Устройство центрирования случайных процессов для цифровых статистических анализаторов

О П И С А Н И Е 388266ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ СО 03 СОВетскИЪ СОцивлмстических РеспубликЗависимое от авт. свидетельства- Заявлено 20.Ч.1971 ( 1659171/18-24) М. Кл. 6 061 15/34 с присоединением заявкиПриоритет Государственный комитет Совета Министров СССР па долам изобретений и откоытийАвторы изобретения Н, П. Вашкевич, Г, М, Голованов и В. П. Умнов Пензенский политехнический институтЗаявитель УСТРОЙСТВО ЦЕНТРИРОВАНИЯ СЛУЧАЙНЫХ ПРОЦЕССОВ ДЛЯ ЦИФРОВЫХ СТАТИСТИЧЕСКИХ АНАЛИЗАТОРОВИзобретение относится к области цифровой вычислительной и измерительной техники и может найти применение в системах оперативного статистического анализа стационарных и нестационарных случайных процессов, а также в системах стабилизации и управления процессами,Известно устройство центрирования, содержащее амплитудный дискриминатор, электронную схему узкого диапазона центрирования и вычислитель характеристик, Слежение за текущим значением математического ожидания выполняется за счет усреднения положительных и отрицательных отклонений процесса от оси их измерения на реверсивных последовательно включенных сумматорах ц счетчиках, причем старшие разряды лоследних через дешифратор управляют клапанами, осуществляющими центрирование.Предлагаемое устройство совместно со схемой узкого диапазона центрирования позволяет с высоким быстродействием центрировать случайный процесс в широком диапазоне изменения текущего значения математического ожидания.Это достигается тем, что в устройство введены первый и второй интенсиметры превышений и занижений амплитуд входного сигнала относительно граничных напряжений амплитудного дискриминатора и реверсивный счетчик, соединенный с цифро-аналоговыми преобразователями, подключенными к амплитудному дискриминатору, выходы которого соединены соответственно с первым и вторым 5 интенсиметрами, другие входы которых подключены к выходу цифрового вычислителя и к выходам схемы узкого диапазона центрирования.Источник сигнала подсоединен через схему 10 фиксации амплитуд к амплитудному дискриминатору с поразрядным уравновешиванием, соединенным аналоговым выходом с сумматором, второй вход которого подключен к цифро-аналоговому преобразователю.15 На фиг. 1 показана блок-схема устройствацентрирования, основной вариант.Она содержит амплитудный дискриминатор1 уровней с параллельным сравнением текущего значения процесса с напряжениями 20 уровней, задваемыми с помощью делителя нарезисторах 2 - 4; схему б узкого диапазона центрирования; реверсивный счетчик б широкого диапазона центрирования; цифро-аналоговые преобразователи 7 и 8 для делителя 25 эталонного напряжения дискриминатора; интенсиметры 9 и 10 занижений и превышений отклонений амплитуд по отношению соответственно к младшему и старшему уровням дискриминатора; цифровой вычислитель 11 ха р актеристик.10 15 20 25 30 40 45 50 55 60 65 В первом варианте устройства (фиг. 1) выход а дискриминатора 1 уровней соединен со схемой б узкого диапазона центрирования, совмещающей ось измерения с математическим ожиданием процесса. Положительные и отрицательные выходные сигналы узкого диапазона центрирования, свидетельствующие о выходе текущего значения математического ожидания из узкого диапазона центрирования, подаются по цепям переноса в реверсивный счетчик б широкого диапазона центрирования. Выход счетчика подсоединен к управляющим входам двух цифро-аналоговых преобразователей 7 и 8, выходы которых поданы на входы делителя на резисторах 2 4 эталонного напряжения дискриминатора.Выходы младшей и старшей схем сравнения амплитудного дискриминатора и ТИ (тактовые импульсы признаков измерения, которыми сицхронизируется работа устройства) поданы . на интенсиметры 9 и 10 занижений и превышений отклонений амплитуд сигналов, выполненные ца основе счетчиков и схем сравнения на больше - меньше. По состоянию интенсиметров ко времени спроса делается вывод о вероятности занижений или превышений отклонений сигналов по отношению к младшему или старшему уровню дискриминатора. Выходы интенсиметров подключены соответственно к вычитающему и суммирующему входам реверсивного счетчика б. Определение интенсивности превышений или занижений отклонений осуществляется сигналами, которые через заданноеколичество измерений подаются из цифрового вычислителя 11 цд интенсиметры 9 и 10,На фиг. 2 показана блок-схема устройства центрирования, второй вариант.В нем узлы 1, 7, 8 заменены блоками 12 - 18; а входы - выходы а, б, в, г схемы фиг. 1 соединены с соответствующими входами - выходами схемы фиг, 2. Выход счетчика б широкого диапазона центрирования подключен на вход цифро-аналогового преобразователя 12, Выход преобразователя подан на вхол суммирующего усилителя 13 (в этом случае вычитающий усилитель 14 отсутствует) илц на вход вычитающего усилителя 14 (в этом случае суммирующий усилитель 13 отсутствует). Выход усилителя 14 подключен к входу схемы 15 фиксации амплитуд импульсов, а выход схемы фиксации - к нуль-органу 17 дискриминатора 1 б с поразрядным уравновешиванием, выход которого связан с выходом цифро-аналогового преобразователя 18. Выход преобразователя, подан на вход суммирующего усилителя 13, выход усилителя подключен и входу нуль-органа. Сущность слежения за величиной математического,ожидания заключается в следующем.Если при контроле случайного процесса те. кущее значение математического ожидания вышло из пределов узкого диапазона, то центрирование проводится: для первого варианта устройства - смещением выходных эталонных напряжений преобразователей 7, 8 на величину узкого диапазона центрирования таким образом, чтобы узкий диапазон центрирования совместился с положением математического ожидания процесса и сложение опять велось бы схемой узкогодиапазона центрирования; во втором варианте - выработкой эталонного напряжения, преобразователя 12 со смещением ца величину узкого диапазона центрировация, которое, суммируясь на усилителе 13 с уравновешиваемым напрякением преобразователя 18, вычитается из входного сигнала на нуль-органе 17 (или напряжение преобразователя 12 вычитается из,входного сигнала сразу же на усилителе 14).При резком увеличении количества выбросов амплитуд сигналов за пределы диапазона квантования слежение проводится по интенсивности превышений или занижений отклонений амплитуд по отношению соответствецно к старшему или младшему уровню дискриминатора,Устройство работает следующим образом.Исследуемый сигнал в первом варианте (фиг. 1) подается на вход амплитудного дискриминатора. Допустим, в данный момент времени содержимое реверсивного счетчика 6 равно некоторой величине. Эта величина на преобразователях 7 и 8 преобразуется в величины эталонных напряжений, подаваемых ца делитель дискриминатора.Если амплитуды основной части распределения функции оказались выше старшего уровня дискриминатора, то интенсиметр превышений вырабатывает сигнал переполнения, который поступает на суммирующий вход реверсивного счетчика б, увеличивая его содержимое на единицу, После этого происходит смещение выходных напряжений преобразователей на величину напряжения, соответствующего узкому диапазону центрирования,Этот процесс продолжается до тех пор, пока область вероятных отклонений амплитуд- случайного сигнала не окажется между младшим и старшим квантом дискриминатора. Интенсивность поступления сигиалов переполнения уменьшается, и сигналы, поступающие через заданное количество измерений из цифрового вычислителя, сбрасывают счетчик схемы выявления интенсивности превышений до момента его заполнеция.Процесс центрирования продолкает схема узкого диапазона центрирования. Если текущее значение математического ожидания вышло из узкого диапазона центрирования, но распределение отклонений амплитуд случайной функции осталось между младшим и старшим квантом дискриминатора, то увеличение веса положительных (отрицательных) отклонений приводит к переполнению реверсивного счетчика узкого диапазона центрирования и соответственно положительный (отрллцательный) перенос его старшего разряда увеличи вает (уменьшает) на единицу содержимое реверсивного счетчика широкого диапазона центрирования.Аналогично работает схема выявления интенсивности занижений отклонений по отношению к младшему уровню дискриминатора.Во втором варианте случайный сигнал подается на дискриминатор 1 б с поразрядным уравновешиванием через схему 15 фиксации амплитуд импульсов 15. Смещение уровней широкого диапазона центрирования проводится преобразователем 12 с помощью суммирующего 13 или вычитающего 14 усилителей, В остальном работа схемы подобна работе схемы первого варианта.Таким образом, устройство работает так, чтобы всегда основная часть или,все распределение процесса оказывалось бы внутри квантов дискриминатора, где работает схема узкого диапазона центрирования.Предполагается, что оптимальная величина кванта выбрана до начала центрирования и так, чтобы основная часть текущего по времени распределения процесса укладывалась бы внутри диапазона квантования дискриминатора.Предмет изобретения5 Устройство центрирования случайных процессов для цифровых статистических анализаторов, содержащее схему узкого диапазона центрирования, соединенную с входным амплитудным дискриминатором и с цифровым 10 вычислителем характеристик, и два цифроаналоговых преобразователя, отличающееся тем, что, с целью увеличения диапазона центрирования, оно содержит первый и второй интенсиметры превышений и занижений ампли туд входного сигнала относительно граничныхнапряжений амплитудного, дискриминатора и реверсивный счетчик, соединенный с цифроаналоговыми преобразователями, подключенными к амплитудному дискриминатору, выхо ды которого соединены соответственно с первым и вторым интенсиметрамп, другие входы которых подключены к выходу цифрового вычислителя и к выходам схемы узкого диапазона центрирования,388266 Составитель В. Жовинскийактор И. Грузова Техред А, Камышиикова Корректор О. Усова Заказ 50707ЦНИИП ПодписноеСССР пография, пр, Сапунова Изд, М 1741Государственного но делам изо Москва, Ж,омитетаетенпйаушская Тираж 647овета Министрооткрытийаб., д. 45