Устройство для измерения характеристик случайных процессов

 

Использование: в радиоизмерительной технике при определении параметров каналов связи и исследовании радиотехнических устройств. Цель изобретения состоит в повышении точности определения отличия исследуемого случайного процесса от нормального закона распределения. Сущность изобретения: устройство содержит соединенные последовательно нормирующий усилитель 1 линейный детектор 2 управляемый нелинейный элемент (УНЭ) 3, первый интегратор 4, выход УНЭ подсоединен к входу последовательно соединенных разделительному конденсатору 15, квадратичному детектору 7, второму интегратору 8, нелинейному элементу (НЕ) 9 с характеристикой Y Vx выход НЕ соединен с делящим входом Делителя 10, к делимому входу делителя подсоединен выход вычитателя 11, к входам которого подключены выходы первого интегратора 4 и датчика 11 опорного напряжения, выход делителя подключен к входу компаратора 13, выход которого соединен с адресным входом коммутатора 5, первый и второй входы которого соединены с выходами соответственно первого интегратора и датчика опорного напряжения , а выход соединен с входом первого индикатора вход второго индикатора подключен к выходу компаратора. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5,)5 G 01 R 29/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

6д

Ф

С) ф (Я

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4817371/21 (22) 23.01.90 (46) 15.05,92, Бюл. ¹ 18 (72) В.А,Григорьев (53) 621,317.75(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 708245, кл. G 01 R 19/04, 1976, Авторское свидетельство СССР

¹926605,,кл,,6 01 R 29/04, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ХАРАКТЕ РИ СТИ К СЛУЧАЙНЫХ П РО ЦЕ С С О В (57) Использование: в радиоизмерительной технике при определении параметров каналов связи и исследовании радиотехнических устройств, Цель изобретения состоит в повышении точности определения отличия исследуемого случайного процесса от нормального закона распределения. Сущность изобретения: устройство содержит соединенные последовательно нормирующий.„.. >12„, 1734045 А1 усилитель 1, линейный детектор 2, управляемый нелинейный элемент (УНЭ) 3, первый интегратор 4, выход УНЭ подсоединен к входу последовательно соединенных разделительному конденсатору 15, квадратичному детектору 7, второму интегратору 8, нелинейному элементу (НЕ) 9 с характеристикой Y = Vx, выход НЕ соединен с делящим входом Делителя 10, к делимому входу делителя подсоединен выход вычитателя 11, к входам которого подключены выходы первого интегратора 4 и датчика 11 опорного напряжения, выход делителя подключен к входу компаратора 13, выход которого соединен с адресным входом коммутатора 5, первый и второй входы которого соединены с выходами соответственно первого интегратора и датчика опорного напряжения, а выход соединен с входом первого индикатора. вход второго индикатора подключен к выходу компаратора. 1 ил, 1734045

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано для идентификации эргодических случайных процессов, в частности при определении параметров каналов связи и при исследовании радиотехнических устройств.

Известно устройство для измерения характеристик случайных процессов, содержащее разветвитель, линию задержки, селектор, регулируемый усилитель, дискриминаторы, блок выбора, блок совпадения, блок управления, регистратор, регистр, зарядно-разрядную цепь и генератор адреса, Однако данное устройство обладает узкими функциональными возможностями, .

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для измерения характеристик случайных процессов, содержащее нормирующий усилитель, два квадратичных детектора, двойной квадратичный детектор, два интегратора, делитель, арифметический вычитатель и индикатор.

Известное устройство позволяет определять отличие закона распределения вероятностей амплитуды случайного процесса от нормального закона только для моментов четвертого порядка, что ограничивает возможности применения при необходимости более точных измерений отличия от нормального закона распределения, Целью изобретения является повышение точности определения отличий закона распределения случайной величины от нормального распределения.

Цель достигается тем, что в устройство для измерения характеристик случайных процессов, содержащее нормирующий усилитель, вход которого является входом устройства, линейный детектор, квадратичный детектор, первый интегратор, первый индикатор, вычитатель и делитель, введены управляемый нелинейный элемент, коммутатор, второй интегратор, разделительный конденсатор, второй интегратор, разделительный конденсатор, нелинейный элемент с характеристикой U = Vx, датчик опорного напряжения, компаратор и второй индикатор, причем нормирующий усилитель, линейный детектор, управляемый нелинейный элемент и первый интегратор соединены последовательно, выход управляемого нелинейного элемента подключен к соединенным последовательно разделительному конденсатору, квадратичному детектору, второму интегратору, нелинейному элементу с характеристикой Y = Vx, выход которого соединен с делящим входом делителя, вход делимого которого подсоединен к выходу вычитателя, входы которого соеди+ со

Е (v = f /Х/(р (х) dx, 30 где х — значение входной случайной величины, p (x) — плотность распределения вероятностей случайной величины, Условие нормировки записывается так

Е (2) = 1. (2) 40 Нормальный закон распределения имеет следующие абсолютные моменты

Е, (v)— (3) — !24

Устройство для измерения характеристик случайных процессов работает следующим образом, Переключателем на управляемом нелинейном элементе устанавливают значение 2, при этом на датчике опорного напряжения устанавливается значение напряжения, равное условной единице.

Исследуемый электрический сигнал х поступает на вход усилителя 1, где усиливается и нормируется к условной единице, с выхода нормирующего усилителя 1 исследуемый сигнал. поступает на линейный детектор 2, который работает как двухполупериодный выпрямитель, с выхода линейного детектонены с выходами первого интегратора и датчика опорного напряжения, выход делителя подключен к входу компаратора, выход делителя подключен к входу компаратора, вы5 ход которого соединен с адресным входом коммутатора, первый и второй входы которого соединены с выходами соответственно первого интегратора и датчика опорного напряжения, а вход соединен с входом перво10 го индикатора, вход второго индикатора подключен к выходу компаратора.

На чертеже представлена блок-схема устройства для измерения характеристик случайных процессов, 15 Устройство содержит нормирующий усилитель 1, линейный детектор 2, управляемый нелинейный элемент 3, интеграторы 4 и 8, коммутатор 5, индикаторы 6 и 14, квадратичный детектор 7, нелинейный элемент

20 9, делитель 10, вычитатель 11, датчик 12 опорного напряжения, компаратор 13 и разделительный конденсатор 15.

В качестве характеристик закона распределения части используют абсолютные

25 моменты v -го порядка нормированной по дисперсии случайной величины

1734045

Y=x. (4) Еизм (V), 1 (V) > Опор. (6) 1 (2) где (2) ра 2 выпрямленный сигнал поступает на вход управляемого нелинейного элемента

3, амплитудная характеристика которого определяется выражением

С выхода управляемого нелинейного элемента 3 сигнал поступает на вход интегратора 4, который выполнен с регулировкой времени интегрирования для изменения точности измерения моментов, на выходе интегратора 4 получается оценка абсолютного момента, которая поступает на 1-й вход коммутатора 5 и на 1-й вход вычитателя

11, на второй вход которого поступает сигнал с датчика 12 опорного напряжения, который в общем случае определяется выражением т

О„,р= а Ea(v) > (5) где а — условная единица, С выхода вычитателя разность ГР (Еизм. (2) — Ен(2)поступает на делимый вход делителя 10, на делящий вход которого поступает сигнал оценки среднеквадратического отклонения измеряемого момента, в данном случае сР oe(2) . Вычисление среднеквадратического отклонения реализовано квадратичным детектором 7, вторым интегратором 8 и нелинейным элементом 9, центрирование осуществляется разделительным конденсатором 15. На выходе делителя действует сигнал с уровнем который поступает на вход компаратора 13, где сравнивается с пороговым уровнем

Unop задающим доверительный интервал оценки, при L (2) < Опор на выходе компаратора 13 устанавливается единичное значение, а при L(2) > Опор нулевое. Сигнал на выходе компаратора 13 подключает при

L (2)> Опор выход интегратора 4 к индикатору 6, а при L(2) < Unop выход датчика 12 опорного напряжения, при этом включается также индикатор 14 совпадения, что означает Еизм (2) = Ен (2), т.е. Окончание нормировки. Для удобства нормировки сигнала по дисперсии нормирующий усилитель 1 может быть регулируемым, переключатель, определяющий значение и управляемого нелинейного элемента 3, также определяет сигнал на выходе датчика 12 опорного напряжения, интеграторы 4 и 8 выполнены с общей регулировкой интервала интегрирования, регулируется также и Unop.

При v ) 2 устройство работает аналогично. Если Еизм (v) ((Ен(v) Опор (J(v);

5 Ен (V)+ Опор О(У)), то L(V) < Unop, индикатОР

6 индицирует значение Е, (v), так как Ен (v) и E»M (v) неразличными в смысле доверительного интервала, задаваемого с помощью Опор. Если Еизм (р) ф(Ен (v) — Опорс

10д(у); Ен (v) + Unop 0 (V3)ÄTo индикатор 6 индицирует значение

15 При совпадении Eä,çÿ (v) и Ен (v) в смысле доверительного интервала, т,е. при

L(v) < Unop, включается индикатор 14 совпадения.

При v = 4 устройство обеспечивает режим работы прототипа, а именно определяет отличие по эксцессу, а при других позволяет получить дополнительную информацию об отличии от нормального закона распределения.

Повышение точности измерения отличия исследуемого закона распределения от нормального достигается за счет дополнительной информации о значениях моментов высших порядков, которая оценивается выражением

4мe (Е-изм (v) Ен (р)И

) доп 100 .(7)

35 Еизм (V) — Ен (ф 1 г где имакс — такое значение 1, что для любого v ) имакс выполняется L (v) + Опор.

40 ОпределЯетсЯ бамако из выРажениЯ длЯ относительной погрешности измерения отличия по отдельному моменту порядка

° оР оЖ поP р)

45 Т E2 (1 ) Т т „„ где о2 (v) = f1х (t) — Е(v))dt; о

50 ЛЕ(v) = I Ен(v) Еизм(v) максимальное ) доп макс достигается при

Unnp П1ин = 0.674 и при Т = Т макс.

Формула изобретения

Устройство для измерения характеристик случайных процессов, содержащее нормирующий усилитель, вход которого является входом устройства, линейный детектор, первый интегратор, первый индикатор, квадратичный детектор, вычитатель и дели1734045

25

35

50

Составитель В.Григорьев

Редактор Т.Лазоренко Техред М.Моргентал Корректор Н.Король

Заказ 1668 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 тель, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности определения отличий закона распределения случайной величины от нормального распределения, в него введены управляемый нелинейный элемент, коммутатор, разделительный конденсатор, второй интегратор, нелинейный элемент с характеристикой Y = Vx, датчик опорного напряжения, компаратор и второй индикатор, причем нормирующий усилитель, линейный детектор, управляемый нелинейный элемент и первый интегратор соединены последовательно, выход управляемого нелинейного элемента подключен к соединенным последовательно разделительному конденсатору, квадратичному детектору, второму интегратору, нелинейному элементу с характеристикой Y = VX, выход которого соединен с делящим входом делителя, вход делимого которого подсоединен к выходу

5 вычитателя, входы которого соединены с выходами первого интегратора и датчика опорного напряжения, выход делителя подключен к входу компаратора, выход которого соединен с адресным входом

10 коммутатора, первый и второй входы которого соединены с выходами соответственно первого интегратора и датчика опорного напряжения, а выход соединен с входом первого индикатора, вход второго

15 индикатора соединен с выходом компаратора,