SU1136188A1 - Устройство дл определени математического ожидани - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ,Щ1Я ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАТЕМАТИЧЕСКОГО ОЖИДАНИЯ, содержащее аналого-хщфровой преобразователь, первый и второй ключи, генератор тактовых импульсов, первый триггер, счетчик, счетный вход которого подключен к выходу первого ключа, информадаонный вход которого объединен с входом запуска аналого-цифрового преобразовател  и соединен с выходом генератора тактрвых импульсов, управ-л ющий вход первого ключа объединен с управл н цим входом второго ключа и подключен к выходу .первого триггера, , выход аналого-цифрового преобразовател  соединен с информационным входом второго ключа, информационный вход аналого-цифрового преобразовател   вл етс  информационным входом устройства , отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности, в него введены второй триггер, блок пам ти, первый, второй и третий сумматоры , злемент ИЛИ, элемент И, вычитатель , элемент задержки, делитель, умножитель, пороговый элемент, выход первого сумматора  вл етс  выходом устройства, выход второго сумматора подключен к входу установки в О первого триггера, вход установки в 1 которого  вл етс  входом пуска устройства, первый вход второго сумма тора объединен с первым входом первого сумматораи подключен к выходу элемента И,, первый вход которого объединен с входом элемента задержки и соединен с выходом, элемента-ИЛИ, первый вход которого подключен к выходу переполнени  счетчика, информационный выход которого соединен с вторым входом второго Сумматора и i (Л первым вх.рдом умножител , второй вход которого объединен с первым входом вычитател  и подключен к выходу блока пам ти, управл ющий вход которого объединен с входом установки в 1 второго триггера-и управл ющим входом счетчика и соединен с выходом элемента задержки, информагрюн ный вход блока пам ти объединен с со о вторым входом вычитател  и подключен к выходу второго ключа, пр мой выход, первого триггера соединен с входом установки Б О второго, тригге00 ОС ра, пр мой выход которого подключен к второму входу элем&-1та И, второй вход перйого сумматора соединен с выходом третьего сумматора, первый и второй входы которого подключены . соответственно к выходу умножител  и выходу делител , вход которого объединен с входом порогового элемента и соед1:нен с выходом вычитател , выход порогового элемента соединен с вторым входом элемента ИЛИ

Description

t Изобретение относитс  к вычислительной технике ,и может быть использовано в информационно-измерительной технике,- в-частности дл  определени  математического ожидани стационарных случайных процессов. Известно устройство, содержащее блок пам ти и два сумматора, осуществл ющие сглаживание случайной погрешности, наложенной на квадратичную функцию у . Недостатками этого устройства  в л ютс  низка  точность и большое врем  определени ,математического ожидани . Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  устройство.дл  определени  математиг еского ожидани ,- содер жащее аналого-цифровой преобразователь , подключенный выкодом через ключ отсчетов к входу суммат.ора отсчетов , и тактовый генератор, соеди ненный с входом запуска аналого-циф рового преобразовател  и через ключ тактовых импульсов со счетчиком времени, выход которого подключен к входу триггера пуска, соединенного выходом с вторыми -входами ключей отсчетов и тактовьк импульсов. Известное устройство осредн ет п отсчетов аналого-цифрового преобразовател , равноотсто пщх один от другого . Выбрав п 100, 1000 и т.д. и перенес  зап тую в сумматоре отсч тов соответственно на 2,3 и более декад получают, на его выходе математическое ожидание входного сигнала . Недостатками известного устройст ва  вл ютс  мала  точность и большо врем  измерени , вызванные тем, что не учитываетс  коррел ционна  св зь между соседними ..отсчетами аналогоцифрового преобразовател  и осреднение ведетс  не по времени измерени , а по .числу отсчетов. Цель изобретени  .- повышение точ ;чости определени  характеристик Слу айных. процессов. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  определени  математического ожидани , содер жащее аналого-цифровой преобразователь , первый и второй ключи, гене ратор тактовых иг тульсов, первый триггер, счетчик, счетный вход кото рого подключен к выходу первого клю ча, информационный вход которого объединен с входом запуска аналого82 цифрового преобразовател -.и соединен с вькодом генератора, тактовых импульсов , управл н ций вход, первого ключа объединен с управл ющим входом второго ключа и подключен к выходу первого триггера, выход аналого-цифрового преобразовател  соединен с информационным входом второго ключа, информационный вход аналого-цифрового преобразовател   вл етс  информационным входом устройств, введены второй триггер, блок пам ти, первый, второй и третий сумматоры, элемент ИЛИ, элемент И, вычитатель, элемент задержки , делитель, умножитель, пороговьй элемент, вьжод первого сумматора  вл етс  выходом устройства, выход второго сумматора подключен к входу установки в О первого триггера , вход установки в 1 котсфого  вл етс  входом пуска устройства, первый вход второго сумматора объединен с первым входом первого сумматора и подключен к выходу элейента И, первый вход которого объединен с входом элемента задержки и соединен с вьрсодом элемента ИШ, первый вход которого подключен к выходу переполнени  счетчика, информахдаонньй выход которого соединен с вторым входом второго сумматора и первым входом умножител , второй вход которого объединен с первым входом вычитател  и подключен к выходу блока пам ти, управл ющий вход которого объединен с входом установки в 1 второго .триггера и управл ющим входом счетчика и соединен с выходом элемента -задержки , информационны.вход блока пам ти объединен, с вторым входом вычитател  и подключен к выходу второго ключа, пр мой выход первого триггера соединен с входом установки в -О второг о триггера, пр мой выход которого .подключен к второму входу элемента И, второй вход первого сумматора . соединен с вькодом третьегосумматора , первый и второй входы которого подключены.соответственно к выходу умножител  и выходу делител , вход которого объединеи с входом порогового элемента«и соединен с выходом вычитател , выход пороговогр элемента соединен с вторым входом элемента ШШ. На чертеже изображена блок-схема vcтpoйcтвa. Устройство содержит аналого-цнфровой преобразователь 1, ключ 2, блок 3. ,1 3 пам ти, вычитатель 4, делитель 3,. сумматор 6, умножитель 7, сумматор 8 генератор 9 тактовых- импульсов, ключ 10,счетчик 11, триггер 12, триггер 13, элемент ШЩ 14, пороговйй элемент- 15 элемент 16 .задерж- ки, элемент й-17. и сумматор 18. Устройство работаетх следукшрн образом . В исходном состо нии триггер 12 и сумматоры 8 и 18 сброшены в , триггер 13 в едишчвом состо ни, а в счетчике 11 записано число, на меньшее м 1ксимального. Ключи 2 и 10 , а элемент И 17 откры Генератор 9 периодически запускает аналого-ци овой преобразователь 1, который щ еобраэует 11епр( сигвал x(t) в дискретные отсчеты Х|. С поступлением импульса, пуска триггер 12 .переводитс  S е/ 1ничное состр нйе.и перебрасывает триггер 13 в нулевое, состо ние. К11{о ш 2 и 10 открываютс «а элемент И 17 закрываетс , Itepsf  ё тактовый Н1ф|ульс за пускает авалого-ЦКфровой арёобразователь 1 н дополн ет счетчик f f до - максимального. ; мпульс с одного из выходов заполйейпоге счетчика 11 проходит элемент ЙПН t4 и элемент 16 задержки, записывает в блок 3 пам ти первый отсчет х, сбрасывает счетш1к 11 на О и переводит триггер 13 в единичное состо ние, откры&а  элемент И i 7. Второй тактовый импульс записывае в счетчик II Г второй раз запускае аналого-цифровой преобразователь 11 и на выходе ключа 2 по вл етс  второ отсчет Х-.При этом возможны следующие два случа . При Xg, отличном от Хр на выкоде вычитател  4 образуетс  разность х котора  в пороговом элементе 15 обра зует импульс. Этот импульс-проходит через элемент И 17 и поступает на управл кщие входы сумматоров 8 и 18, а через элемент 16 задержки - на управл ющие вхоцы блока 3 пам ти и счетщ1ка 11. В результате этого в сум маторе 8 записываетс  среднее значе ние сигнала между первым и вторым 18 - 1. в отсчетами, в сую аторе блоке 3 пам ти - Xj, а счетчик сбрасьшаетс  на О. При X Ху на выходе вычитател  4 О, импульс отличанидегос  отсчета не образуетс , и значени  блока 3 8 ПШ4ЯТИ, счетчика 11 и сумматоров 8 и 18 не измен ютс . Такчм образом, при повтор ющемс ,отсчете измен етс  только значение.счетчика 11 на единицу . G приходом третьего тактового импульса снова возможны те же два случа . При получении повтор ющегос  отсчета в счетчике Н прибавл етс  единица. При полученю отличакщегос  отсчета на входах.сумматоров 18 и 8 образуютс  соответственно врем  . |между р,ву№1 отличающимис  отсчетами и среднее значение сигнала за. это врем . Эти значени  .суммируютс  с уже имемвришс -в cз в aтopax 18 и 8, и т.д. Счётчик 11 имеет конечную емкость Поэтому при максимальном заполнении счетчика 11 инпульс с его выхода проходит элемент ИШ 14, производит описанные операции и сбрасывает на О счетчик 11 дл  следующего заполнени . При равенст.ве значени  сумматора 18 160, 1000 и т.д. импульс с его выхода .возфацает триггер 12 в нулевое . состо ние и после перемещени  зап той в сумматоре 8 влево соответственно , на 2,3 и т.д. .декадь на его выходе получаетс -математическое ожи дание m сигнала x(t). Технический эффект предлагаемого устройства по сравнению с базовым объектом т-комйлексом измерителей характеристик случайных процессов Хб-4/а заклинаетс  в повышении точности определени  характеристик случайных процессов и уменьшении длительности эксперимента. Так, при снтределесшн математического ожидани  винеровского процесса дисперси , погрешности при той же длительности эксперимента .уменьшаетс  в 4 раза1, а при неизменной точности определени  математического ожидани  в 4 раза сокращаетс  длительность эксперимента . Этот эффект достигаетс  благодар  тому, что второй сумматор суммирует значени  измер емого сигнала, осредненйые с учетом коррелированности отсчетов преобразовател  За врем  между двум  существенными отсчетами. Кроме того, осреднение ведетс  не по числу отсчетов, а по времени эксперимента, которое ксируетс  третьим сумматором.

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАТЕМАТИЧЕСКОГО ОЖИДАНИЯ, содержащее аналого-цифровой преобразователь, первый и второй ключи, генератор тактовых импульсов, первый триггер, счетчик, счетный вход которого подключен к выходу первого ключа, информационный вход которого объединен с входом запуска аналого-цифрового преобразователя и соединен с выходом генератора тактовых импульсов, управ-ляющий вход первого ключа объединен с управляющим входом второго ключа и подключен к выходу первого триггера, выход аналого-цифрового преобразователя соединен с информационным'входом второго ключа, информационный вход аналого-цифрового преобразователя является информационным входом устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, в него введены второй триггер, блок памяти, первый, второй и третий сумматоры, элемент ИЛИ, элемент И, вычитатель, элемент задержки, делитель, умножитель, пороговый элемент, выход первого сумматора является выходом устройства, выход второго сумматора подключен к входу установки в 0 первого триггера, вход установки в 1 которого является входом пуска устройства, первый вход второго сумма- тора объединен с первым входом первого сумматора'и подключен к выходу элемента И,, первый вход которого объединен с входом элемента задержки и соединен с выходом, элемента-ИЛИ, первый вход которого подключен к выходу переполнения счетчика, информационный выход которого соединен с вторым входом второго Сумматора и первым вх.одом умножителя, второй вход которого объединен с первым входом вычитателя и подключен к выходу блока памяти, управляющий вход которого объединен с входом установки в 1 второго триггера и управляющим входом счетчика и соединен с выходом элемента задержки, информацион ный вход блока памяти объединен с вторым входом вычитателя и подключен к выходу второго ключа, прямой выход, первого триггера соединен с входом установки в 0 второго, триггера, прямой выход которого подключен к второму входу элемента И, второй вход первого сумматора соединен с выходом третьего сумматора, первый и второй входы которого подключены . соответственно к выходу умножителя и выходу делителя, вход которого объединен с входом порогового элемента и соединен с выходом вычитателя, выход порогового элемента соединен с вторым входом элемента ИЛИ

   SU ..,.1136188