Устройство для определения среднего значения

Изобретение относится к специализированным средствам вычислительнойтехники, предназначено для анализанестационарных случайных сигналов иявляется усовершенствованием устройствпо авт.св.9 1140134,Цель изобретения - расширениефункциональных возможностей за счетоценки распределения вероятностейстепени аппроксимирующего полинома.На чертеже представлена блок-схема устройства.Устройство содержит первый инте"гратор 1, первый элемент 2 задержки, 15первый вычитатель 3, второй интегратор 4, второй элемент 5 задержки,первый сумматор 6 третий элемент 7задержки, второй вычитатель 8, третийинтегратор 9, четвертый элемент 1 О 20задержки и второй сумматор 11.Выход первого элемента 2 задержкисоединен с входом третьего элемента7 задержки, а выход первого интегратора 1 подключен к входу второго элемента 5 задержки, выход которого соединен с первым входом первого сумматора 6, выход первого вычитателя 3подключен к входу второго интегратора 4, выход которого соединен с вторым входом первого сумматора 6, первый выход которого подсоединен вовтором каскаде к четвертому элементу10 задержки и одновременно к первомувходу второго вычитателя 8, К второму входу вычитателя 8 подсоединенвыход третьего элемента. 7 задержки.Выход вычитателя 8 подсоединен-квходу третьего интегратора 9, выходкоторого подсоединен к входу второгосумматора 11, другой вход которогоподключен к выходу элемента 10 задержки. Выход 1-го сумматора 12 подключенк входу 1-го элемента задержки изчисла (а) дополнительно введенных.Выход 1-го элемента 13 задержка соединен с первым входом 1-го вычитателя 14, вторые входы вычитателей объединены и подключены к выходу в-госумматора 15. Выход 1"уо вычитателя14 соединен с входом -го порого- "вого элемента 16(с памятью). Выходпоследнего является выходом для определения (2 1"1)-й степени полинома,описывающего функцию математическогоожидания.Вход устройства соединен с входомблока 17 определения дисперсии иразмыкающим контактом сдвоенного переключателя 18, подвижный контакт которого подключен к первому интегратору 1, Второй замыкающий его контактсоединен с выходом ключа 19, информационный вход которого соединен свыходом двухвходового сумматора 20,Первый вход последнего подключен квыходу генератора 21 шума. Второйвход сумматора 20 соединен с первымвыходом управляемого генератора 22,второй выход которого соединен сподвижным контактом переключателя 18.Второй замыкающий контакт последнегосоединен с объединенными входамисброса ячеек памяти 1"х пороговыхэлементов основного устройства, где" 1=1 2, , п 1"1 .и входом и-госчетчика 23, выход которого подсоединен к дешифратору 24, выходом подсоединенным к входу триггера 25, выход последнего соединен с управляющим входом ключа 19. Выходы 1"гопорогового элемента 16-х-соединеныс входом 1-го счетчика 26-1.Сбрасывающие входы счетчиков 26-1 и 23, атакже триггера 25 объединены с входом "Сброс". Выходы счетчиков 26-1,26-1, , 26-(в) являютсявыходами устройства.Устройство работает следующим образом.Вначале производят сброс счетчиков 23, 26-1, , 26-(п) и триггера 25 в нулевое состояние подачейсигнала по входу "Сброс". Переключатель 18 устанавливают в положение,подключающее вход устройства к входу первого интегратора 1, В интервале анализа, когда реализация случай"ного нестационарного сигнала поступает на вход первого интегратора 1,производят определение его дисперсиис помощью блока 17. В основном устройстве, включающем блоки 1,2,,16,проводят оценку степениполинома, описывающего изменение среднегозначения случайного сигнала, чтопроисходит следующим образом,Случайный нестационарный сигнал(СНС) с неизвестным математическиможиданием (средним значением) одновременно поступает на интегратор 1 иэлемент 2 задержки. Первый сглаженный сигнал поступает далее на вычитатель 3, на второй вход которого поступает задержанный на половину интервала сглаживания СНС. В вычитателе 3 осуществляют первое центрирова55 ние сигнала, т,е, из случайного сигнала вычитают его сглаженное значение, полученное на выходе интегратора 1, Далее первый центрированный сигнал сглаживают в интеграторе 4 и подают на сумматор 6, на другой вход которого подают задержанный элементом 5 задержки сигнал с выхода интегратора 0В результате на выходе сумматора 6 получают оценку материматического ожидания случайного сигнала на выходе первого каскада. Эту оценку подают на второй каскад на вычитатель 8, на 15 второй вход которого поступает случайный сигнал, задержанный элементом 7 задержки еще на половину интервала сглаживания, В вычитателе 8 вычитают из случайного сигнала его оценку ма тематического ожидания, полученную с выхода сумматора 6, Затем второй центрированный сигнал сглаживают в интеграторе 9 и подают на один из входов сумматора 11, на другой вход 25 которого подают задержанный элементом 10 задержки сигнал с выхода сумматора 6, В результате на выходе сумматора 11 второго каскада получают еще одну оценку математического ожидания случайного сигнала. Устройство снабжено подобными каскадами в количестве ш, необходимом для сведения ошибки смещения к нулю.На выходе сумматора 12 1-го каска 35 да получают 1-ю оценку математического ожидания, а на выходе сумматора 15 в-го каскада ш-ю оценку математического ожидания случайного сигнала,Для определения характера функции 40 описывающей изменение математического ожидания случайного сигнала, из 1-й оценки математического ожидания, задержанной в элементе 13 задержки, в вычитателе 14 вычитают щ-ю оценку математического ожидания случайного сигнала. Разность оценок с выхода последнего подают на вход 1-го порогового элемента 16 (с памятью). Если на интервале анализа разность оценок50 не превышает заданного порогового уровня, не происходит срабатывание ячейки памяти порогового элемента 16. Это означает, что степень полиида, описывающего изменение математического ожидания случайного сигнала, меньше величины (21 - 1).Если на интервале анализа разность 1"и ш-й оценок превышает заданный пороговый уровень, происходитсрабатывание ячейки памяти порогового элемента 16, Это означает, чтостепень полинома, описывающего изменение математического ожидания случайного сигнала, больше или равна ве.личине (2 х),Предположим, что степени полинома,описывающего изменение среднего значения СНС, могут быть только четными. Пусть при этом на интервале анализа происходит срабатывание 1-гопорогового элемента 16,чтои зафиксируется в его ячейки памяти, и йе сработает (1+1)-я и последующие ячейкипамяти. Это означает, что степень.полинома Р, описывающего изменениесреднего значения СНС, удовлетворяетнеравенству 2.-АР 21 + 1, илиучитывая, что степень полинома можетбыть только четной, получают Р=21,Устанавливают на первом выходеуправляемого генератора 22 сигнал такой формы, чтобы он описывался полиномом, степень которого Р = 21. Навыходе генератора 21 шума устанавливают сигнал, дисперсия которого навыходе переключателя 18 равна измеренной дисперсии на интервале анализа СНС,Далее вновь производят сброс всехсчетчиков 23, 26-1. . ., 26-(ш) итриггера 25 в нулевое состояние,иустанавливают переключатель 18 вовторое положение, когда к интегратору 1 подключен выход ключа 19, а второй выход управляемого генератора 22подключен к входу счетчика 23.Импульсы на втором выходе генератора 22 появляются в начале каждоготакта генерации сигнала на первомвыходе генератора 22. Причем эти импульсы в каждом такте сбрасываютячейки памяти пороговых элементов16-1 в нулевое состояние. Общее число импульсов подсчитывается счетчиком 23, Дешифратор 24 определяет число тактов, кратное десяти плюс один,например (100+1), (1000+1) и т,д.В момент появления в счетчике 23 одного из укаэанных чисел на выходе дешифратора 24 появляется перепад напряжения, который вызывает срабатывание триггера 25. В результате навыходе последнего появляется управляющее напряжение, которое закрываетключ 19. Тогда смесь сигнала, описываемого полиномом 2-й степени, ипомехи с выхода сумматора 20 перестают поступать на вход интегратора 1основного устройства В каждом счетчике 26-1 26-1, , 26-(ш)при этом фиксируется число срабатьгваний соответствующего пороговогоэлемента основного устройства. Каждое указанное число, отнесенное кобщему числу тактов, определяемому 10дешифратором 24, дает оценку вероятности степени полинома, описывающегоизменение среднего значения СНС,Совокупность всех чисел, зафиксированных.в счетчиках 26-1 и отнесенныхк общему числу тактов, дает оценкураспределения вероятностей степениуказанного полинома,После переключения в первое положение переключателя 18 и сброса счетчиков 23, 26 т 1, , 26-(щ) и триггера 25 в нулевое состояние, можновновь производить измерения степениполинома, описывающего изменение сред"него значения СНС. Оценка распределения вероятностей степени полииома,описывающего среднее значение СНС,может быть использована для уточнеУ Ъния,(корректировки) степени полинома, а также для классификации СНС. 30Ф о р м у л а и з о б р е,т е н и яУстройство для определения среднего значения по авт.св. 9 1140134,35 о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет оценки распределения вероятностей степени аппроксимирующего полинома, в него введены блок определения дисперсии, управляемый генератор, генератор шума, двухвходовый сумматор, ключ, сдвоенный переключатель в счетчиков, дешифратор, триггер, при этом вход блока определения дисперсии объединен с размыкающим контактом сдвоенного переключателя и является информационным входом устройства, первый подвижный контакт сдвоенного переключателя соединен с входом первого интегратора, первый замыкающий контакт сдвоенного переключателя подключен к выходу ключа, информационный вход которого соединен с выходом двухвхадового сумматора, первый вход которого соединен с выходом генератора шума, второй вход двухвходового сумматора подключен к первому выходу управляемого генератора, второй выход которого соединен с вторым подвижным контактом сдвоенного переключателя, второй замыкающий контакт которого соединен с объединенными входами установки в пО" ячеек памяти 1-х пороговых элементов (1=1,2а) и входом в-го счетчика, выход которого подключен к входу дешифратора, выход которого соединен с входом установки в "О" триггера, выход которого соединен с управляющим входом ключа, выход 1"го порогового элемента соединен со счетным входом 1-го счетчика, входы установки в "О" ш счетчиков и вход установки в "1 триггера объединены и являются входами установки в "О" устройства.1383410 витель Л.Григорьян-Чтенд М.Дидйс Сос Тех ГирнякЭ и рек одписн ого комитета СССний и открытийаушская наб., д 13 4/5 венно-полиграфическое предприят оиэв едактор Н,Р аказ 1298/ Тираж 704 ИИПИ Государстве по делам иэобре 5, Москва, Ж, Ужгород, ул.Проектная,