Устройство для нормирования случайного процесса

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИЯЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалистическикРеспублик(51)М. Кл. б 06 ( 7/52 с присоединением заявки М Гевудауаеаевб кеактвт СССР еф делам кзабретвввй и вткрьпкй(088.8) Опубликовано 28.02.83. Бюллетень М 8 Дата опубликования описания 0 .83(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НОРМИРОВАНИЯ СЛУЧАЙНОГО ПРОБЕ ССА1Изобретение относится к специализированным средствам аналоговой вычислительной техники, предназначенным для измерения статистических характеристик случайного процесса.Известно устройство для нормирования случайного процесса, содержащее источник опорного напряжения, линейный преобразователь с управляемым коэффициентом усиления, фильтр низких частот и блок умножения 13. Недостаток этого устройства заключается в сложности изготовления и низкой точности.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности являетсяустсройство для нормированияслучайного процесса, содержащее линейный преобразователь с управляемым коэффициентом усиления, управляющий вхрд которого подключен к блоку регулировки, вход которого соединен с выходом фильтра нижних.частот, подключенного к выходу бло-. 2ка умножения, два сумматора, выходы,которых соответственно подключены квходам блока умножения, а первые ихвходы соединены с выходом линейногопреобразователя, инвертор и источникопорного напряжения, выход которогоподключен к второму входу первого сумматора и входу инвертора, выход которого подюпочен к второму входу второгосумматора Г 23.Недостатком этого устройства является то, что оно сложно в изготовлении,так как в своем составе содержит блокумножения, который имеет сложную.структуру, и два сумматора, которыедолжны иметь идентичные характеристики, а невыполнение этого требованияведет к снижению точности устройства.Кроме того, это устройство имеет нкзкуюточность из-за вносимой погрешности бло 20ком умножения, которая вызвана дрейфом его усилителей,Бель изобретения - повышение точности и .упрощение устройства.10011Поставленная цель достигается тем, что устройство для нормирования случай ного процесса, содержащее фильтр нижних частот, выход которого через блок регулировки коэффициента усиления подклкь чен к первому входу лийейного преобразователя, второй вход которого является входом устройства, выход линейного пр( образователя является выходом устройства, источник опорного напряжения и 1 р инвертор, содержит квадратор, первый и второй коммутаторы, генератор тактовых импульсов, при этом выход источника опорного напряжения подключен к первому информационному входу. первого ком 1 з мутатора, второй информационный вход которого соедьнен с выходом линейного преобразователя, выход з енератора тактовых импульсов подключен к управляющим входам первого и второго коммута- що торов, первый информационный вход второго коммутатора соединен с первым выходом квадратора, вход которого подключен к выходу первого коммутатора, выход квадратора соединен через инвер- р тор с вторым информационным входом второго коммутатора, выход которого подключен к входу фильтра нижних частот.На чертеже приведена структурная схема устройства для нормирования случайного процесса.Устройство для нормированияслучайного процесса содержит линейный преоб разователь 1 с регулируемым коэффици энтом усиления, источник 2 опорного йапряжения, первый коммутатор 3, квадратор 4, инвертор 5, второй коммутатор 6, фильтр 7 нижних частот, блок 8 регулировки коэффициента усиления и генератор 9 тактовых импульсов.Устройство работает следующим образом.Пусть на входе устройства и выходе линейного преобразователя 1 с регулируемым коэффициентом усиления, осущестмяющего нормирование входного сигнала, имеет место центрированный случайный процесс ХО К), а на его выходе нормированный сигнал где К- коэффициент усиления ли("(нейного преобразователя 1, являющийся линейной функцией от выходного напряже ния Ор блока 8 регулировки,Рассмотрим формирование сигнала Ор иа выходе блока 8 регулировки, При этом 2 йкоммутаторы 3 и 6 находятся в положении, изображенном на чертеже, и на вход фильтра 7 нижних частот поступает сигнал положительной полярности, о:) к,где К, - коэффициент передачи квадратора 4,Если коммутаторы 3 и 6 находятся всостоянии, противоположном изображенному на чертеже, на вход фильтра 7нижних частот поступает сигнал отрицательной полярностиО:-КО, (о 1где О и - величина опорного напряженияисточника 2 еГенератор 9 тактовых импульсов, чаьтота которого выбирается по теоремеКотельникова и должна быть значителен.но выше максимальной частоты сигнала2 (1), управляя коммутаторами 3 и 6,позволяет получить на входе фильтра 7нижних частот переменный сигнал 0,имеющий форму меандра, амплитуда положительных импульсов которого равна 01,а отрицательных - О 2Переменный сигнал 0, пройдя черезфильтр 7 нижних частот, образует на еговыходе сигнал Ор, пропорциональныйоценке математического ожидания сигнала О, йод воздействием которогоблок 8 регулировки изменяет коэффициент усиления Кп(Ф) линейного преоразователя 1 до тех пор, пока сигналОр, подводимый на его вход с выходафильтра нижних частот, не станет равнымнулю, т.е, до выполнения равенстваир:м(и,):мк,4(ц-коД:оС учетом (1) и (2) получим)= " х (ХИз выражения (5) видно, что иа выхо де линейного йреобразователя 1 имеется,рп= - Х +д,ОП охгде й 1 - погрешность, вносимая блокомумножения,Для предлагаемого устройства (с учетом вносимых погрешностей) на выходеимеется сигнал 26 о од о т.е,1 30где Д 2 - погрешность, вносимая квадратором.Из приведенного анализа видно, чтопогрешность сигнала иа выходе предлагаемого устройства не зависит от вносиззмой погрешности нелинейным элементом,а в прототипе зависит и в основном определяется его точностью. Кроме того,квадратор проще по конструкции, чем блокумножения,5 1001 нормированный по среднеквадратичному отклонению случайный процесс(1).Произведем сравнительную оценку точности предлагаемого устройства для нормирования случайного процесса с прототи-пом без учета вносимых погрешностей блоком 8 регулировки, фильтра 7 нижних частот и инвертором 5 в выходной сигнал ор.Для протатипа с учетом вносимых по Е грешностей на выходе имеется сигнал 123 Формула изобретения Устройство для нормирования случайного процесса, содержащее фильтрнижних частот, выход которого черезблок регулировки коэффипиента усиленияподключен к первому входу линейногопреобразователя, второй вход которогоявляется входом устройства, выход линейного преобразователя является выходом устройства, источник опорного напряжения и инвертор, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности и упрощения, оно содержитквадратор, первый и второй коммутаторыи генератор тактовых импульсов, приетом Ььпсод источника опорного напряжения подключен к первому,инФормациойному входу первого коммутатора, второйинформационный вход которого соединенс выходом линейного преобразователя,выход генератора тактовых импульсов .подключен к управляющим входам первого и второго коммутаторов, первый информационный вход второго коммутаторасоединен с первым выходам квадратора,вход которого подключен к выходу первого коммутатора, выход квадратора соединен через иивертор с вторим щформационным входом второго коммутатора,выход которого подключен к входу фильтра нижних частот.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Витенберг И.М. Программирование аналоговых вычислительных машин.М., машиностроение, 1972, с. 266.2. Авторское свидетельства СССРСоставитель Л, Григорьян-ЧтенцРедактор А. Воровнч Техред Ж.Кастелевич Корректор Ое БилакЗаказ 1398/57 Гираж 704 Поддисное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам юобретений и открытий 113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП фПатент, г. Ужгород, уп. Проектная, 4