Устройство для определения одномерных начальных моментов к го порядка случайного сигнала

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧВжИХРЕСПУБЛИН 1511 С 06 Р 15/36 ДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ ИОАН ЗОБРЕТЕНИЯТЕЛЬСТВУ(54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕ"НИЯ ОДНОМЕРНЫХ НАЧАЛЬНЫХ МОМЕНТОВК-ГО ПОРЯДКА СЛУЧАЙНОГО СИГНАЛА, содержащее элементы И, счетчики, блокопределения среднего и аналого-цифровой преобразователь, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что, с цельюрасширения функциональных возможностей за счет определения центральногомомента второго порядка, в неговведены реверсивные счетчики, дешифратор, триггеры, ключ, блок индикации, источник постоянного напряжения,цифро-аналбговый преобразователь,элементы ИЛИ, элементы НЕ, переключатели, а аналого-циФровой преобразователь состоит из источника постоянного напряжения, блока модуля, ключа, интегратора, компаратора, элемента И и генератора импульсов, выход которого соединен с первым входом элемента И аналого-цифровогопреобразователя, выход которого подключен к первым входам первого ивторого элементов И и блока определения среднего, выход которого соединен с первым входом дешифратораи через .цифро-аналоговый преобразователь подключен к первому входу ключа, выход которого через блок модуАВТОРСКОМУ СВИД.зо 1 дм 464 А ля соединен с вторым входом блока определения среднего и с первыми входами третьего элемента И и ключа аналого-цифрового преобразователя, выход которого через последовательно соединенные интегратор и компаратор подключен к второму входу элемента И аналого-цифрового преобразователя, к первым входам четвертого и пятого элементов И и к входу элемента НЕ, выход которого соединен с первыми входами шестого и седьмого элементов И и с к -входом первого триггера, нулевой выход которого подключен к вторым входам четвертого и пятого элементов И, выход которого соединен с ,.Р вторым входом ключа, третий вход которого является информационным входом устройства, единичный выход первого триггера соединен с третьим входом блока определения среднего,й с первыми входами первого элемента ИЛИ и восьмого элемента И и с входом счетчика, выходы которого подключенык входам первого переключателя, выход которого соединен с Р -входом второго триггера, с вторым входом восьмого элемента И и с входом второго счетчика, выход предпоследнего разряда которого подключен к третьемувходу пятого элемента И к второму входу седьмого элемента И, выход которого соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, выход которого подключен к 3 -входу третьего тригге ра, единичный выход которого соединен с первь 1 м входом блока индикации и с Вторым входом первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к второму входу ключа аналого-цифрового преобразователя, третий вход ко1108464 торого соединен с выходом источника постоянного напряжения, выход старшего разряда второго счетчика подключен к первому входу девятого элемента И и к второму входу шестого элемента И, выход которого соединен С вторым входом второго элемента ИЛИ, выход первого разряда первого счетчика подключен к четвертому входу блока определения среднего и к-входу второго триггера, единичный выход которого соединен с третьим входом четвертого элемента И, выход которогоподключен к первому входу первого реверсивного счетчика, выход которого соединен с Ь -входом первого триггера, выходы первого . счетчика подключены к входам третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом третьего элемента И, выход которого подключен к первому входу четвертого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом второго реверсивного счетчика, выход которого подключен к вто 4 рому входу дешифратора, выход которого соединен с вторым входом бло 1Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для контроля и анализа случайных сигналов с узкополосным спектром.Известно устройство для определения начальных моментов случайного процесса, содержащее аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 113.Однако такое устройство отличается сложностью. 10Наиболее близким к предлагаемому является устройство для определения одномерных начальных моментов К-го порядка случайного сигнала, содержащее аналого-цифровой преобразователь, (К 1) канал оценки .начальных моментов, блок формирования среднего значения 123.Однако данное устройство достаточно сложно. 20Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет определения центрального момента второго порядка. ка индикации, выходы восьмого элемента И подключены соответственно к третьему входу третьего элемента И, к вторым входам первого, девятого и ,второго элементов И, выход которого соединен с вторым входом первого реверсивного счетчика, подвижный контакт второго переключателя подключен к источнику постоянного напряжения, замыкающий контакт второго переключателя соединен с третьими входами шестого и девятого элементов И, размыкающий контакт второго пере- ключателя подключен к третьему входу седьмого элемента И, Й -вход третьего триггера является входом "Пуск" устройства.2, Устройство по п, 1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что блок определения среднего содержит элемент И и реверсивный счетчик, выход кото,рого является выходом блока первымУтретьим и четвертым входами которого являются входы элемента И, выход которого соединен с первым входом реверсивного счетчика, второй вход которого является вторым входом блока. 2Указанная цель достигается тем, что в устройство для определения одномерных начальных моментов к-го порядка случайного сигнала, содержащее элементы И, счетчики, блок определения среднего и аналого-цифровой преобразователь, введены реверсивные счетчики, дешифратор, триггеры, ключ, блок индикации, источник постоянного напряжения, цифро-аналоговый преобразователь, элементы ИЛИ, элемент НЕ, переключатели, а аналого-цифровой преобразователь состоит из источника постоянного напряжения, блока модуля, ключа, интегра" тора, компаратора, элемента И и генератора импульсов, выход которого соединен с первым входом элемента И аналого-цифрового преобразователя, выход которого подключен к первым входам первого и второго элементов И и блока определения среднего, выход которого соединен с первым входом дешифратора и через цифро8464 3 11 Оаналоговый преобразователь подключен к первому входу ключа, выходкоторого через блок модуля соединен с вторым входом блока определения среднего и с первыми входамитретьего элемента И и ключа аналого-цифрового преобразователя, выходкоторого через последовательно соединенные интегратор и компараторподключен к второму входу элемента 10И аналого-цифрового преобразователя,к первым входам четвертого и пятогоэлементов И и к входу элемента НЕ,выход которого соединен с первымивходами шестого и седьмого элементовИ с К в .входом первого триггера,нулевой выход которого подключенк вторым входам четвертого и пятогоэлементов И, выход которого соединенс вторым входом ключа, третий входкоторого является информационнымвходом устройства, единичный выходпервого триггера соединен с третьимвходом блока определения среднего,с первыми входами первого элемента 25ИЛИ и восьмого элемента И и с входомсчетчика, выходы которого подключенык входам первого переключателя, выход которого соединен с-входом .второго триггера, с в 1 орьм входом . ЗОвосьмого элемента И и с входом второго счетчика, выход предпоследнегоразряда которого подключен к третьему входу пятого элемента И и к второму входу седьмого элемента И, выходкоторого соединен с вторым входомпервого элемента ИЛИ, выход которого подключен к Ь -входу третьеготриггера, единичный выход которогосоединен с первым входом блока ин-. 40дикации и с вторым входом первогоэлемента ИЛИ, вьжод которого подклю".чен к второму входу ключа аналогоцифрового преобразователя, третийвход которого соединен с выходом 45источника постоянного напряжения,вьжод старшего разряда второго счетчика подключен к первому входу девятого элемента И и к второму входушестого элемента И, выход которого 50соединен с вторым входом второгоэлемента ИЛИ, выход первого разряда первого счетчика подключен к чет. - ,вертому входу блока определениясреднего и к .5 -входу второго триггера, единичный выход которого соединен с третьим входом четвертого элемента И, выход которого подключен к первому входу первого реверсивного счетчика, выход которого соединен с 5-входом первого триггера, выходы первого счетчика подключены к входам третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом третьего элемента И, выход которого подключен к первому входу четвертого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом второго реверсивного счетчика, выход которого подключен к второму входу дешифратора, выход которого соединен с вторым входом блока индикации, выходы восьмого элемента И подключены соответственно к третьему входу третьего элемента И, к вторьм входам первого,. девятого и второго элементов И, выход которого соединен с вторым входом первого реверсивного счетчика, подвижный контакт второго переключателя подключен к источни,ку постоянного напряжения, замыкающий контакт, второго переключателя соединен с третьими входами шестого и девятого элементов И, размыкающий контакт второго переключателя подключен к третьему входу седьмого элемента И,-вход третьего триггера является входом "Пуск" устройства.Блок определения среднего содержит элемент И и реверсивный счетчик, выход которого является выходом блока, первым, третьим и четвертым входами которого являются входы элемента И, вьжод которого соединен с первь 1 м входом реверсивного счетчика, второй вход которого является вторым входом блока.На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2 и 3 - временные диаграммы, поясняющие его работу (на фиг. 3 поясняется работа устройства при определении дисперсии случайного сигнала). Устройство состоит из интегрирующего АЦП 1, блока 2 определения среднего (блока определения математичес" кого ожидания), реверсивного счетчика 3 управления, реверсивного счетчика 4 результата, десятичного счет чика 5 порядка момента, (й+1)-разрядного счетчика 6 выборки, триггеров 7-9, элементов И 10 - 18, элементов ИЛИ 19 - 22, элемента НЕ 23,цифро-аналогового преобразователямЬ 4 Иейд;К -го начального момента случайного процесса.Гх(61=МУ:ря,Для получения оценки, дисперсии случайного сигнала хф необходимо переключатель 27 перевести в верхнее положение, а переключатель 28 - в положение 2 р. 30 35 9 10847 х лог.1 третьего разряда счетчика5 порядка).Счетчик 6 выборки подсчитываеткаждый третий частный цикл. Когдана его И- М разряде, появится лог, 1 5и придет с с выхода, элемента НЕ 23инверсный выходной сигнал компаратора 33, на выходе элемента И 13 появит ся лог,1, которая установит триггер9 в единичное состояние; процессопределения момента третьего порядка закончится. Лог. 1 на выходе триг -гера 9 разрешает устройству 26 печатьи индикацию результатов, записанныхв счетчиках 4 и 37 и дешифрированныхдешифратором 25.Порядок определяемого момента определяется положением переключателя28. Так как число й 2 щ , где п 1- заданное число, определено разрядностью счетчика. 6 выборки,то,считывая результат в счетчиках 37 и 4 С(Ястарших разрядов ( .3, - разрядность счетчиков), получим значениясоответственно математического ожидания случайного процесса Х ф 1 О64Процесс вычисления происходит такФкак описано выше,Однако с появлением на й-М разря,де счетчика выборки лог. 1 процессне остановится, так как на первомвходе элемента И 13 будет нулевойпотенциал.Устройство осуществляет такимже образом, как описано выше, последовательно линейное преобразованиеО,1 П , пропорциональное величинеМ 1 Х 1затем квадратичное преобразование ЬЯХЯ, перед которым счет"чик 4 результата переводится в режимвычитания потенциалом лог.1 с выходаэлемента ИЛИ 19.В результате в счетчике 4 резуль"тата после квадратичного преобразования величины И(Л код МКЯ вычитается из кода Х-)1, хранящегося в счетчике после циклов. Такимобразом, в последнем частном цикле(Я+1 цикла измерения в счетчике результата будет записан код дисперсии,Использование интегрирующего АЦПв предлагаемом устройстве выгодно от.личает его от аналогов, так как интегрирующий АЦП может работать как функциональный преобразователь. Кро- .ме того, в предлагаемом устройстве вычисления математического ожидания и дисперсии случайного процесса происходит почти параллельно, используются для их вычисления одни и те же вйборки, что позволяет повысить надежность оценки моментных функцийслучайных сигналов, в том числе инестационарных.,2 ФиЭСоставитель Л. Григорьян-ЧтенцРедактор И. Петрова Техред И.Тепер Корректор кмар по д3035,Тираж 699 Государственного комитета лам изобретений и открытий осква, Ж, Раушская наб.