Анализатор случайных процессов

 

Изобретение относится к измерительной и вычислительной технике. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет измерения конкорреляционных функций. Анализатор содержит аналого-цифровые преобразователи 1,2, блоки 3,4 измерения одномерных функций распределения , коммутаторы 5,6, переключатели 7,8, блок 9 измерения корреляционной функции, синхронизатор10. Работа анализатора осуществляется в два этапа: измерение функций распределения и измерение собственно конкорреляционных функций, при этом значения функций распределения, соответствующие поступающим входным реализациям, коммутируются на входы блока 9. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU „„1462294 (511 4 G 06 F 7/52

А1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4101665/24-24 (22) 21 .05 .86 (46) 28.02.89. Бюл. Ф 8 (71) Новосибирский электротехнический институт (72) В.В. Губарев и С.В. Гусев (53) 681 .3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1137480, кл. G 06 F 15/36, 1983.

Авторское свидетельство СССР

N - 364944, кл. G 06 F 7/52, 19?О. (54) АНАЛИЗАТОР СЛУЧАЙНЫХ ПРОЦЕССОВ (57) Изобретение относит я к измерительной и вычислительной технике.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей за счет измерения конкорреляционных функций.

Анализатор содержит аналого-цифровые преобразователи 1,2, блоки 3,4 измерения одномерных функций распределения, коммутаторы 5,6, переключатели 7,8, блок 9 измерения корреляционной функции, синхронизатор 10.

Работа анализатора осуществляется в два этапа: измерение функций распределения и измерение собственно конкорреляционных функций, при этом значения функций распределения, со- ответствующие поступающим входным реализациям, коммутируются на входы блока 9. 2 ил.

1462294

К „(,,т,) = И (Р Д(Х(e,)) F„CX(t,)) (1) 40

Kxs(ti >ta) = ш (Рк Х() Fvt- Y(ta}) (2) где F< и

F v — функции распределения X(t} и 7() соответственно, M (jj — оператор усреднения по вероятностей мере, а

F CX(t)) = F 1 X(t)) — M (F (Х()) ;

Fy CY(t)) = C Y(t)) — M (F C Y(t))) . 50

Получение оценки конкорреляционной функции стационарных случайных процессов X(t) и Y(t) осуществля- ется в блоке измерения корреляционной функции анализатора по формуле (К ) = -„Q U(iat) Z f af. + н

Ы1

+ КЬ".), (3) Изобретение относится к измерительной и специализированной вычис" лительной технике и может бьп ь использовано в измерительно-вычисли5 тельных комплексах, предназначенных для исследования корреляционных зависимостей и законов распределения сигналов.

Целью изобретения является расши- 10 рение функциональных возможностей анализатора за счет возможности измерения конкорреляционной функции.

На фиг. 1 приведена функциональная схема предлагаемого анализатора, 15 на фиг. 2 — функциональная схема блока измерения одномерной функции распределения.

Анализатор (фиг. 1) содержит два аналого-цифровые преобразователи 1 и 20

2, два блока 3 и 4 измерения одноь1ерной функции распределения, комму-таторы 5 и 6, переключатели 7 и 8, блок 9 измерения корреляционной функции, синхронизатор 10.. 25

Блоки 3 и 4 измерения одномерных функций распределения (фиг. 2) содержат группы элементов И ll элементов, триггер 12, элемент ИЛИ 13, счет-

Чик 14, элемент И 15, дефширатор 16, ЗО группу И 17 элементов, группу 18 счетЧиков.

Анализатор работает следующим образом.

Конкорреляционная и взаимная кон- 35 корреляционная функции реализаций случайных процессов X(t) и Y(t) rpe V(t) = FÄ (z(t));

Z(t) = F r.y(t))

x(t},x(t) — траектории входных сигналов X(t}, Y(t)q д t — шаг дискретизации траекторий; а = Sdt S =

1,2,..., шаг дискретизации К (i);

Р„, Fv — результаты измерения Р, и

Fv

Измерение Fq u Fv производится в блоках 3 и 4. При этом значения

V(t) и Z(t) получаются на выходах коммутаторов 5 и 6 соответственно.

В режиме измерения взаимной конкорреляционной функции центрирование

V(t) и Z(t) не предусмотрено, поэтому на выходе анализатора получается оценка К „„() с положительным смещением, равным О, 25 . В з ависимости от положения переключателей 7 и

8 могут быть получены и оценки полуконкорреляционных функций типа

Н„,z(K4i) =: — Е x(ist) Z(iat + Кь ), (4) (К Q ) =: —,Е V(idt) y(iAt + Kdt) (5)

В режиме получения, оценки взаимной конкорреляционной функции на входы, анализатора поступают сигналы

x(t) и y(t)

Оба сигнала представляют реализа-. ции центрированных, стационарных на интервале анализа, эргодических по отношению к оцениваемым характеристикам процессов. Измерение К „() мощно разделить на два этапа: измерение одномерных функции распределения Р„, Р и измерение самой конкорреляционной функции. Измерение

Р х и Р производится за Ь циклов, где L определяет количество дискретных отсчетов значений случайных процессов, по которому производится измерение.

Цифровой код с выхода аналого-цифрового преобразователя . через элементы,И 11 поступает в суммирующий счетчик 14 с модулем счета, равным М, Допустим, что этому коду соответствует сигнал на выходе дешифратора 16 с номером j. Этот сигнал через j-й элемент группы И 17 поступит на счетный вход -г о сч е тч ик а г руппы l 8 . Импульсы с выхода синхронизатора через элемент.И 15 с частотой f поступают на счетный вход счетчика 14, пви этом

1462294

F „(х(idt + Ка".)1, К = О,T-1, à T-й импульс запускает оба преобразователя. При этом коммутация соответствующего значения в блок 9 происходит следующим образом. Код c,âûõoäà аналого-цифрового преобразователя поступает в счетчик

14, а сигнал с одного из выходов дешифратора 16, поступая на управляющий вход коммутатора, коммутирует содержимое счетчика 18 группы через переключатели 7 и 8 на входы блока 9.

Формула изобретения

40

Анализатор случайных процессов, содержащий первый и второй аналогоцифровые преобразователи, информационные входы которых являются соответствующими информационными входами анализатора, блок измерения кор- 50 реляционной функции, синхронизатор, первый блок измерения одномерной функции распределения, содержащей дешифратор и группу счетчиков, причем выходы счетчиков группы первого блока измерения одномерной функции распределения образуют выходы первой функции распределения анализатора, выход блок измерения корреляционной на выходах дешифратора 16 с номером

j+1 j+2,... M последовательно будут следовать сигналы, поступающие на счетные входы счетчиков 18 группы с номерами j+I, j +2,...,M. Сигнал

5 переполнения с выхода счетчика 4, поступая на тактирующий вход триггера 12, вновь установит триггер в "1", который сбрасывается в "0" по оконча- 10 нию преобразования аналого-цифрового преобразователя.

Следовательно,за L циклов запуска аналого-цифровых преобразователей 1 и 2 в режиме измерения одномерных функций распределения в счетчиках !8 группы блока 3 будут получены значения F x а блока 4. — F

В режиме измерения конкорреляционной функции с выхода синхронизато" 20 ра импульсы с частотой f/Ò поступают на вход запуска аналого-цифрового преобразователя 1.

Интервал d i = Т/Й является аргументом измеряемой функции, а (Т-1)di соответствует максимальному интервалу сдвига ° Первые (T-1) импульсы запуска формируют в блоке 9 значения функции является выходом корреляционной функции анализатора, вход разрешения работы блока измерения корреляционной функции соединен с входом запуска первого аналого-цифрового преобразователя и первым выходом синхронизатора, второй и третий выходы которого соединены соответственно с входом запуска второго аналого-цифрового преобразователя и тактовым входом блока измерения корреляционной функции, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет возможности измерения конкорреляционной функции, в него введены второй блок измерения одномерной функции распределения, идентичный первому, два коммутатора, два переключателя, причем в каждый блок измерения одномерной функции распределения введены триггер, элемент

ИЛИ, элемент И, две группы элементов

И, счетчик, в каждом блоке измерения одномерной функции распределения первые выходы первой группы элементов И соединены с выходом соответствующего аналого-цифрового преобразователя, вторые входы первой группы элементов И соединены с выходом элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с прямым выходом триггера, инверсный выход и вход установки в "1" которого соединены соответственно с первым входом элемента

И и выходом переполнения счетчика, разрядные входы установки начального значения счетчика соединены с Выходами соответствующих элементов И о первой группы, вход и выход счетчика соединены соответственно с выходом элемента И и входом дешифратора, выход которого соединен с первым входом элементов И второй группы, выходы элементов И второй группы соединены со счетными входами соответствующих счетчиков группы, вход установки в "0" триггера является входом устаI ковки в начальное состояние блока, второй вход элемента И является первым тактовым входом блока, вторые входы элементов И второй группы соединены между собой и образуют второй тактовый вход блока, второй вход элемента ИЛИ является входом разрешения г работы блока, информационный вход и вход установки в начальное состояние каждого блока измерения функций рас

1462294

Составитель В. Орлов, Техред Л.Олийнык Корректор C. Черни

Редактор Ю. Середа

Тираж 667

Заказ 712/46

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãoðîä, ул. Гагарина,101 пределения соединены соответственно с информационным выходом и выходом окончания преобразования соответст-, вующего аналого-цифрового преобразователя, вход разрешения работы, первый и второй тактовые входы кажДого блока измерения функции распреДеления соединены соответственно с четвертым, пятым и шестым выходами

Синхронизатора, выход дешифратора, каждого блока измерения одномерной функции распределения соединен с управляющим входом соответствующего коммутатора, информационные входы первого и второго коммутаторов соединены с выходами соответствующих счетчиков первого и второго блоков измерения одномерной функции распреДеления, выход счетчиков группы второго блока измерения одномерной функции распределения является выкодом второй функции распределения

5 анализатора, шестой выход синхронизатора соединен с входами разрешения работы первого и второго коммутаторов, выходы первого и второго коммутаторов соединены с размыкающи 0 ми контактами соответствующих переключателей, информационные выходы первого и второго аналого-цифровых преобразователей соединены с замыкающими контактами соответствующих пЕреключателей, подвижные контакты первого и второго переключателей соединены с соответствующими входами блока измерения корреляционной функции °