Устройство для вычисления нормированных статистических моментов случайных процессов

/ С ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ АВТОРСКОМУ ЕТЕЛЬСТ свидетельство ССС6 С 7/52, 1979.видетельство СССР6 С 7/52, 1981 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ НОРМИРОВАННЫХ. СТАТИСТИЧЕСКИХ11011 ЕНТОВ СЛУЧАЙН ПРОЦЕССОВ, содержащее центрирующий фильтр, выходкоторого подключен к первому входу блока умножения, выход которого соединен с входом квадратора ипервым входом блока определениямоментов, второй вход которого объединен с входом блока усреднения иподключен к выходу квадратора, выходблока усреднения соединен с первыминформационным входом коммутатора,второй информационный вход которого является входом опорного напряжения, управляющий вход коммутатора объединен с вторьм входом блокаумножения и подключен к выходу интегратора, вход центрирующего фильтра является входом анализируемогопроцесса устройства, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения динамического диапазона нормируемого случайного процесса, оно содержит блок переключения постоянной времени интегрирования, при этом выход коммутатора подключен к первому входу блока переключения постоянной времени интегрирования, второй вход которого соединен с выходом блока усреднения, вход интегратора подключен к выходу блока пе" реключения постоянной времени интег" рирования, третий вход которого соедчнен с входом опорного напряжения.2. Устройство по п. 1, о т л и.- ,ч а ю щ е е с я тем, что блок переключения постоянной времени интегрирования содержит (1 - 1) ключей, (21 - 1) токозадающих резисторов и (- 1) элементов сравнения, при , Се этом 1 токозадающих резисторов соединены последовательно, ( 1 - 1) из которых подключены параллельно (1-1)1 ключам, управляющие входы которых соединены соответственно с выходами элементов сравнения, первый вывод первого токозадающего резистора яв ляется первым входом блока, второй вывод к -го токозадающего резистора является выходом блока, первые входы элементов сравнения объединены и являются вторым вхо-. дом блока, вторые входы элементов сравнения через соответствующиетокозадающие резисторы подключены к третьему входу блока.112036Изобретение относится к вычисли- тельной технике и может быть использовано при исследовании и классификации случайных процессов, в том числе нестационарных. 5Известно устройство для вычисления нормированных статистических моментов, содержащее центрирующий фильтр, выход которого подключен к первому входу первого блока умнсже ния, выходом соединенного с первым входом блока определения моментов и входом квадратора; Выход квадратора подключен к первому входу сумматора, второй вход которого соединен с источником опорного напряжения. Выход интегратора соединен с вторым входом первого блока умпожения и первым входом второго блока умножения, выход которого подклю чен к входу интегратора. Выход сум. - . матора подключен к входу нелинейного функционального преобразователя, выход которого соединен с вторым входом второго блока умножения 25 и входом блока усреднения, выход которого через пороговый блок подключен к третьему входу сумматора 1.Однако в устройстве имеют место существенные искажения сигнала при его выделении из нестационарногошума .Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности и достигаемому результату является устройство35для вьгьисления нормированных статистических моментов случайных процессов, содержащее центрирующий фильтр,выход которого подключен к первомувходу блока умножения, выход которого через последовательно соединенные квадратор, блок усреднения икоммутатор соединен с входом блока деления, выход которого подключен к входу интегратора, выход ин 45тегратора соединен с вторым входомблока умножения, выход которого подключен к первому входу блока определения моментов 121,Недостатком известного устройст 50ва является узкий динамический диапазон нормируемого случайного процесса,Цель изобретения " расширение динамического диапазона нормируемого случайного процесса,Поставленная цель достигается тем, что устройство для вычисления нормированных статистических моментов случайных процессов, содержащее центрирующий фильтр, выход которого подключен к первому входу блока умножения, выход которого соединен с входом квадратора и первым входом блока определения моментов второй вход которого объединен с входом блока усреднения и подключен к выходу квадратора, выход блока усреднения соединен с первым информационным входом коммутатора, второй информационный вход которого является входом опорного напряжения, управлпощий вход коммутатора объединен с вторым входом блока умножения и подключенк выходу интегратора, вход центрирующегс фильтра является входоманализируемого процесса устройства,содержит дополнительно блок переключения постсяннсй воемени интегрирования, при этом выхсц коммутатора подключен к первому входу бло -ка переключения постоянной времени интегрирования, второй вход которого соединен с выходом блокаусреднения, вход интегратора подключен к выходу блока переключенияпостоянной времени интегрирования,третий вход которого соединен свходом опорного напряжения,Кроме того, блок переключенияпостоянной времени интегрированиясодержит (- 1) ключей, (2 1 - 1)токсзадающих резисторов и (1; - 1)элементов сравнения, при этомрезисторов соединены псслсдсватель -но, ( 1 - 1) из которых псцключеныпараллельно ( 1 - 1) ключам, управляющие входы которых соединены соответственно с выходами элементов сравкения, первый вывод первого токо- задающего резистора является первым входом блока, второй вывод -го токозадающего резистора является выходом блока, первые входы элементов сравнения объединены и являются вторым входом блока, вторые входы элементов сравнения через соот. ветствующие токозадающие резисторы подключены к третьему входу блока. На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - блок-схема блока переключения постоянной времени интегрирования.Устройство содержит центрирующий фильтр 1, блок 2. определения мо1120367 3ментов, интегратор 3, блок 4 умножения, квадратор 5, блок 6 усреднения, коммтатор 7, блок 8 переключения постоянной времени интегрирования,ра 12 и определяет порог срабатывания для каждого из элементов 11 сравнения. Элементы 11 сравнения, длякотовых сигнал 2 2 ;, срабатывают.Блок 8 переключения постояннойвремени интегрирования содержиттокозадающих резисторов 9, ( 1 - 1)ключей 10 (- 1) элементов 11 срав.910нения и токозадающих резисторов 12.Устройство работает следующимобразом. Сигнал, поступающий на вход уст 15 ройства, пропускается через центрирующий фильтр, обеспечивающий центрирование случайного процесса, и перемножается в блоке 4 умножения с нормирующим коэффициентом усиле 20 ния, вырабатываемым на выходе интегратора 3. Нормированный сигнал и его квадрированцое значение, получаемое на выходе квадратора 5, поступают в блок 2 определения момен 25 тов, где вычисляются необходимые статистические моменты случайного процесса. Одновременно с этим сигнал с выхода квадратора 5 усредняется в блоке 6. Полученный сигнал 2 поступает на первый вход коммутатора 7, на второй вход которого поступает сигнал Ео от источника опорного напряжения. Эти сигналы сравниваются по величине в схеме сравнения коммутатора 7, на выходе кото- З 5 рой формируется низкий или высокий потенциал в зависимости от того, ка. кой из сравниваемых сигналов больше. Этот сигнал обеспечивает управление коммутационным элементом ком О мутатора 7 так,что ца его выход приходит прямой сигнал с выхода интегратора 3, когда 2Е , и ицверс.оф ный сигнал, образованный после инвертирования в инверторе коммута тора 7, если 2 3 Е . С выхода коммутатора 7 сигнал поступает на первый вход блока 8 переключения постоянной времени интегрирования, в то время как на второй и третий входы 50 блока 8 поступают соответственно сигнал Е с выхода блока 6 усреднения и сигнал 2 от источника опорного напряжения . В элементах 11 сравнения блока 8 производится срав нение величины сигнала 2 с частью опорного напряжения 2 величина3которой зависит от номинала резистоПоявляющиеся на их выходах сигналы переключают (размыкают) нормально замкнутые ключи 10, которые до срабатывания элемецта сравнения шунтируют соответствующие резисторы 9. При этом общая величина сопротивления между первым входом и выходом блока 8, определяющая величину постоянной времени интегрирования, тем выше, чем больше срабатывает элементов 11 сравнения, т.е, чем больше дисперсия сигнала Е и наоборот. Закон изменения постоянной времени интегрирования в зависимости от изменения интенсивности сигнала 2, определяющий вид переходного процесса дисперсии сигнала на выходе устройства, зависит от выбора пороговых опорных напряжений 2(номиналов резисторов 12) и номиналов резисторов 9. Для обеспечения линейного переходного процесса значения напряжений 2 ио резисторов 9 необходимо задавать так, стобы при любом текущем значецп дисперсии сигнала Е текущее суммарное сопротивление резисторов 9 определялось величинойгде К - значение 1 -го некоммутируемого резистора 9;ш - дискретность изменения постоянной,времени интегрирования,Е - целая часть.Таким образом, проходя через блок 8, сигнал с выхода интегратора 3 интегрируется с постоянной времени, величина которой автоматцчески устанавливается в соответствии с текущей интенсивностью сигнала на выходе устройства, обеспечивая необходимую динамику переходного процесса нормирующего коэффициента усиления.Техническое преимущество изобретения достигается за счет обеспечения автоматического изменения постоянной времени инТегрирования в зависимости от величины текущейдисперсии сигнала на выходе устройства, определяемой путем сравнения с порогами, значения которых устанавливаются так, чтобы обеспечивалась необходимая динамика переходного процесса11203 б 7 г.2 Заказ 7745/38 Тираж 698 ВНИИПИ Государственного комитета СС по делам иэобретений и открытий 113035 Москва, Ж, Раушская наб., Подписи 4/5 иал ППП ."Патент", г. Ужгород, ул. Проект Составитель Л, Григорьян-ЧтенцРедактор О. Юрковецкая Техред С.Легеэа Корректор С. Черни