Устройство для определения плотности вероятности случайного процесса

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЛОТНОСТИ ВЕРОЯТНОСТИ СЛУЧАЙНОГО ПРОЦЕССА, содержащее линию задержки , компаратор, ключ, амплитудные дискриминаторы и блок оценки плотности вероятности, содержащий п каналов , где п - количество оценок, при этом каждый , -и канал, где 4 - 1-п, содержмт (n+l)-i элементов И и счетчиков, счетный вход каждого счетчика i --го канала соединен с выходом соответствукиего элемента И своего канала, первые входы элементов И i -го канала объединены и подключены к л -му выходу первого амплитудного дискриминатора , вторые входы 1-х элементов И ёсех каналов объединены и подключены к J -у выходу, где j-1-n, второго амплитудного дискриминатора, входы амплитудных дискриминаторов соединены соответственно с прямым и инверсным выходами ключа, первый информационный вход которого объединен с входом линии задержки , с первым входом кЬмпаратора и является входом устройства, управлягаций вход ключа соединен с выходом компаратора, второй вход которого объединен с вторым информационным входом ключа и соединен с выходом линии задержки, отличающее ся тем, что, с целью расширения класса решаемых задач, оно содержитП -входовые сумматоры и интерполяторы по числу каналов блока оценки двумерной плотности,п(пм)/2 - входовый сумматор и в каждом канале блоки деления по числу элементов (Л И в канале, при этом первый вход блока деления в каждом канале объединей с соответствующим входом ri(nfi)/Z входового сумматора и соединен с выходом соответствукхг1его счетчика своего канала, вторые входы блоков деления всех каналов объеди-. нены и подключены к выходу п(м4А)/2 входового сумматора, одноименные ; входы п -входовых сумматоров и ин- 00 терполяторов в каждом канале попарна объединены и подключены к выходу соответствующего блока деления 00 О5 своего канала, выходы интерполяторов и п-входовых сумматоров являются соответствующими пыходами устройства .

СОЮЗ СО8ЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

M5f) G 06 F 15/36.б

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

М АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ,К

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3508274/18-24 (22) 03. 11. 82 (46) 07.03.84. Бюл. Р 9 (72) Л.В. Боброва, Н. В. Киселев, В.В.Щипцов и А.Г. Якубовская (71.) Северо-Западный заочный политехнический институт (53) 681. 3 (088. 8) (56) 1. Авторское свидетельство CCCE

Р 648990, кл. G 06 F 15/36 1977.

2 . Ав торское свидетель ство СССР по заявке Р 3356013/18-24, кл. Q 06 F 15/36, 1981 (прототип) . (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ПЛОТНОСТИ ВКРОЯТНОСТИ СЛУЧАЙНОГО

ПРОЦЕССА, содержащее линию задержки, компаратор, ключ, амплитудные дискриминаторы и блок оценки плотности вероятности, содержащий и каналов, где п — количество оценок, при этом каждый -й канал, где

1-к, содержит (о+1)-< элементов И и счетчиков, счетный вход каждого счетчика 1 -ro канала соединен с выходом соответствукщего элемента И своего канала, первые входы элементов И 1 -го канала объединены и подключены к 1 -му выходу первого амплитудного дискриминатора, вторые входы 1-х элементов

И Всех каналов объединены и подключены к -у выходу, где j =l-n, второго аМплитудного дискриминатора, входы амплитудных дискриминаторов соединены соответственно с прямым

„.Яу„„)п} яяДД А и и нверс ным выходами ключа, первый информационный вход которогс объединен с входом линии задержки, с первым входом кбмпаратора и является входом устройства, управлякщий вход ключа соединен с выходом компаратора, второй вход которого объединен с вторым информационным входом ключа и соединен с выходом линии задержки, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения класса решаемых задач, оно содержит П -входовые сумматоры и интерполяторы по числу каналов блока оценки двумерной плотности,n(n><)j Z — входовый сумматор и в кажром канале блоки деления по числу элементов

И в канале, при этом первый вход блока деления в каждом канале объеди. нен с соответствующим входом n(net)бр— входового сумматора и соединен с выходом сост в ет ст в уюше го сче тч ик а своего канала, вторые входи блоковв деле ни я в сех к а налов объеди-. нены и подключены к выходу n (n i1) /2 входового сумматора, одноименные входы д -входовых сумматоров и интерполяторов в каждом канале попарно объединены и подключены к выходу соответствующего блока деления своего канала, выходы интерполяторов и и -входовых сумматоров являются соответствующими выходами устройства.

107843б

Изобретение относится к статистической измерительной технике, предназначена для определения статистических характеристик случайных процессов.

Известно устройстно, вычисляющее оценку двумерной плотности вероятности, содержащее интегратор, два кампаратара, генератор тактовых импульсан, линию задержки, триг гер, нелинейный преобразователь, элемент И„ ключ, фазавращатель, два генератора гармонических сигналов, входом устройства является первые входы кампараторов, к второму входу первого из которых подключен первый вход генератора тактовых импульсов, второй выход его — к второму входу нтарага кампаратора и через линию задержки - к установочному входу триггера, подключенного к выходу первого компаратора и т.д. (1) .

Недостатком этого устройства является определение каждого значения последовательна во времени, т ° е. требуется многократное предъянление одной и той же реализации.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для определения двумерной плотности вероятности. устройства содержит кампаратор, линию задержки и ключ, входы которых являются входами устройства. Выход линии задержки соединен с вторыми входами компаратора и ключа, упранляющий вход которого соединен с выходом кампаратара. Кроме того, устройство содержит два амплитудных дискриминатора на выходов и треугольную матрицу счетчиков импульсов, состоящую иэ последовательно соединенных схем совпадения на два входа и счетчиков, причем -й выход первого амплитудного дискриминатора соединен с первыми входами схем санпадения j -й строки, а -й выход второго амплитуднага дискриминатора саединеи с и арыми входами схем совпадения

-; — а столбца. Входы первого и второго амплитудного дискриминатора соединены соответственно с первым и вторы выходами ключа, а ныходы счетчиков служат выходами устрайстга (21 .

Недостатком этого устройства является измерение талька одной статистической характеристик двумерной плотности вероятности.

Цель изобретения — расширение класса решаемых задач, а именно измерение, кроме двумерной, условной и одномерной плотностей вероятности.

Указанная цель достигается тем, чта н основное устройство для апре5

Зо

50 деления плотности вероятности случайного процесса, содержащее линию задержки, компаратор, ключ, амплитудные дискриминаторы и блок оценки плотности вероятности, содержащий rl к а нHа л оoв, где VI — количество оценок, при этом каждый 1 -й канал, где 1 - 1-И, содержит (+1) — e элементов И и счетчиков, счетный вход каждого счетчика < -ro канала соединен с выходом соответствующего элемента И своего канала, первые входы элементов И < -ro канала объединены и подключены к -му выходу первого амплитудного дискриминатора, вторые входы 1-х элементов

И всех каналов объединены и подключены к -у выходу, где j = 1-Yt, второго амплитудного дискриминатора, входы амплитудных дискриминаторов соединены соответственно с прямым и инверсным выходами ключа, первый информационный вход которого обьединен с входом линии задержки, с первым входом компаратора и является входом устройства, управляющий вход ключа соединен с выходом компаратора, второй вход которого объединен с вторым информационным входом ключа и соединен с выходом линии задержки, оно содержит П -ьходовые сумматоры и интерполяторы по числу каналов блока оценки днумернай плотности,И(и Ц2входной сумматор и в каждом канале блоки деления по числу элементов И в канале, при этом первый вход блока деления в каждом канале объединен с соответствунщим входомп(и (}(2-входового сумматора и соединен с выходом соотнетстнующего счетчика своего канала, вторые входы блоков деления всех каналов объединены и подключены к выхоуп(wi tj j2 -входового сумматора, одноименные входы И -входовых сумматоров и интерполяторон s каждом канале попарно объединены и подключены к выходу соотнетстнукщего блока деления своего канала, выходы интерполяторов и g -входовых сумматоров являются соответствующими выходами устройства.

На чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит компаратор 1, линию 2 задержки и ключ 3, входы которого являются входами устройства. Выход линии 2 задержки соединен с вторыми входами компаратора 1 и ключа 3, управлякщий вход которого соединен с выходом компаратора 1. Кроме того, устройство содержит два амплитудных дискриминатора 4 и 5 на и выходов и блок б оценки двумерной плотности веро1078436 ятности, выполненный на треугольной матрице, содержащей II каналов, каждый из которых содержит элементы И 7 на два входа и счетчики>) 8, причем -й выход первого амплитудного дискриминатора 4 соединен с первыми входами (0+1)-j элементов

И 7 < -ro канала, а 1 -й выход второго амплитудного дискриминатора

5 соединен с вторыми входами 1 -х элементов И 7 (где 1 = 1- II). Входы первого и второго амплитудных дискриминаторов 4 и 5 соединены соответственно с прямым и инверсным выходами ключа 3.

Устройство содержит также блоки

9 деления по числу элементон И, сумматор 10 на>>(e+<)la входов, входовые интерполяторы 11 и и -входовые сумматоры 12 по числу каналов. Сумматор 10 предназначен для наполнения суммарной текущей оценки двумерной плотности вероятности, а блоки 9 деления — для нормирования текущей оценки двумерной плотности. Первые входы блоков 9 деления связаны с выходами соответствующих счетчиков 8 (импульсов), вторые входы — с выходами сумматора 10, n(n+<) (2 счетчиков 8 (первый вход к выходу счетчика 8-11, второй — счетчика 8-12 и т.д., последний — к выходу счетчика 8-nII) .

Входы интерпол ятора 11 и сумматора

12 каждого1-го канала объединены папарно и связаны с выходами соответствующих блоков 9 деления, а выходы интерполяторов 11 и сумматоров 12 так же, как и выходы блоков 9 деления, являются выходами устрой ств а.

Предл ага емое устрой ст во ра ботает следующим образом.

Исследуемый сигнал X (t ) подается на первыА вход компаратора 1 и линию задержки 2 и первый нход ключа 3. Одновременно с выхода линии

2 задержки на вторые входы компаратора 1 и ключа 3 поступает задержанный на время сигнал х(1->) .

Компаратор 1 сравнивает величины текущего х(т ) и задержанного х(t — )) значений сигнала и формирует на выходе импульс, поступающий на управляющий вход ключа 3. В зависимости от полярности управляющего импульса ключ 3 пропускает исследуемый сигнал х (4) на вход первого амплитудного дискриминатора 4 или второго амплитудного дискриминатора 5, задержанный сигнал х (t- ь ) поступает на вход другого амплитудного дискриминатора 5 или 4.

Амплитудные дискриминаторы работают следующим образом. Если значение сигнала находится внутри одного иэ заданных амплитудных интервалов 6 b, а значение задержанного сигнала х(f-ь ) внутри интервала Ьh1, то на > -м выходе первого амплитудного дискриминатора 4

5 и. на (-м выходе второго амплитудного дискриминатора 5 формируются сигналы, в результате чего срабатывает соответствующий элемент И 7, что фиксируется соответствукщим счетчиком 8.

Таким образом, эа нремя пррдьявления случайного сигнала в счетчиках 8 накапливается информация о двумерной плотности вероятности.

15 HD эта информация ненормирована и по мере предъявления новых реализаций неограниченно нарастает. Эта информация с выходов всех счетчиков поступает на сумматор 10, а суммарная оценка двумерной плотности подается на второй вход блоков 9 деления, на первый вход которых поступает информация с выхо-, дов счетчиков 8. В результате с ныходов блоков 9 деления снимается нормированная оценка двумерной плотности вероятности. Одновременно по каналам (строкам) матрицы блока б формируется информация об условных плотностях вероятности: на первом канале о плотности1(/ X ->,; >,) на втором (с учетом блоков 9-11) о плОтности f (õ /х - I. ) и т д °

Поскольку выходы первых в канале бло ков связаны с входами интерполятора

11 первого канала, с его выхода снимается функция 1 (х((х(I, ) кор-., ректирующаяся по мере корректировки информации на блоках 9 деления при

I=1. Аналогичным образом с выхода интерполятора 11 ((=2) снимается условная платностьf(хt/х, с) поступакщая с блоков 9 (=1, = 1; >= 2, j2) и т.д.

Кроме того, информация с блоков

45 9 поступает на и входы сумматора 12 первого ха нал а дл я как опл е н и я информации об одномерной плотности (>> (х) н интервале ((), >>, ) с блоков 9 второго канала — на П входы

50 сумматора 12 второго канала для накопления данных об одномерной плотности (,)(х) в интервале (1>,>h )

>и т д. В итоге на сумматорах 12 образуется интерполяция в >l точках

55 одномерной плотности сд(х).Здесь используется известное равенство

1 с>(х)=) (х ;, х ;",1 g y, Таким образом, предлагаемое устройство позволяет одновременно измерить двумерную и условную плотности вероятности при однократном предъявлении реализаций

65 случайнОГО прОцесса.

1078436

Составитель Э. Сечина

Техред С.Легеэа Коррек тор О. Билак

Редактор М.Янович

Заказ 96 5/43 Тираж 699 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7(-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4