Способ многоканального стохастического интегрирования

Скачать PDF файл.

Формула / Реферат

Способ многоканального стохастического интегрирования относится к измерительной и вычислительной технике и может применяться в многоканальных и сверхмногоканальных системах обработки аналоговых сигналов в радиолокации, экспериментальной физике, стохастических вычислительных машинах.
Способ позволяет создавать относительно дешевые и надежные сверхмногоканальные системы для измерения аналоговых величин на цифровых логических элементах.
Предложенный способ основан на использовании метода Монте-Карло в задачах измерения детерминированных величин.

Текст

Смотреть все

(51) 03 3/84 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(57) Способ многоканального стохастического интегрирования относится к измерительной и вычислительной технике и может применяться в многоканальных и сверхмногоканальных системах обработки аналоговых сигналов в радиолокации,экспериментальной физике,стохастических вычислительных машинах. Способ позволяет создавать относительно дешевые и надежные сверхмногоканальные системы для измерения аналоговых величин на цифровых логических элементах. Предложенный способ основан на использовании метода Монте-Карло в задачах измерения детерминированных величин.(72) Байгубеков Али Сафарович Застрожнова Наталья Николаевна Мартьянов Игорь Серафимович Садыков Турлан Хамзинович(54) СПОСОБ МНОГОКАНАЛЬНОГО СТОХАСТИЧЕСКОГО ИНТЕГРИРОВАНИЯ 21490 Изобретение относится к измерительной и вычислительной технике и может быть использовано в многоканальных и сверхмногоканальных системах регистрации больших массивов аналоговых сигналов при их обработке в радиолокации, экспериментальной физике, в космических лучах, распознавании образов. Практика создания и эксплуатации многоканальных (сотни и тысячи каналов) систем регистрации аналоговых сигналов (аналоговых процессоров), построенных на детерминированных принципах с использованием аналоговых элементов показала чрезвычайную сложность разработки и настройки подобных систем (см., например,,,. -5105 1-. Жл, 459 (2001) 273277). Это вызвано температурной зависимостью аналоговых элементов,их недостаточной надежностью и необходимостью периодической подстройки. В то же время, в радиолокационной технике экспериментальной физике наблюдается тенденция резкого увеличения числа измерительных каналов(десятки-сотни тысяч). В связи с этим, актуален поиск принципиально новых принципов построения многоканальных и сверхмногоканальных аналоговых процессоров, одним из которых является использование методов Монте-Карло в задачах измерительной техники. Метод статистических испытаний традиционно широко применяется в вычислительной математике и при моделировании случайных процессов. Являясь по своей сути экспериментальным, этот метод может использоваться и для решения детерминированных измерительных задач путем случайного поиска. При одноканальной обработке простых по форме сигналов возможности метода Монте-Карло сравнимы с обычным детерминированным аналогоцифровым преобразованием или интегрированием сигнала. Однако преимущества этого метода очевидны при многоканальных измерениях, так как стоимость одного общего для всей системы наиболее дорогого и ответственного узла генератора случайных событий (ГСС), может составить малую долю стоимости всей многоканальной системы. Кроме того,стохастическая система строится полностью на цифровых логических элементах (цифровых микросхемах), которые дешевы, надежны в работе и не требуют никаких регулировок и подбора по параметрам. Известен способ (стохастическо-эргодический метод - СЭМ), основанный на обработке всех сигналов как случайных функций (см. ж-л Электроника, 15, 1975, с. 32 С. Тумфарт. Использование вероятностных принципов в новых измерительных приборах). В процессе обработки сигнала дискретизируют его по времени путем взятия дискретных выборок значений сигнала и 2 сравнивают эти выборки со случайно меняющимся опорным напряжением. На выходе преобразователя импульсы формируются в том случае, когда измеряемый сигнал превышает опорное напряжение. Недостатком известного способа является то, что он в основном рассчитан для измерения постоянного или медленно меняющегося напряжения. В то же время, в большинстве случаев практики необходима обработка быстро меняющихся импульсных сигналов. Известен способ стохастического интегрирования, реализованный в схеме аналогоцифрового преобразователя по методу МонтеКарло, наиболее близкий к заявляемому и взятый за прототип (см. Г.И.Кавалеров, С.М.Мандельштам. Введение в информационную теорию измерений. М.,Энергия, 1974, с.212). Способ основан на сравнении измеряемого напряжения с равновероятно распределенными опорными случайными импульсами. Фиксируется общее числоопорных импульсов и числоопорных импульсов под огибающей импульсного сигнала. Величина отношения / отражает интеграл входного сигнала в цифровом коде. Недостатками известного способа являются его одноканальность и сложность процедуры вычисления, запоминания и регистрации отношения /. Способ многоканального стохастического интегрирования,включающий формирование равновероятно распределенных случайных опорных импульсов напряжения. Сравнивают случайные опорные импульсы с измеряемым напряжением,запоминают числоопорных импульсов, попавших под огибающую измеряемого сигнала и числовсех опорных импульсов. Отношение / вычисляют в компьютере, а случайные опорные импульсы подают на входы всех каналов одновременно. На фиг.1 приведена структурная схема, поясняющая предлагаемый способ, на фиг.2 временная диаграмма алгоритма способа. На рисунках обозначено 1 - источник сигнала 2 - компаратор напряжения 3 - генератор случайных событий (ГСС) 4 - счетчик всех событий 5 - счетчик положительных событий 6 - компьютер.- напряжение случайных опорных импульсов- измеряемое напряжение- момент отсчета сигнала 0 - длительность входного сигнала. Предлагаемый способ реализуют следующим образом (см. фиг.1 и фиг.2). С выхода источника сигнала 1 импульсный сигнал с напряжениемподают на один вход компаратора 2. На второй вход компаратора подают серию случайных опорных импульсов с выхода генератора 3, напряжение которыхраспределено равновероятно во времени. В компараторе сравнивают мгновенные значения огибающей сигнала площадьюи длительностьюс напряжениемслучайных опорных импульсов. В результате сравнения каждой 21490 пары значенийив компараторе формируют исход испытанияпо правилу В счетчике всех событий 4 подсчитывают общее числовсех испытаний за время , а в счетчике положительных событий 5 подсчитывают числоиспытаний за то же время с исходом ( )1. Из рассмотрения фиг.2 следует, что отношение / определяет площадьизмеряемого импульсав общей площадипрямоугольника, т.е. вероятность попадания случайной величиныпод огибающую сигнала при равномерном распределении вероятностей напряжения опорных случайных импульсов. Эта вероятность равна приближенно площади сигнала, т.е. интегралу ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ многоканального стохастического интегрирования,включающий формирование равновероятно распределенных случайных опорных импульсов напряжения и сравнение их в компараторе с измеряемым напряжением, подсчет числаслучайных опорных импульсов под огибающей измеряемого напряжения и числавсех опорных импульсов, отличающийся тем, что вычисляют отношение / в компьютере, при этом опорные импульсы подают на все каналы одновременно.

МПК / Метки

МПК: H03K 3/84

Метки: многоканального, способ, стохастического, интегрирования

Код ссылки

<a href="http://kzpatents.com/3-ip21490-sposob-mnogokanalnogo-stohasticheskogo-integrirovaniya.html" rel="bookmark" title="База патентов Казахстана">Способ многоканального стохастического интегрирования</a>

Похожие патенты