Устройство для определения среднеквадратичного отклонения

ОПИСАНИИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сфез СфветскииСоциалистическихРеслублик(22) ЗаЯвлено 21.0277(21) 2452594/18 - 24с лрисоедннением заявки Йо(51)М. Кл.С 06 С 7/52 Госуяарстееииый комитет СССР ио ямам изобретеииЯ и открытаЯ(54 ) УСТРОЯСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СРЕДНЕКВАДРАТИЧНОГО ОТКЛОНЕНИЯ Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для определения среднеквадратичного отклонения стационарного случайного сигнала.Известно устройство для определения среднеквадратичного отклонения, которое содержит блок центрирования, квадратичный детектор и блоквычисления квадратичного корня 11).Недостаток этого устройства -сложность,Наиболее близким к предлагаемомуявляется устройство для определениясреднеквадратичного отклонения со- .держащее блок центрирования, входкоторого является входом устройства,а выход подключен к первому входумаштабного усилителя, выход которогосоединен с первым неподвижным контактом переключателя, второй неподвижный контакт которого подключен к вы-.ходу источника эталонного напряжения,третий и четвертый неподвижные контакты переключателя соединены соответственно со вторым входом масштабного усилителя и со входом индика"тора нуля, первый подвижный контактпереключателя подключен ко входуквадратичного детектора, выход которого соединен с первым входом дифференциального усилителя, второйвход которого подключен к выходу регулируемого источника опорного напряжения, а выход дифференциального усилителя соединен со вторым подвижнымконтактом переключателя. В этом устройстве крадратичный детектор работа 1 О ет в меньшем диапазоне амплитуд входного сигнала, поэтому он проще и технологичнее 12,Однако, использование масштабногоусилителя в нем не позволяет обеспечить высокую точность, так как аналоговые устройства, реализующие регулировку масштаба по обратно пропорциональной зависимости, имеют Низкуюточность,Цель изобретения - повышение точности устройства для определениясрецнеквадратичнего отклонения.С этой целью в него введены дополнительный источник опорного напряжения, компаратор, формирователь, усилитель, аналоговый элемент памяти ииндикатор, при этом первый вход компаратора соединен с выходом масштабного усилителя, второй вход подключен к выходу дополнительного источника опорного напряжения, выход компа 69339ратора через формирователь соединен с управляющим входом аналогового элемента памяти, вход которого подключен к выходу усилителя, выход аналогового элемента памяти соединен со входом индикатора, а вход усилителя подключен к выходу блока центрирова" ния,Блок-схема устройства представлена на чертежеУстройство содержит блок 1 центри О рования, масштабный усилитель 2, дифФеренциальный усилитель 3, аналоговый элемент памяти 4, индикатор 5, переключатель б, компаратор 7, дополнительный источник опорного напряжения 8, Формирователь 9, квадратичный детектор 10, источник эталонного напряжения 11, дифференциальный усилитель 12, источник опорного напряжения 13, индикатор нуля 14, 2 О ЗО Устройство включает в себя последовательно соединенные блок центрирснания 1, служащий для центрирования и усиления входного сигнала, имасштабный усилитель 2, который служит для стабилизации масштаба сигнала, отцентрированного и усиленногов блоке 1. Выход блока центрирования 1 подключен через усилитель 3ко входу аналогового элемента памяти 4, выход которого соединен совходом индикатора 5, а выход усилителя 2 подсоединен к первому неподвижному конакту переключателя б и кпервому входу компаратора 7, ко второму входу которого подсоединенвыход дополнительного источника опорного напряжения 8, Выход компаратора7 соединен через формирователь 9 суправляющим входом аналогового элемента памяти 4. Первый подвижный ивторой неподвижный контакты переключателя б соединены, соответственно,с входом квадратичного детектора 10и с выходом источника эталонного напряжения 11.Выход квадратичного детектора 10соединен с первым входом дифференциального усилителя 12, второй вход которого подключен к выходу регулируемого истсчника опорного напряжения13, а выход ко второму подвижномуконтакту переключателя б Третий ичетвертый неподвижные контакты переключателя б подключены, соответственно ао второму входу масштабногоусилителя 2 и ко входу индикаторануля 14, При установке переключателяб в верхнее положение первый и второй подвижные контакты соединены,соответственно, с первьщ и третьимнеподвижным контактами, а при установке н нижнее - со вторым и четвертым контактами,Устройство работает следующимобразом. 65 Предварительно устанавливают величину опорного напряжения источника 13, для чего переводят переклю" чатель б в нижнее положение, При этом квадратичный детектор 10 возводит в квадрат эталонное напряжение с выхода источника 11 и усредняетполученные значения дифференциальный усилитель 12 сравнинает усредненный квадрат эталонного напряжения с величиной опорного напряжения .источника 13 и выводит результат сравнения на нход индикатора нуля 14, Установка неличины опсрногс напряжения производится посредством ручной регулировки источника 13 нулевого значения на индикаторе нуля 14, Тем самым осуществляется приравнинание значения опорного напряжения источника 13 к величине усредненного квадрата эталонного напряжения. После проведенных операций, которые могут производиться однократно при предварительной подготовке устройства, приступают к спределению среднеквадратичного отклонения шумового напряжения, Для этого измеряемое напряжение подают на вход устройства и переводят переключатель б н верхнее положение, При этом блок 1 отцентрирует и усилит измеряемое напряжение, усилитель 2 произведет стабилизацию масштаба полученного напряжения, квадратичный детектор 10 возведет и квадрат и усреднит значения квадрата напряжения, дифференциальный усилителЬ 12 сравнит полученные усредненные значения квадрата с величиной опорного напряжения источника 13 и преобразует результат сравнения н величину регулирующего напряжения усилителя 2, 1(омпаратср 7 сравнит усиленное отцентриронанное и стабилизированное по масштабу измеряемое напряжение с величиной среднеквадратичного отклонения эталонного напряжения, равной которой устанавливается при калибровке устройства величина дополнительного опорного напряжения на выходе источника 8, и определит момент времени, когда они ранны; Формирователь 9 сформирует управляющий импульс н указанный момент времени, аналоговый элемент памяти 4 с помощью этого импульса произведет выборку мгновенного значения отцентрированного в блоке 1 и усиленного н усилителе .3 измеряемого напряжения, запомнит его и подаст на индикатор 5.Величину среднеквадратичного отклонения, после того как произнедены все необходимые операции, определяют по показаниям индикатора 5.Технико-экономический эффект достигается за счет повышения точностиопределения среднеквадратичного отклонения Это сбьясняется тем, что величину среднеквадратичного отклонения693.97 Формула изобретения Чтен Составитель Л. Григорь Техред С,Мигай К Ре актор Л. Але сеенк рректор а 6302/20ЦН а Тираж 780ПИ Государственного коми по делам изобретений и оМосква Ж - 35, Раушская Подпис ета СС крытий 11303 илиал ПОП Патент, г, Ужгород, ул. Проектная,в пре,цлагаемом устройстве определяют ло величине центрированного измеряемого напряжения в момент времени, когда его стабилизированное по масштабу значение равно величине дополнительного опорного напряжения, Указанное преимущество позволит строить устройства, совмещающие в себе простоту, технологичность и точность. Устройство для определения среднеквадратичного отклонения, содержащее блок центрирования, вход которого является входом устройства, а выход подключен к первому входу масштабного усилителя, выход круторого соединен с первым неподвижным онтактом переключателя, второй неподвижный контакт 2 которого подключен к выходу источни,ка эталонного на.гряжения, третий и четвертый неподвижные контакты переключателя соединены соответственно со вторым входом масштабного усилителя и со входом индикатора нуля, первый подвижный контакт переключателя подключен ко входу квадратичного детектора, выход которого соединен с первым входом дифференциального усилт,"-ля, второй вход которогоподключен к Выходу регулируемого истсчника опорного напряжения, а выходдифференциального усилителя соединенсо вторым подвижным контактом, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью повышения точности, в негоВведены дополнительный источник опорно:о напряжения, компаратор, форми"рователь усилитель, аналоговый элемент памяти и индикатор, при этомпервый Вход компаратора соединен свыходом масштабного усилителя, второйВхОд пОдключен к ВыхОду допОлнительного источника опорного напряжения,выход компаратора через формировательсоедичен с управляющим входом аналоговсго элемента памяти, вход которого подключен к выходу усилителя, выходаналогового элемента памяти соединенсо Входом индикатора, а вход усилителя подключен к Выходу блока центрирования,Источники информации,принятые Во внимание при экспертизе1. Тетерич П.Н. Генераторы шума,Госэнергоиздат, 1961, стр. 131.2, Мирский Г.М. Аппаратурное определение характеристик случайныхпроцессов. М., Энергия, 1972,с. 92 (прототип).