая надежность из-за применения в них накапливающих сумматоров.С целью повышения точности работы устройства для цифрового измерения среднего квадратического отклонения длительности импульсов, представленной унитарным кодом, из схемы исключается накапливающий сумматор и используются только обычные двоичные счетчики импульсов.На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства. Устройство содержит генератор опорной частоты 1, делитель частоты 2, схемы И 8, 4, б, счетчик среднего арифметического значения б, схемы И (совпадения) 7, реверсивный счетчик-регистр 8, схемы И 9, триггер 10, двоичный счетчик 11, реверсивный счетчик-накопитель 12, счетчик выборок 18 и блок управления 14.Вычисление среднего квадратического отафиксируется - , - импульАдо момента появленияного интервала 1 с+1 про3изводится обработка полученного значения Х, в . На это время блок управления 14 закрывает схему И 8 и открывает схему И 4, Одновременно триггер 10 и все разряды двоичного счетчика 11 устанавливаются в состояние 1. При этом первый же импульс генератора 1 опорной частоты устанавливает триггер 10 и счетчик 11 в нулевое состояние и одновременно поступает на вход счетчика-накопителя 12, по суммирующему входу. Ивпульсом переполнения счетчика 11 обратный код из счетчика 8 переписываегся через схемы 9 з счетчик 11, триггер 10 устанавливается в единичное состояние и вычитается единица из содержимого счетчика 8. Следующий импульс переполнения счетчика 1 появился через 2 ( --- 1) импульсовх,Уопорного генератора 1, поступивших на вход триггера 10, Этим же импульсом переполнения проделываются аналогичные операции, описанные выше. Последующие импульсы переполнения на выходе счетчика 11 будут появляться через 2, - 1 - 1;2 - ,- - 2 - 1; 2 ( ---- ,- - ) - 1 Л=21 - ,: -- 1+2 - , - 1 ) Х х, х Х+2 - , -- 2- 12, - гЛ;Х, Х,л / ч ь х, 3 +2 У- 1=2-, -- 1+ 9 ( - . -- 1 )=2 1-,- ) - 1-."-) =1", )- - -- 2 Х ,г 11 ричсм на время обработки сигналом с блока управления 14 открывается схема 6, котоая шунтирует младшие разряды реверсивного 12 счетчика-накопителя. Емкость младших разрядов этого счетчика равна числу выборок Л. Таким образом, происходит умножение числа импульсов Л на Х. В результате в старшие разряды реверсивного 12 счетчикаХ 2 накопителя записывается число, )ю) Л = - , . За время Л выборок, которые подХсчитываются счетчиком И, в счетчике среднего арифметического значения 6 будет зафиксировано число1= с= импульсов опорного генератора, При дости.кении счетчиком 8 нулевого состояния блос )правления 14 закрывает схему 4. За время обработки значения на входы триггера 10 и счетчика-накопителя 12 поступает число импульсов, равноеФХ 2 10 15 20 Устройство для определения среднего квадратического отклонения, содержащее генератор опорной частоты, соединенный через делитель частоты с первым входом первой схемы И, второй вход которой соединен с блоком управления, а выход подключен к счетчику среднего арифметического значения,60 6 г 25 ЗО 35 40 45 50 55 За это ке время в старших разрядах счетчика-,накопителя 12 запишется число=По.,команде со счетчика выборок 18 код со счетчика 6 переписывается через схемы И (совпадения) 7 в реверснвный счетчик- регистр 8 и по описанному выше способу он возводится в квадрат. При этом импульсы генератора 1 опорной частоты через вентиль 4 поступают на вычитающий вход реверсивного 12 счетчика-накопителя. Вентиль б закрывается сигналом с блока управления 14. При достижении счетчиком-регистром 8 нулевого состояния процесс возведения в квадрат заканчивается и в реверсивном 12 счетчикенакопителе будет зафиксировано число; После этого блок управления 14 переводит схему устройства в режим извлечения квадратного корня из величины Р(Х), При этом счетчик-регистр 8 находится в нулевом состоянии, выход двоичного счетчика 11 подклю. чается к суммирующему входу счетчика-регистра 8 и импульсы опорного генератора 1 поступают через вентиль 4 на вычитающий вход реверсивного 12 счетчика-накопителя.Х1(ак и при обработке результата, каждому импульсу переполнения счетчика 11 будет соответствовать определенное число 2 п - 1 импульсов на входе триггера 10, где и - код в счетчике-регистре 8. Процесс извлечения квадратного корня заканчивается при достижении реверсивным 12 счетчиком-накопителем нулевого состояния. Общее число импульсов на выходе счетчика 11 связано с числом импульсов на входе триггера 10 следующим выражением:1+3+5 +2 п - 1=р. Если р = Р(х), а и = о, то Р (х) = 1+3+5+ 2 о - 1= о Отсюда о=TР 1 х). Следовательно, число импульсов на выходе счетчика 11 будет равно среднему квадратическому отклонению длительности импульсов.Устройство может быть использовано в качестве измерительного блока в информационно-измерительных системах и в качестве лабораторного измерительного прибора и может быть выполнено на обычных элементах дискретной техники. Предмет изобретения419899 Составитель Э. СечинаТехред А, Камышникова Редактор Л. Цветкова Корректор А. Дзесова Заказ 4775 Изд.1450 Тираж 624БНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССРпо делам изобретений и открытийМосква, Ж.З 5, Раушская наб д. 4/5 Подписное МОТ, Загорский цех триггер, счетный вход которого подключен к выходу второй схемы И, первый вход которой соединен с блоком управления, один из выходов которого подключен ко входу счетчика выборки, отличаюш,ееся тем, что, с целью повышения точности работы устройства, оно содержит реверсивный счетчик-регистр, двоичный счетчик и реверсивный счетчик-накопитель, выход которого соединен со входом блока управления, соответствующий выход которого подключвн через третью схему И к соответствующему входу реверсивного счетчика-накопителя, другой вход которого соединен со счетным входом триггера, выход которого подключен ко входу двоичного счетчика, единичный вход которого подключен к выходу двоичного счетчика и к первым входам соответствующих схем И, вторые входы которых подключены соответственно к разрядным ьыходам реверсивного 5 счетчика-регистра, а выходы - К соответствующим разрядным входам двоичного счетчика, выход реверсивного счетчика-регистра соединен со входом блока управления, а вход подключен ко входу счетчика среднего ариф О метического значения, разрядные выходы которого через соответствующие схемы И подключены ко входам реверсивного счетчика-регистра, вторые входы схем И подключены к выходу счетчика выборки и к блоку 15 управления.