Устройство для определения одномерных начальных моментов го порядка случайных процессов

О П И С А Н И Е(1) 47562 Союз Советских Социалистических Республик(32) ПриоритетОпубликовано 30,06.75. Ьюллетень М 24Дата опубликования описания 19,09.75 1) М, Кл. б 06 15/36 осударственный комитет света Министров СССР 53) УДК 681.3(088.8 о делам изобретений н открытий(1) Заявите 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОДНОМЕРНЫАЧАЛЬНЪХ МОМЕНТОВ пг-ГО ПОРЯДКА СЛУЧАЙНЪПРОЦЕССОВ вычислительной ться при измереистик сл чайных лагае- функ- оясняИзобретение относится ктехнике и может использовании статистических характер Упроцессов.Известные устройства измерения начальных моментов случайных процессов, как цифровые, так и аналоговые, включают в себя, как правило, аналоговые нелинейные функциональные преобразователи, что обусловливает их невысокую точность и малый динамический диапазон.Цель изобретения - повышение точности вычисления одномерных начальных моментов т-го порядка случайных величин.Это достигается тем, что предлагаемое уст ройство дополнительно содержит третий счетчик, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходам первого элемента И и второго одновибратора, дешифратор, вход которого соединен с выходом 20 третьего счетчика, блок элементов памяти, первые входы которых соединены с выходами дешифратора, а вторые - с выходом второго одновибратора, блок ключей, первый вход которого подключен к выходу широтно-импульс ного модулятора, а остальные - к выходам. блока элементов памяти соответственно, частотно-импульсный модулятор, входы которого соединены с выходами блока ключей соответственно,.и шестой элемент И, первый и 30 второй входы которого подключены к выходам широтно-импульсного и частотно-импульсного модуляторов соответственно, а выход - к третьему и четвертому входам четвертого и пятого элементов И соответственно.На фиг. 1 приведена блок-схема пред мого устройства; на фиг. 2 - график ции вида Лг = а и" аг = 1, 2 и), и югций принцип действия устройства.Устроиство содержит блок 1 модуляции, широтно-импульсный модулятор 2, элемент И 3, счетчик 4, дешифратор 5, блок элементов памяти 6 - 8, блок ключеи 9 - 12, частотно-импульсный модулятор 13, элементы И 14 и 1 О, счетчикио, элемент И 17, блок 18 выделения знака, элемент И 19, элемент памяти 2 о, элемент И 21, элемент НЕ 22, генератор 23 прямоугольных импульсов, одно- вибратор 24, генератор 25 прямоугольных импульсов, элемент НЕ 26, одновибратор 2, элемент НЕ 28, элемент памяти 29, счетчик 30, переключатель 31.Вход блока 1 модуляции соединен с входом устройства и с входом блока 18 выделения знака. Выход блока 1 модуляции подключен к первому входу широтно-импульсного модулятора 2, второй вход которого соединен с вторыми входами пятого и шестого элементов И 19 и 21 и с выходом первого одновибратора 24. Первые входы пятого и шестого эле55 60 65 ментов И 19 и 21 подключены к выходам-и + блока 18 выделения знака соответственно. Первый и второй входы первого элемента И 3 соединены с выходами широтно-импульсного модулятора 2 и первого генератора 23 прямоугольных импульсов. Выходы пятого и шестого элементов И 19 и 21 соединены соответственно с первым и вторым входами первого элемента памяти 20, Вход первого элемента НЕ 22 соединен с выходом первого элемента памяти 20. Выход второго генератора 25 прямоугольных импульсов подключен к входам первого одновибратора 24, второго элемента НЕ 26 и третьего счетчика 30. Вход второго одновибратора 27 подключен к выходу второго элемента НЕ 26. Первый и второй входы первого счетчика 4 соединены соответственно с выходами первого элемента И 3 и второго одновибратора 27, а выход - с входом дешифратора 5, выходы которого подключены к первым входам блока элементов памяти 6 - 8 соответственно. Вторые входы блока элементов памяти 6 - 8 соединены с вторым входом первого счетчика 4. Первый вход блока ключей 9 - 12 подключен к выходу широтно-импульсного модулятора, остальные - к выходам блока элементов памяти 6 - 8, а выходы - к входам частотно- импульсного модулятора 13. Первый и второй входы второго элемента И 14 соединены с выходами широтно-импульсного 2 и частотно-импульсного 13 модуляторов соответственно, Выход третьего счетчика 30 подключен к входу второго элемента памяти 29, выход которого соединен с входом третьего элемента НЕ 28. Первый, второй и третий входы третьего элемента И 15 подключены к выходам первого элемента НЕ 22, третьего элемента НЕ 28 и второго элемента И 14. Первый, второй, третий и четвертый входы четвертого элемента И 17 подключены к выходам первого элемента памяти 20, переключателя 31, третьего элемента НЕ 28 и второго элемента И 14.Устройство работает в следующей последовательности.На вход блока 1 модуляции поступает случайное напряжение Х(Ц, после чего напряжение подается на широтно-импульсный модулятор 2, который срабатывает в моменты прихода импульсов опроса, поступающих с генератора 25 прямоугольных импульсов через одновибратор 24,На выходе широтно-импульсного модулятора 2 образуются импульсы с длительностью, пропорциональной модулю напряжения Х(1) в момент опроса. Одновибратор 24 срабатывает от переднего фронта прямоугольных импульсов, поступающих с генератора 25.Одновибратор 27 за счет элемента НЕ 26 срабатывает от заднего фронта тех же импульсов.Широтно-модулированные импульсы за счет генератора 23 и элемента И 3 заполняются 5 10 15 20 25 Зо 35 40 45 50 прямоугольными импульсами, после чего по ступают на двоичный счетчик 4.Функциональное преобразование, соответствующее вычислению данного начального момента, аппроксимируется с помощью кусочно- линейной функции с числом точек излома, определяемым требуемой точностью воспроизведения функциональной зависимости (фиг. 2).Используя дешифратор 5 и элементы памяти 6, 7 и 8, фиксируют точки излома на оси абсцисс п и ид, заданной кусочно-линейной функции. На вход частотно-импульсного модулятора 13 через ключи 9 - 12 последовательно поступают напряжения, величины которых пропорциональны углам наклонов кусочно-линейной функции. Импульс, поступающий с выхода широтно- импульсного модулятора 2 на вход элемента И 14, заполняется импульсами с частотно- импульсного модулятора 13.Таким образом, на выходе элемента И 14 образуется число импульсов, равное У = = а и" (где т - порядок начального момента; а - коэффициент пропорциональности).Импульсы с элемента 14 поступают на реверсивный счетчик 16 либо на суммирующий вход через элемент И 15, либо на вычитающий вход через элемент И 17. Все зависит от знака процесса Х в момент опроса и от четности порядка начального момента.В качестве блока 18 выделения знака используется триггер Шмидта с нулевым порогом. От блока 18 в момент опроса через элемент И 19 срабатывает элемент памяти 20, через элемент И 21 производится сброс его. На выходе элемента 20 фиксируется отрицательный знак процесса Х(Ц в момент опроса, а на выходе схемы НЕ - положительный знак.Если степень возведения т нечетная, то импульсы с выхода элемента И 14 поступают на суммирующий, либо на вычитающий входы реверсивного счетчика 16, что зависит от знака Х(Ц в моменты опроса. Импульсы поступают на суммирующий вход реверсивного счетчика, если т четная.После окончания импульса с выхода модулятора 2 с помощью одновибратора 27 происходит установка элементов памяти 6 - 8 и счетчика 4 в нулевое состояние,Через определенное число импульсов опроса, что задается с помощью двоичного счетчика 30, элемента памяти 29 и элемента НЕ 28, происходит запрет входов реверсивного счетчика 16, после чего заканчивается измерение требуемого начального момента.Каждому измеряемому начальному моменту соответствует определенный набор коллекторных сопротивлений в транзисторных ключах 9 - 12.Подавая на вход частотно-импульсного модулятора 13 различные напряжения, осуществляют вычисление начального момента случайной величины нужного порядка.475625 фиг.1 Предмет изобретения Устройство для определения одномерных начальных моментов т-го порядка случайных процессов, содержащее блок модуляции, широтно-импульсный модулятор, первый вход которого осединен с выходом блока модуляции, первый генератор прямоугольных импульсов, первый элемент И, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходам широтно-импульсного модулятора и первого генератора прямоугольных импульсов, блок выделения знака, вход которого соединен с входом блока модуляции, второй и третий элементы И, первые входы которых соединены соответственно с выходами-и + блока выделения знака, первый элемент памяти, первый и второй входы которого подключены к выходам второго и третьего элементов И соответственно, первый элемент НЕ, вход которого соединен с выходом первого элемента памяти, второй генератор прямоугольных импульсов, первый одновибратор, вход которого подключен к выходу второго генератора прямоугольных импульсов, а выход - к вторым входам широтно-импульсного модулятора и второго и третьего элементов И, второй элемент НЕ, вход которого соединен с выходом второго генератора прямоугольных импульсов, второй одновибратор, вход которого подключен к выходу второго элемента НЕ, первый счетчик, вход которого соединен с выходом второго генератора прямоугольных импульсов, второй элемент памяти, вход которого подключен к выходу первого счетчика, третий элемент НЕ, вход которого соединен с выходом второго элемента памяти, переключатель, четвертый элемент И, первый и второй входы которого под ключены к выходам первого и третьего элементов НЕ соответственно, пятый элемент И, первый, второй и третий входы которого подключены к выходам первого элемента памяти, переключателя и третьего элемента 10 НЕ соответственно, второй счетчик, первыйи второй входы которого соединены с выходами четвертого и пятого элементов И соответственно, отл и ч ающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, устрой ство содержит третий счетчик, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходам первого элемента И и второго одновибратора, дешифратор, вход которого соединен с выходом третьего счетчика, блок 20 элементов памяти, первые входы которых соединены с выходами дешифратора, а вторые - с выходом второго одновибратора, блок ключей, первый вход которого подключен к выходу широтно-импульсного модулятора, а ос тальные - к выходам блока элементов памяти соответственно, частотно-импульсный модулятор, входы которого соединены с выходами блока ключей соответственно, и шестой элемент И, первый и второй входы которо- ЗО го подключены к выходам широтно-импульсного и частотно-импульсного модуляторов соответственно, а выход - к третьему и четвертому входам четвертого и пятого элементов И соответственно.35475625 иг,2 Составите рас ехред Т. М ректор Т. Добровольск аказ 2261/6 И ЦНИИПИ Госуд п Мо, Сапунова,Редактор Е. Карауло Юо 1553ственного комитет елам изобретений а, Ж, Раушска Тираж 679Совета Министроткрытийнаб д. 4/5 ПодписноеСР