Устройство измерения среднего значения периодических случайных процессов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 01 5 7/30 66752 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ТОРСНОМУ ЕЛЬСТВ Иванов,СССР .74. лик,СР .7 ы- вым ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНЯТИЙ(56) 1. Авторское свидетельствоР 504305, кл. Н 04 В 1/10, 16.082. Патент ВеликобританииР 1216406, кл. 6 01 5 7/34, опуб02.02.71.3. Авторское свидетельство ССВ 842668, кл. 6 01 5 7/30, 05,05(54)(57) УСТРОЙСТВО ИЗМЕРЕНИЯ СРЕДНЕГО ЗНАЧЕНИЯ ПЕРИОДИЧЕСКИХ СЛУЧАЙНЫХ ПРОЦЕССОВ, содержащее первыйблок задержки, первый и второй ключи, блок сложения и блок сравненияпри этом вход первого блока эадержки соединен с первыми входами первого ключа и блока сравнения, выхопервого блока задержки соединен спервым входом второго ключа, а вход первого ключа соединен с,первходом блока сложения, о т л и ч аю щ е е с я тем, чтб, с целью увеличения точности вычисления среднего значения случайного процесса при наличии импульсных помех и сигналов, в него введены последовательно включенные блок вычитания, блок памяти, первый весовой блок, второй весовой блок и второй блок задержки, последовательно включенные синхронизатор, элемент ИЛИ и третий блок задержки, выход которого соединен с управляющим входом второго ключа, первый и второй входы блока вычитания соединены соответственно с выходом блока сложения и выходом второго ключа, выход блока памяти соединен с вторымвходом блока сложения, выход второго блока задержки соединен с вторым ЕФ входом второго ключа, выход второго весового блока соединен с вторым входом первого ключа и вторым входом блока сравнения, выход которого сое- С динен с вторым входом элемента ИЛИ,Ф% соединенного своим выходом с управляющим входом первого ключа, а установочные и тактовые выходы синхронизатора соединены с соответдтвующи- ( 1 ми входами блока памяти и всех блоков задержки.Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в импульсных радиолокаторах управлениявоздушным движением для определенияопорного (порогового) сигнала обна. ружителя при наличии импульсных по 5мех и сигналов в опорной выборке.Известны устройства измерениясРеднего значения периодических случайных прогрессов, содержащие многоотводную линию задержки, сумматор, атакже формирователь порога, усредйитель, и блоков сравнения и п переключателей С 1 и Е 2).В та,ких устройствах при наличииво входном процессе импульсных по мех и сигналов происходит завышение результатов измерения среднегозначения случайного процесса,Известно также устройство измерения среднего значения периодических случайных процессов, содержащеепервый блок задержки, первый и второй ключи, блок сложения и блоксравнения, при этом вход первогоблока задержки соединен с первыми 25входами первого ключа и блока сравнения, выход первого блока задержки соединен с первым входом второго ключа, а выход первого ключа соединен с первым входом блока сложения Г 31.Однако известное устройство, вкотором при наличии во входном процессе мощных импульсных сигналов ипомех производится замена этих сиг- З 5налов и помех ранее вычисленным средним значением, имеет низкую точностьвычисления среднего значения случайного процесса при наличии импульсныхпомех и сигналов.40Цель изобретения - увеличение точности вычисления среднего значенияслучайного процесса при наличии импульсных помех и сигналов.Поставленная цель достигается тем,чтов устройство измерения среднегозначения периодических случайных процессов, содержащее первый блок задержки, первый и второй ключи, блоксложения и блок сравнения, при этомвход первого блока задержки соединен с первыми входами первого ключа и блока сравнения, выход первогоблока задержки соединен с первымвходом второго ключа, а выход первого ключа соединен с первым входом 55блока сложения, введены последовательно включенные блок вычитания,блок памяти, первый весовой блок,второй весовой блок и второй блокзадержки и последовательно включенные синхронизатор, элемент ИЛИ итретий блок задержки, выход которогосоединен с управляющим входом второго ключапервый и второй входы блока вычитания соединены соответственно с выходом блока сложения и выходом второго ключа, выход блока памяти соединен с вторым входом блока сложения, выход второго блока задержки соединен с вторым входом второго ключа, выход второго весового блока соединен с вторым входом первого ключа и вторым входом блока сравнения, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ, соединенного своим выходом с управляющим входом первого ключа, а установочные и тактовые выходы синхронизатора соединены с соответствующими входами блока памяти и всех блоков задержки.На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - зависимость погрешности измерения среднего значения случайного процесса от числа И импульсных сигналов в анализируемой выборке из И=32 временных дискретовпри гауссовом распределении шумов (К=1) и различном отношении сигнал/шум (прерывистые кривые - ц = 10, сплошные кривые - ц = 100 для известных (,кривые- Устройства 1и 21, кривые- устройство ),3 ) и предлагае.лого (кривые ) устройств).Устройство измерения среднего значения периодическихслучайных процессов содержит первый, второй и третий блоки 1,2 и 3 задержки, блок 4 памяти, первый и второй ключи 5 и б,блок 7 сло-, жения, блок 8 вычитания, первый и второй весовые блоки 9 и 10, блок 11 сравнения, элемент ИЛИ 12 и синхронизатор 13.Устройство измерения среднего значения периодических случайных процессов работает следующим образом.В момент прихода импульса "Запуск" на вход синхронизатора 13 последний Формирует импульс "Уст.О" импульс "Строб" и тактовые импульсы 1 И И-).Импульс "Уст.О" осуществляет обнуление всех блоков 1-3 задержки. Импульс "Строб" длительностью й временных дискретов через элемент ИЛИ 12 осуществляет принудительное подключение первого ключа 5 к входу устройства, а через третий блок 3 задержки команды управления - принудительное. подключение выхода первого блока 1 задержки входного процесса на М временных дискретов к второмувходу блока 8 вычитания с помощью второго ключа б, При этом в блоке 4 памяти хранится начальное среднее значение входных сигналов на первые,М временных дискретов, вычисленное с помощью блоков 7 и 8 сложения и вычитания.Сдвиг информации и запись результатов в блоках 1-3 задержки осуществляется по командам соответствующих.Ьтн, Алгоритмы вычисления среднео значения случайного процессаможно записать в виде55тактовых импульсов ТИТИ-М, которые следуют с периодом повторения, равным Г (где- длительность временного Мискрета ), имеют фиксированный временный сдвиг относительно импульсов "Запуск" и сдвинуты один относительно другого на время /М.После того, как в блоке 4 памяти будет записано начальное среднее значение входного процесса для всех М . временных дискретов, управление первым и вторым ключами 5 и б производится через элемент ИЛИ признаком блока 11 сравнения, который осуществляет сравнение амплитуды входного процесса с выходным сигналом второго весового блока 10 с коэффициентом пе редачи К, т,е. с величиной, в К раз превышающей среднее значение входного процесса с выхода первого весового блока 9 с коэффициентом пере дачи 1/М, вычисленное для предыдущего временного дискрета. Алгоритм работы блока 11 сравнения описывается выражениемО, если Овх, сКте; .т25т 11, если Ов, ЪКтп; .1 где п - признак блока 11 срав 30нения в 1-м временномдискрете;Овх. - значение амплитуды вход 1ного процесса 1-ого дискрета;е; - вычисленное в 1-м времен 35ном дискрете среднее значение случайного процЬсса;К - коэффициент, определяемыйвидом распределения входного случайного процесса 40(для гауссова случайногопроцесса К=1).Выходной сигнал блока 11 сравнения (признак превышения входными сигналами уровня Кв.) ) управляет через 45 элемент ИЛИ 12 работой первого ключа 5 и через третий блок, 3 задержки команды управления работой второго ключа б. Алгоритмы работы первого и второго ключей 5 и б описываются вы ражениями: значение амплитудысигнала на выходесоответствующего иэ бОключей 5 и 6 для 1-оговременного дискрета,признак схемы сравнения для 1-ого временного дискрета ОвХзначение амплитуды сиг-М наЛа (1-М),-ого временного дискрета на выходе первого блока 1 задержки;Ктп; 14 - среднее значение случайного процесса, вычисленное для (1-М)"ого временного дискрета.Сигналы, прошедшие первый и второй ключи 5 и б, снова используютсядля вычисления среднего значения величин, находящихся в первом блоке 1 задержки, без учета импульсных сигналов и помех, превышающих уровень Ктт:.;.которые заменяются сигналами Кпт;,Формирование среднего значения случайного процесса для каждого 1-оговременного дискрета производитсясложением в блоке 7 сложения сигналов с выхода первого ключа 5 и с выхода блока памяти. Результат суммирования поступает на первый вход блока вычитания, на второй вход которого подается сигнал с выхода второго ключа 6,Полученная разность с выхода блока 8 вычитания переписывается в блок4 памяти, который снова подает еена второй вход блока 7 сложения дляосуществления описанной процедуры вследующем временном дискрете 1+1,Таким образом, величина, хранимая вблоке 4 памяти, эа каждый временнойдискрет увеличивается на величину,поступающую с выхода первого ключа 5,и в то же время уменьшается на величину, поступающую с выхода второгоключа б,Информация с выхода блока 4 памяти представляет собой сумму входныхсигналов, вычисленную в "скользящем"временном окне, где вместо импульсных сигналов и помех, превышающих .уровень Кщ; .1, записываются величины Кт;На выходе первого весового блока9 формируется измеряемое среднее значение М входного случайного процесса, в вычислении которого вместосигналов, превышающих уровень Ютт;,т,.принимают.,участие сигналы-амплитуды Й1 :О ) если т1 ф8- "С:.о.,й) О где 0;, если 01 Ьтл 1 1Ке; , если О;Кт 11008681 Составитель В. Ив Техред С,Мигунова о ктор А. Лежнина Корректор В. Бутяг аз 2331/56 Тираж 708И Государственногоделам изобретенийМосква, Ж, Рауш Покомитета СССР,открытиЯкая наб., д. исное Н 113035 5 лиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектн 0; - значение амплитуды входногосигнала в )-м временном днскрете;в - среднее значение случайногопроцесса, вычисленное за время анализа, равное й временным дискретам, к моментуприхода сигнала 1-ого временного дискрета. Использование предлагаемого устройства (кривыена фиг. 2) обеспечивает существенное увеличение точности измерения среднего значения входного случайного процесса прн воздействии импульсных помех и сигналов по сравнению с известными кривыеина фиг. 2) устройствами при любом отношении сигнал/шум.