Устройство для определения двумерной плотности вероятности случайного процесса

 

СОЮЗ СОНЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

q > G 06 Р 15/36

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3356013/18-24 (22) 15.07.81 (46) 07 07.83.Бюл. N 25

;(72) Г.В.Герчикова, А.Г.Снегурева, .В,В.Щипцов и Е.Г.Якубовский (71) Северо-Западный заочный поли- технический институт (53) 681.3(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

М 648989, кл. G 06 F 15/332, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР

N 648990, кл. G 06 F 15/36, 1977. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ДВУМЕРНОЙ ПЛОТНОСТИ ВЕРОЯТНОСТИ

СЛУЧАЙНОГО ПРОЦЕССА, содержащее линию задержки, компаратори ключ,. о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, он содержит амплитудные дискриминаторы и блок оценки двумерной плотности вероятности, состоящий из и строк, где N=n 2 - количество оценок, при этом каждая i-я строка, где

i=1,...,n, содержит (и+1)-i эле„„SU„„1027734 ментов И и счетчиков, счетный вход каждого счетчика 1-й строки соединен с выходом соОтветствующего элемента И своей строки, а выход счет" чиков каждой строки является соответствующим выходом устройства, f -й выход первого амплитудного дискриминатора соединен с первыми входами элементов И i-й строки, à ) -й выход второго амплитудного дискриминатора, где 1 =1, ° .. n, соединен с вторыми входами 1 -х элементов всех строк блока. оценки двумерной плотности вероятности, входы амплитудных дискриминаторов соединены соответственно с первым и вторым выходами

O ключа, управляющий вход которого под- Е ключен к выходу компаратора, первый вход которого обьединен с первым информационным входом ключа и входом линии задержки и является входом уст ройства, выход линии задержки подклю.чен к второму входу компаратора и второму информационному входу ключа.

102773ч

Изобретение относится к статистической измерительной технике и предназначено для определения статистических характеристик случайных процессов. 5

Известны устройства, производящие статистические измерения характеристик случайных процессов (I ).

Однако в таких устройствах вычисляются только коэффициенты Фурье ис- 10 следуемого процесса.

Известно также устройство, кото-. рое вычисляет оценку двумерной плотности вероятности и содержит интегратор, два компаратора, генератор тактовых импульсов, линию задержки триггер, нелинейный преобразователь элемент И, ключ, фазовращатель, смеситель и два генератора гармонических сигналов, входом устройства являются первь|е входы компараторов, к второму входу первого из которых подк.пючен первый вход генератора тактовых импульсов, второй выход которого подключен к второму входу вто- 25 рого кампаратора и через линию задержки — к первому установочному вхо ду триггера, второй установочный вход которого подключен к выходу первого компаратора, выход второго компаратора через нелинейный преобразователь соединен с первым установочным входом триггера и с первым входом элемента И, второй вход которого через дифференцирующую цепочку соединен с выходом триггера, выхо-З5 ды двух генераторов гармонических сигналов подключены соответственно к тоетьим входам первого и второго компаратора и к первому и второму входу смесителя, выход которого через фазовращатель соединен с информационным входом ключа, управляющий вход которого подключен к выходу элементов И, а выход соединен с входом интегратора (2 j, 45

Недостатком этого устройства является определение каждого значения двумерной плотности распределения последовательно во времени, что требует многократного предъявления на 50 вход устройства одной и той же реализации случайного процесса, а практически часто требуется оценивать вероятностные характеристики за одно предъявление. 55

Цель изобретения — повышение быстродействия путем получения на выходе всех значений, характеризую2 щих двумерную плотность вероятности а также увеличение статистической точности °

Указанная цель достигается тем, что в устройство для определения двумерной плотности вероятности случайного процесса, содержащее линию задержки, компаратор и ключ, введены амплитудные дискриминаторы и блок оценки двумерной плотности вероятности, состоящий из и строк, где

Й-и -количество оценок двумерной

2 плотности вероятности, при этом каждая 1 -я строка., где j =1,.... n, содержит(п+11- 1 элементов И и счетчиков, счетный вход каждого счетчика 1-й строки соединены с выходом соответствующего элемента И своей строки, а выход счетчиков каждой строки является соответствующим выходом устройства, 1-й выход первого амплитудного дискриминатора соединен с первыми входами элементов И 1-й строки, а j --й "выход второго амплитудного дискриминатора. где 1= ..- n, соединен с вторыми входами j -x элементов всех строк блока оценки двумерной плотности вероятности, входы амплитудных дискриминаторов соединены соответственно с первым и вторым выходами ключа, управляющий вход которого подключен к выходу.компаратора, первый вход которого объединен с первым информационным входом ключа и входом линии задержки и является входом устройства, выход линии задержки подключен к второму входу компаратора и второму информационному входу ключа.

На чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит компаратор 1, линию 2 задержки и ключ 3, входы которых являются входами устройства.

Выход линии 2 задержки соединен с вто« рыми входами компаратора 1 и ключа

3, управляющий вход которого соединен с выходом компаратора 1. Первый и второй выходы ключа 3 соединены соответственно со входами амплитудных дискриминаторов 4 и 5 íà и выходов.

Кроме того, устройство содержит блок 6 оценки двумерной плотности вероятности, состоящий из последовательно соединенных схем совпадения 7- jj и счетчиков 8- 11, где

1=1,... n, 1 = 1,.... 11, причем 1-и выход первого амплитудного дискри1027734

3 минатора 4 соединен с первыми входами 1-с4;строчки матрицы схем 7 - ij

«1= i,.... n, совпадения, а В -й выход второго амплитудного дискриминатора 5 соединен с вторыми входами

k -ro столбца матрицы схем 7- inc,i

=1,... 1с совпадения. ДлЯ оценки п п значений двумерной плотности вероятности используется и "- схем 7 и (и+11

2 совпадения и счетчиков 8 импульсов.

Это возможно благодаря симметричности двумерной плотности вероятности стационарного процесса, которая выражается равенством, т.е. т(х, .х, .; Т )=f (x<, х -„, V), Одновременно повышается статистическая точность измеряемой плотности вероятности за счет того, что каждый счетчик 8-ij фиксирует показание те- 20 кущего x(t) и задержанного x(t- б )

-значения случайного процесса не толь ко для интервалов (hi, h j, но и, для интервалов (Ь -, Ь - j, где h -i-й („, 1 интервал диапазона изменения случай- 25 ного процесса.

Устройство работает следующим образом.

Исследуемый сигнал х(t) подается на первый вход компаратора 1 и лиЗО нию 2 задержки и первый вход ключа

3. Одновременно с выхода линии 2 задержки на вторые входы компаратора 1 и ключа 3 поступает задержанный на время Ч, сигнал x(t- <).

Компаратор 1 сравнивает величины текущего x(t- 4 и задержанного значе- ний сигнала x(t- С) и формирует на выходе импульс, поступающий на управляющий вход ключа 3. В зависимости от полярности управляющего импульса ключ 3 пропускает исследуемый сигнал

x(t) на вход первого амплитудного дискриминатора 4 или второго амлитудного дискриминатора 5, задержанный сигнал x(t-ь) или второго амлитудного дискриминатора 5, задержанный сигнал

x(t- ) поступает на вход другого ам" плитудного дискриминатора 5 или 4.

Амплитудные дискриминаторы 4 и 5 работают следующим образом.

Если значение сигнала находится внутри одного из заданных амплитудных интервалов дЬ 1, а значение задержанного сигнала х(t- Г.)внутри другого dh, то íà .i-м выходе первого амплитудйого дискриминатора 4 и на

j-м выходе второго амплитудного дискриминатора 5 формируются сигналы, в результате чего срабатывает схема

7-ij совпадения, что фиксируется счетчиком 8-ij.

Предлагамое устройство имеет то преимущество, что эа время предъявления одной реализации" случайного сигнала оценивается n+n значений в его двумерной плотности вероятности этих оценок °

3027734

ВНИИПИ Заказ 4742/54 Тираж 706 Подписное

Ф

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4