SU957219A1 - Устройство дл определени среднеквадратического отклонени случайных процессов (его варианты) - Google Patents

Description

(5) УСТРОЙСТВО дл  ОПРЕДЕЛЕНИЯ СРЕДНЕКВАДРАТИЧЕСКОГО ОТКЛОНЕНИЯ СЛУЧАЙНЫХ ПРОЦЕССОВ (ЕГО ВАРИАНТЫ)

1

Изобретение относитс  к специализированным средствам вычислительной техники, предназначенным дл  аппаратурного определени  характеристик случайных процессов.

Известен цифровой способ определени  эффективного значени  случайных сигналов с известным законом распределени , ПОЗВОЛЯ101ЦИЙ оценить эффективное (среднеквадратическое) зна-(о чение сигнала путем усреднени  и дешифрации размахов мгновенных отсчетов случайного сигнала. Этот способ громоздок в части определени  самих размахов и не может быть применен в 15 области высоких частот, так как дл  считывани  мгновенных значений случайного сигнала нужен быстродействующий аналого-цифровой преобразователь (АЦП )1 ., 20

Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  устройство дл  измерени  веро тностных, характеристик случайных процессов.

содержащее последовательно соединенные первый центрирующий фильтр, модульную схему, АЦП первую схему совпадений и реверсивный счетчик, вычитающий вход которого соединен с выходом второй схемы совпадени , первый вход которой подключен к выходу АЦП, а вторые входы схем совпадени  подключены к выходам дискриминатора знака, вход которого соединен с выходом первого центрирующего фильтра, последовательно соединенные второй центрирующий фильтр, схему сравнени  узел регулируемой задержки, временной селектор, пересчетную схему, и триггер выход которого подключен к третьим входам схем совпадений, кнопку запуска и переключатели С2.

Это устройство также не может обеспечить измерени  на высоких частотах .

Claims (2)

1. Цель изобретени  - расширение частотного диапазона измерений. 95 Указанна  цель достигаетс  тем, что устройство дл  определени  среднеквадратического отклонени  случайных процессов (по первому варианту), содержащее генератор импульсов, реверсивный счетчик и,источник опорного напр жени , последовательно соединенные центрирующий фильтр, двухполупериодный выпр митель и схему сравнени ,причем вход центрирующего фильтpa  вл етс  входом устройства, допол-ительно содержит дешифратор и блок умножени , причем входдешифратора со динен с выходом реверсивного счетчика а выход дешифратора подключен к первому входу блока умножени , второй вход ко торого соединен с выходом источника опорного напр жени  и входом опорного напр жени  схемы сравнени , первый выход генератора импульсов .подключен к синхронизирующему входу схемы сравнени  и суммирующему входу реверсивно го счетчика, вычитающий вход которого соединен с выходом схемы сравнени , а управл ющий вход реверсивного счетчика подключен к второму выходу генератора импульсов. По второму варианту, ycTpovlcTBO дл  определени  среднеквадратического отклонени  случайных процессов, содержащее генератор импульсов, счетчик импульсов, источник опорного напр г жени  и последовательно соединенные центрирующий фильtp, двухполупериодный выпр митель и схему сравнени , причем вход центрирующего фильтра  в л етс  входом устройства, дополнитель но содержит индикатор, причем выход .счетчика импульсов соединен с первым входом индикатора и входом источника опорного напр жени , выход которого подключен к входу опорного напр жени  схемы сравнени  и информационному вхо ду индикатора, первый выход генератора импульсов соединен с синхронизирующим входом схемы сравнени , выход которой подключен к информационному входу счетчика импульсов, а управл аций вход счетчика импульсов соед 1нен с вторым выходом генератора импульсов . На фиг. 1 представлена функциональна  схема устройства, по первому варианту; на фиг. 2 - то же, по второму варианту. Устройство (фиг.1) содержит центрирующий фильтр 1, схему 2 сравнени , источник 3 опорного напр жени генератор k импульсов, реверсивный 4 счетчик 5 дешифратор 6, блок 7 Умножени , двухполупериодный выпр митель 8. Устройство (фиг.2) содержит центрирующий фильтр 1, схему 2 сравнени  , источник 3 опорного напр жени , генератор Ч импульсов, счетчик импульсов 5, индикатор 6, двухполупериодный выпр митель 7Устройство (,фиг.1 работает следующим образом. После центрировани  фильтром 1 и двухполупериодного выпр млени  блоком 8 выпр мленна  переменна  составл ющ а  нормального или равномерно распределенного сигнала поступает на схему 2 сравнени , где сравнивает,q  с некоторым порогом анализа о1, поступающим от источника 3 опорного напр жени . Квантующие импульсы с одного из выходов генератора А поступают на суммирущий вход реверсивного счетчика 5. С другого выхода генератора с заданным периодом Т поступают импульсы на установочный вход счетчика 5- На вычитающий вход этого счетчика импульсы с блока 2 поступают в том случае, если напр жение измер емого сигнала превышает порог анализа. Период Т задаетс  заранее и определ ет продолжительность измерений . Чем выше частота квантующих импульсов f, тем точнее будут производитьс  измерени . Объем счетчика выбираетс  из услови  , а по суммирующему входу за врем  Т в счетчик записываетс  число, равное Н. За это врем  из счетчика будет списано число импульсов о, соответствующее времени превышени , случайным сигналом порога анализа . Таким образом, за врем  анализа Т в счетчик всегда записываетс  число равное N-n. При посто нном пороге анализа d с ростом мощности, ,а следовательно и среднеквадратического значени  си|- нала врем  превышени  f растет, а при уменьшении - уменьшаетс . В соответствии с изменением измен етс  и число п, списанное с реверсивного. счетчика за врем  Т. Порог анализа выбираетс  таким образом, чтобы и О п N. Так же как t характеризует врем  превышени  сигналом порога анализа г интервал времени Т, так и п характеризует Т , N-n характеризует Т- Т 59 3 общем случае среднеквадратичес кое значение сигнала зависит (линей но или нел1)нейно) от величины порог анализа и относительно времени T/lT ) в простейшем линейном случае 6 N , : K-dL-:--Так, например, дл  нормал . N-n . ного закона распределени  ,68, а дл  равномерного cL 0,84. По результатам анализа каждого периода Т записанное в счетчике число (N-n) поступает на дешифратор 6, который в зависимости от закона рас . пределени  сигнала в соответствии с дешифрирует е6 знафункцией мение в HeKOTOjSoe число. В линейном случае дешифратор может бытьзаменен усилителем с коэффициентом усилени  т, Результат дешифрации -и порог изме рени  ct поступают в блок 7 умножени который показывает среднеквадратичес мое значение измер емого сигнала. Устройство (фигМ) получаетс  про стым только в случае линейного дашифратора 6. Такое устройство примеиимо , например, дл  измерени  шумов или загрузки высокочастотных линейных трактов. При нелинейных дешифраторах это устройство становитс  громоздким. Ус.тройство (фиг.2) организовано по принципу след щей системы и работает следующим образом. Как и в предыдущем случае, после центрировани , выпр млени  и сравнени  измер емого сигнала с уровнем анализа импульсы поступают на информационный вход счетчика 5- За врем  Т между импульсами поступающими от генератора импульсов на установочный вход счетчика в счетчике будет накап лива.ьсг некоторое число импульсов, г: чiOi: иональное времени f превышение- . зиер емым сигналом порога Ы и завис щее от порога анализа и среднеквадратического значени  сигнала. Если среднеквадратическое значение посто нно, а порог анализа oL-уменьши , ь , что в счетчик 5 за врем  Т запишетс  большее число импульсов, если увеличить порог анализа - меньшее . Измен   порог анализа oL , можно , добитьс , чтобы в счетчик было записано заданное число импульсов. 9 Дл  каждого закона распределени  случайного сигнала существует свой порог анализа ot « при котором относительное врем  превышени  этого jt. i.- . порога; 1 -А. где - посто нна  величин, завис ща  от вида закона распределени  случайного сигнала. Так,дл  нормального распределени  она равна 0,32; дл  закона арксинуса 0,5; дл  равномерного О, дл  экспоненциального О,Зб8; дл  распределени  Рэле  0,8. При этом порог анализа cL равен среднеквадратическому значению измер емого сигнала. Устройство (фиг.2) осуществл ет слежение за порогом анализа Ы. Необходимое число (i; в зависимости/от закона распределени  задаетс  счетчику 5 заранее, так, например, если дл  нормального закона .(Jу, 0,32 и если объем выборки прин т , то число, записанное в счетчике, должно быть равно 320. Таким образом, на каждом периоде анализа Т счетчик 5 сравнивает число импульсов на некотором текущем пороге анализа с заданным. Если поступив-, шее число импульсов больше (,меньше заданного, то счетчик выдает на источник 3 опорного напр жени  сигнал об увеличении (уменьшении)порога ана-. лиза. Так продолжаетс  до тех пор, пока за врем  Т в счетчике не будет записано заданное число. Тогда число считываемое с MHflMj aTjqpa 6 - уровень анализа, численно равный среднеквадратическому значению измер емого сигнала . Точность измерений уст.ройства зависит от точности измерени  вел  чины ot и fb . Технико-экономический эффект от внедрени  изобретени  заключаетс  в следующем. Дл  измерени  и контрол  широкополосных высокочастотных сигналов (например линейных трак.трв ВЧ систем передачи с полосой до 25 МГц ) изобретени   вл етс  реально осуществимым . Выпускаемый промышленностью прибор ИШ-П323 может работать только до 100 кГц. Приборы с цифровым отсчетом дл  измерени  среднеквадратического значени  на высоких частотах не производ тс . Поэтому предлагаемые приборы позвол ют расширить частотный диапазон змерений. Формула изобретени  1,Устройство дл  определени  сред кеквадратическс5го отклонни  случайных процессов, содержащее генератор импульсов , реверсивный счетчик и источник опорного напр жени , последовательно соединенные центрирующий фильтр, двухполупериодный. выпр митель и схему сравнени , причем вход центрирующего фильтра  вл етс  входом устройства, отличающеес   тем, что, с целью расширени  ча тотного диапазона измерений, оно дополнительно содержит дешифратор и блок умножени , причем вход дешифратора соединен с выходом реверсивно го счетчика, а выход дешифратора под ключен к первому входу блока умножени , второй вход которого соединен с выходом источника опорного напр жени и входом опорного напр жени  схемы сравнени , лервый выход генератора импульсов подключен к синхронизирующему входу схемы сравнени  и суммиру ющему входу .реверсивного счетчика, вычитающий вход которого соединен с выходом схемы сравнени , а управл ющий вход реверсивного счетчика подключен к второму выходу генератора импульсов,
2. 2.Устройство дл  определени  сре неквадратического отклонени  случай95 8 ных процессов, содержащее генератор импульсов, счетчик импульсов, источник опорного напр жени  и последовательно соединенные центрирующий фильтр, двухполупериодный выпр митель и схему сравнени , причем вход центрирующего фильтра  вл етс  входом устройства , отличающеес  тем, что, с целью расширени  частотного диапазона измерений, оно дополнительно содержит-индикатор, причем выход счетчика импульсов соединен с управл ющим входом индикатора и входом источника опорного напр жени , выход которого подключен к входу опорного напр жени  схемы сравнени  и информационному входу индикатора, первый выход генератора импульсов соединен с . синхронизирующем входом схемы сравнени , выход к горой подключен к информационному входу счетчика импульсов , а управл ющий вход счетчика импульсов соединен с вторым выходом генератора импульсов. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1,Новинский А. Н., Жовинский В.Н. Инженерный экспресс-анализ случайных процессов. М., Энерги , 1979, с.. 2,Авторское свидетельство СССР ff 2788 6, кл. G Об G 7/52, 1967 (прототип).

   1 1 I I