Устройство для определения характеристик выбросов случайных процессов

 

Изобретение относится к области вычислительной техники и является усовершенствованием устройства по авт. св. № 815732. Основное устройство предназначено для определения распределений выбросов и провалов случайных процессов, а также для измерения распределений площадей этих выбросов и провалов. Целью изобретения является расширение класса решаемых задач за счет возможности одновременного измерения времени достижения случайным процессом заданных границ. Устройство содержит переключатель , инвертор, амплитудный дискриминатор , злектроннолучевую трубку, политрон (универсальный функциональS ный преобразователь), масштабирующие элементы и интеграторы, элемент ИЛИ, (Л переключатель, формирователь импульсов , генератор линейно изменяющегося напряжения, ключ и регистор. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) u)) 4 С 06 С 7/52 ф(юi:tel $W 4 «с g ф

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

И, CNp) „

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ.(61) 815732 (21) 3900880/24-24 (22) 23.05.85 (46) 07.11.86. Бюл. У 41 (71) Северо-Западный заочный политехнический институт (72) Л.В.Боброва, Н.В.Киселев, Л.С.Филиппова, В.В.Щипцов и А.Г.Якубовская (53) 68 1.3(088.8) (56) Блохин А.В. Аппаратурный анализ характеристик случайных процессов.—

М.: Энергия, 1976.

Авторское свидетельство СССР

У 815732, кл. G 06 G 7/52, 1978. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ВЫБРОСОВ СЛУЧАЙНЫХ ПРОЦЕССОВ (57) Изобретение относится к области вычислительной техники и является усовершенствованием устройства по авт. св. Ф 815732. Основное устройство предназначено для определения распределений выбросов и провалов случайных процессов, а также для измерения распределений площадей этих выбросов и провалов. Целью изобретения является расширение класса решаемых задач за счет возможности одновременного измерения времени достижения случайныл процессом заданных границ. Устройство содержит переключатель, инвертор, амплитудный дискриминатор, электроннолучевую трубку, политрон (универсальный функциональный преобразователь), масштабирующие элементы и интеграторы, элемент ИЛИ, переключатель, формирователь импульсов, генератор линейно изменяющегося напряжения, ключ и регистор. 1 ил.

1269160

Изобретение относится к вычислительной технике, предназначено для определения распределений длительностей выбросов и провалбв случайных процессов, а также для измерения распределений площадей этих выбросов и провалов, и является усовершенствонанием устройства по авт. св. Ф 815732.

Цель изобретения — расширение класса решаемых задач за счет достижения возможности одновременного измерения времени достижения случайным процессом заданных ганиц.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит переключатель

1, инвертор 2, амплитудный дискриминатор 3, электроннолучевую трубку (ЭЛТ) 4 политрон (унинерсальный функциональный преобразователь), масштабирующие элементы (МЭ) 5 и интеграторы 6, элемент ИЛИ 7, переключатель

8, формирователь 9 импульсов, генератор 10 линейно изменяющегося напряже. ния, ключ 11 и регистратор 12.

Входы первого интегратора 6-1 через регулируемые потенциометры (МЭ)

5-1 5-9 связаны с девятью выходами дискриминатора 3, т.е. со всеми выходами дискриминатора 3, кроме первого. Входы второго интегратора 6-2 через МЭ 5-2 5-9 соединены со нсеми выходами амплитудного дискриминатора 3, кроме двух первых, а нход последнего интегратора 6-9 через МЭ

5-9 — с последним выходом амплитудного дискриминатора 3.

Два выхода: дискриминатора 3 (первый и последний) объединены с соответствующими входами элемента ИЛИ 7, выход которого связан с управляющим входом ключа 11, в то время как информационный вход последнего через переключатель 8, формирователь 9 импульсов и генератор 10 объединен с входом дискриминатора 3, а нь1ход ключа соединен с входом регистора 12.

Блоки 1-6 работают аналогично блокам известного устройства и осущЕствляют измерение распределений длительностей выбросов и провалов случайных процессов и распределений площадей этих выбросов и лровалон.

Блоки 7-12 служат для определения времени первого достижения случайным процессом заданных границ Х „„ или ча кс

Устройство работает следующим образом.

Исследуемый процесс через переключатель 1 подается либо непосредстненно на амплитудный дискриминатор 3.(при измейении распределения длительностей выбро он или площадей выбросов), либо на иннертор 2, после инвертирования — на вход амплитудного дискриминатора 3 (при измерении распределений длительности провалов)..

Амплитудный дискриминатор 3 представляет собой ЭЛТ типа политрон. В обычном включении политрон предстанляет собой функциональный преобразователь (именно так включена ЭЛТ 4).

На управляющих входах — функциональных пластинах политрона выставляется нид функционального преобразования (p(Х) (Х(t) — входное напряжение, подаваемое на считынающий вход политрона, как правило X(t) — линейно нарастающее напряжение).

ЭЛТ политрон выполнена таким образом, что в зависимости от потенциала, приложенного к считывающим пластинам, электронный считывающий пучок попадает под ту или иную пару функциональных пластин, и потенциалом на данной паре функциональных пластин определяется уровень выходного напряжения. Для использования в качестве амплитудного дискриминатора считывающий электронный пучок в политроне смещен корректирующими пластинами с выходных коллекторон на функциональные пластины. Поэтому в зависимости от входного напряжения (напряжение на считывающем входе) считывающий луч смещается на ту или иную функциональную пластину, наводя на ней ток, и находится там в зависимости от того, сколько находится входное напряжение в данном интервале потенциалов.

Таким образом, подан на считывающии вход амплитудного дискриминатора

3 ЭЛТ политрон подлежащий анализу случайный процесс X(t), с функциональных пластин (выходов дискриминатора 3) снимаются следующие сигналы: с первой функциональной пластины сигнал, пропорциональной длительности, пребывания процесса X(t) в интервале (O,Х,), с второй — в интервале (Х,, X ), с десятой (у ЭЛТ политрон десять пар функциональных пластин) — н интервале (Х, Хщ ). Выбросу случайного процесса для уровня Х соответствуют сигналы со всех функциональных пластин дискриминатора 3, кроме первой, выбросу для уровня X< — сигнал с дедлительностей выбросов за исключением коэффициентов на регулируемых потенциоментрах 5. Для того, чтобы производить вычисления по формуле (1), необходимо измерить амплитуду А выброса. Однако амплитудный дискриминатор 3 обеспечивает автоматическое разделение выбросов по уровням. С первой функциональной пластины, т.е. первого выхода дискриминатора .3, снимается сигнал в том случае,.если амплитуда А выброса меньше уровня Х;, с второго выхода дискриминатора 3 — если амплитуда выброса меньше Хд и т.д.

Значит сигналу с каждого z.-oro выхода дискриминатора 3 соответствует своя ,амплитуда выброс X;. Следовательно, при накапливании этих сигналов на интеграторах 6 следует лишь учесть веса сигналов с каждого выхода дис сриминатора 3, для чего предназначены регулируемые потенциометры 5 (на потенциометре 5-1 выставляется коэффициент А,), на потенциометре 5-2

1 коэффициент 2А2 и т д

Второй переключатель 8 в исходном ,состоянии замыкает цепь вход ампли гудного дискриминатора 3 — вход фор| мирователя 9 импульсов. При поступлении на вход устройства реализации случайного процесса срабатывает формирователь 9 импульсов. Он формирует сигнал, запускающий генератор 10 и перебрасывающий переключатель 8 в положение, отключающее вход формирователя g от входа дискриминатора 3.

Генератор 10 начинает формирование линейно нарастающего напряжения u„(C) пропорциональному текущему времейи t

Бх(е)-1 t. (2) 3 1? Ь 9160 сятой функциональной пластины. Сигналы с выходов амплитудного дискриминатора 3 через регулируемые потенциометры 5 (при измерении распределений длительностей выбросов и про- 5 валов коэффициенты на всех потенциометрах одинаковы) поступают на входы соответствующих интеграторов 6.

Следовательно, при подаче на вход процесса X(t) на интеграторах 6 на- 1О .капливаются величины, пропорциональные вероятностям длительностей выбросов для соответствующих уровней (на интеграторе 6-1 для уровня Х,, для интегратора 6-2 для уровня Х и т.д.). 15

Тогда при подаче на вход преобразователя 4 линейно изменяющегося напряжения с выхода пЬлитрона 4 (и всего устройства в целом) считывается непрерывная функция распределения длительностей выбросов процесса X(t) для случая последовательного перебора уровней Х;. Если на вход преобразователя 4 подается сам процесс X(t) с выхода политрона 4 снимается непре-25 рыбная функция распределений длительностей выбросов для случая перебора интервалов Х;, соответствующих реальному изменению процесса X(t).

При поступлении новых значений процесса Х(t) Н Н HQBbfx åão реализаций функции распределения автоматически корректируются. При измерении распределений длительностей провалов случайного процесса X(t) переключа тель 1 переводится в другое положе3S ние, на вход дискриминатора 3 подается инвертированный процесс X(t), и те значения, что раньше соответствовали выбросам, теперь соответствуют . 40 провалам. В ocTBJIbHoM устройство работает сОвершенно аналогично.

Ч=-А

2 (1) 50 где А — амплитуда выброса;

/ ь — длительность выброса.

При измерении распределения площадей выбросов переключатель 1 находит- ся в положении, показанном на чертеже. Измерение производится совершенно идентично измерению распределения

При измерении распределений площадей выбросов следует принять во внимание следующее: как правило, при вычислении площади выброса форма выброса аппроксимируется треугольником и площадь определяется по формуле

В дискриминаторе 3, выполненом на

ЭЛТ политрон, в зависимости от амплитуды развертывающего напряжения (т.е. мгновенных значений реализации случайного процесса) считывающий пучок оказывается на определенной функциональной пластине. При этом минимальному значению х „ случайного процесса соответствует появление сигнала на первом входе дискриминатора

3(так как считывающий луч оказывается на первой пластине и наводит на ней ФИ), а максимальному значению х „ „ случайного процесса соответствует появление сигнала с последней (в данном случае десятой) функциональной пластины.

160

Формула изобретения

Составитель Э.Сечина

Редактор А.Шишкина, Техред B.Êàäàð Корректор С. Черни

Тираж 671 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 6039/53

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород. ул.Проектная, 4

S 1269

В момент, когда мгновенное значение реализации случайного процесса

X(t) стало равным Х,,„„„ или Х„,„„,, появляется сигнал на первом или последнем выходе дискриминатэра 3. Этот сигнал через элемент ИЛИ 7 поступает на управляющий вход ключа 11, что является сигналом для фиксации регистратором 12 текущего значения величины линейно изменяющегося напряже. 10 ния U(t;) k t,;, т.е. времени t, первого достижения случайным процессом заданных границ.

В случае, если устройство должно 15 фиксировать время достижения случайным процессом не минимального и максимального значений, а каких-то значений Х. Х, к входам элемента ИЛИ 7 э 1Ф должны подключаться соответственно gp и j-й выходы дискриминатора 3. В этом случае элементом ИЛИ 7 фиксируется время, соответствующее первому достижению случайным процессом зна- . чений Х; или Х . В случае, если не- 25 обходимо фиксиРовать только одно граничное значение, с элементом ИЛИ 7 должен быть связан только один соответствующий выход дискриминатора 3 .

Устройство для определения характеристик выбросов случайных процессов по авт. св. 9 815732, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения класса решаемых задач, оно содержит элемент ИЛИ и цепочку последовательно соединенных дополнительного переключателя, формирователя импульсов, генератора линейно изменяющегося напряжения, ключа и регистратора, при этом первый вход дополнительного переключателя соединен с выходом инвертора, а второй вход — с выходом формирователя импульсов, управляющий вход ключа соединен с выходом элемента ИЛД, входы которого подключены соответственно к выходам амплитудного дискриминатора.