Устройство для определения распределения вероятностей параметров случайного процесса

 

ОЛ ЙСАНЙЕ

ЙЗОБРЕТЕН ЙЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6!) Дополнительное к авт. сзид-ву (22) Заявлено 03.02.77 (21) 2449357/18-24

Союз Советских

Социалистических

Республик

« i651349 и (51) М. Кл, G 06 F 15/36 с присоединением заявки №

Гасударстаеиньй крато

СССР в диан юсбретаай и аткрытиа (23) Приоритет

Опубликовано 05.03.79, Бюллетень ¹ 9 (53) УДК

681.3: 5 19.2 (088.8) Дата опубликования описания 05.03.79 (72) Автор-. изобретеаив

А. А. Зеленков

Киевский ордена Трудового Красного Знамени институт инженеров гражданской авиации (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ВЕРОЯТНОСТЕЙ

ПАРАМЕТРОВ СЛУЧАЙНОГО ПРОЦЕССА

Изобретение относится к вычислительной и радиоизмерительной технике, может быть использовано в устройствах для измерения параметров случайных процессов.

Известен многоканальный статистический анализатор для измерения распределения вероятностей параметров, характеризующих экстремальные значения случайных процессов (1).

Это устройство не позволяет измерять оценки распределения вероятностей таких параметров, как разность амплитуд между соседними минимумами и максимумами (и наоборот) и время до появления первого максимума сложного цикла.

Наиболее близко к предлагаемому цифровое устройство для формирования (с последующей обработкой на ЦВМ) длительностей интервалов между соседними экстремумами. Это устройство позволяет также вычислять текущие значения вероятностей параметров случайного процесса (2). Оно содержит канальные элементы И, выходы которых подключены к соответствующим канальным счетчикам, первую схему сравнения, первый вход которого является входом устройства, второй вход соединен с выходом

2 цифроаналогового преобразователя, а выход первой схемы сравнения подключен ко входам первого и второго дискриминаторов," выходы которых соединены с первыми входами соответственно первого и второго элементов И. При этом з выход первого элемента И подключен к первым входам элемента ИЛИ и триггера экстремума, второй вход триттера экстремума соединен с выходом второго элемента И и вторым входом элемента ИЛИ, выход которого подключен к соответствующему входу первого переключателя и к счетному входу реверсивного счетчика. Разрядные выходы счетчика соединены с разрядными входами цифроаналогового преобразователя, входы управления подключены к выходам триггера экстремума и соответственно к первой дифференцирующей цепочке и первому входу третьего элемента И и ко второй дифференпнрующей цепочке и первому входу четвертого элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов и со вторыми входами первого, второго и третьего элементов И и с первыми входами пятого и шестого элементов И. Выходы третьего, четвертого, пятого и шестого элементов

651349

t0

3

И, первой и второй дифференцирующих цепочек и входы счетчика подключены к соотвстствующим входам первого переключателя.

Указанное устройство не позволяет измерять оценки распределения вероятностей первых максимумов сложных циклов, времени появления первого максимума сложного цикла и времени появления первого минимума сложного цикла.

? ель .изобретения — расширение функциональных возможностей устройства путем определення оценки распределения вероятностей первых максимумов сложных циклов.

Поставленная цель достигается тем, что устройство содержит вторую схему сравнения,пер вый вход которой является первым входом устройства, второй вход соединен с шиной нулевого потенциала, первый и второй управляющие триг-, геры, первые установочные входы которых подключены к выходу второй схемы сравнения, вторые установочные входы подключены к первым входам канальных элементов И, а выходы первого и второго управляющих триггеров соединены через первый переключатель со вторыми входами канальных элементов И и пятого и шестого элементов И„блок переключения кода арвая группа разрядных входов которого соединена с разрядными выходами реверсивного счетчика, вторая группа разрядных входов — с разрядными выходами счетчика, управляющий вход блока переключения кодов соединен со вторым переключателем, а разрядные выходы через дешифратор подключены к третьим входам канальных элементов И.

Структурная электрическая схема устройства показана на чертеже.

Устройство содержи» первую схему сравнения

1, цифроаналоговьп преобразователь 2, дискриминаторы 3 и 4, генератор импульсов 5, эле 1енты

И 6-11, элемент ИЛИ 12, реверсивный счетчик

13, триггер 14 экстремума, счетчик 15, дешифратор 16, блок переключения кода 17, канальные элементы И 18„первую дифференцирующую цепочку 19, канальные счетчики 20, вторую дифференцирующуто цепочку 21, вторую схему сравнения 22, первый и второй управляющие триггеры 23 и 24, первый переключатель 25, второй переключатель 26.

Рассмотрим работу устройства при измерении оценок различных характеристик в зависимости от положения переключателей.

1) Измерение оценки плотности распределения длительностей интервалов между соседними минимумами и максимумами.

Переключатель 23 устанавливается в положение "Г, Напряжение исследуемой реализации x (t) поступает на первую схему сравнения 1, на второй вход которой поступает напряжение U с выхода цифроаналогового преобразователя 2. Если

x(t) =U, то дискриминаторы 3 и 4 закрыты и импульсы генератора 5 не проходят через элементы И 6 и 7, элемент ИЛИ 12 — на вход реверсивного счетчика 13, который сохраняет информа.

mm. Если x(t))U, открываются первый дискриминатор 3 и элемент И б. Триггер экстремума 14 переходит в единичное состояние, включая реверсивный счетчик 13 на сложение. Величина U, являющаяся аналогом числа, записанного в счет. чике 13, растет, Сложение происходит до тех пор, пока напряжение не станет равно x(t). При переходе через экстремальную точку нерав енство

x(t) ) U меняется на х (t) < U. Открываю»ся дискриминатор 4 и элемент И 7, и триггер экстремума 14 перебрасываются в исходное состояние.

Таким образом, длительность импульса с одного плеча триггера 14 равна длительности интервала между соседними минимумом и максимумом т„.

Этот импульс подается на вход элемента И 8, через который импульсы генератора 5 начинают проходить в счетчик 15 через переключатель 25.

Таким образом, код числа в счетчике 15 пропор-. ционален длительности интервала т . При этом дешифратор 16 управляется кодом счетчика 15, так как переключатель 26 стоит в положении "1", при котором блок 7 пропускает код счетчика 15.

Дешифратор 16 открывает соответствующий этому коду канальный элемент И 18. Кроме того, в момент возвращения триггера 14 в исходное состояние на выходе первой дифференцирующей цепочки 19 возникает импульс, соответствутощий окончанию интервала т +.Этот импульс проходит через соответствующий открытый элемент И 18 в канальный счетчик 20, Одновременно этим же импульсов счетчик 15 сбрасывается в нуль. Далее при прохождении минимума x(t) опять срабатывает триггер 14, открывается элемент И 8, и цикл повторяется. По окончании необходимого времени измерения в канальных счетчиках 20 накапливаются ординаты оценки плотности распределения интервалов т

2) Измерение оценки плотности распределения длительностей интервалов между максимумами и соседними минимумами т

В этом режиме переключатель 25 ставится в положение "2", а 26 — в положение "1". Работа устройства аналогична. Разница состоит в том, что на вход счетчика 15 поступают импульсы с элемента И 9, который управляется напряжением с другого плеча триггера 14. Через открытый дешифратор 16 канальный элемент И 18 проходит импульс со второй дифференцирующей цепочки

21. Этот же импульс сбрасывает счетчик 15 в исходное состояние. .3) Измерение оценки плотности распределения цлительностей интервалов до появления первого максимума сложного цикла.

651349

1

° а» Устройство для определения распределения вероятностей параметров случайного процесса, содержащее канальные элемейты И, выходы которых подключены к соответствующим канальным счетчикам, первую схему сравнения, первый вход которой является входом устройства, второй вход соединен с выходом цифроаналогового преобразователя, а выход первой схемы сравне,ння подключен ко входам первого и второго дискриминаторов, выходы которых соединены с первыми входами соответственно первого и вто- рою элементов И, при этом выход первого элемента И подключен к первым входам элемента

ИХ1И и триггера экстремума, второй вход триггера экстремума соединен с выходом второго элемента И и вторым входом элемента ИЛИ, выход которого подключен к оэответствуюгдему входу первого переключателя и к счетному входу pmepсивного счетчика, разрядные выходы которого соединены с разрядными входами цифроаналогового преобразователя, входы управления реверсивного счетчика подключены к выходам триггера экстремума и соответственно к первой днфференцирующей цепочке и первому входу третьего элемента И и ко вт эрой дифференцирую. щей цепочке и первому входу четвертого элемента И, второй вход которого соед шен с выходом генератора импульсов и со вторыми входами первого, второго и трет: его элементов И и с первыми входами пятого и шестого элементов И, выходы третьего, четвертого, пятого и шестого элементов И, первой и второй дифференцирую5

Переключатель 25 устанавливается в положе.

we "3", а положение 26 не изменяется.

Начало интервала т определяется моментом перехода реализации x(t) нулевого уровня, а конец — появлением первого максимума. В момент пересечения нулевого уровня схема сравнения 22 формирует положительный импульс, перебрасывающий триггер 23, в результате чего открывается элемент И 10. С этого момента импульсы генератора 5 поступают на вход счетчика

15 до тех пор, пока не наступит первый максимум. При появлении первого максимума на выходе дифференцирующей цепочки 19 возникает импульс, который проходит в соответствующий канальный счетчик 20. Одновременно этот же импульс возвращает триггер 23 в исходное состояние. Он же сбрасывает счетчик 15. В момент следующего перехода нулевого уровня процесс повторяется. Таким образом, в канальных счетчиках накапливаются ординаты оценки плотности распределения т

4) Измерение оцейки плотности распределения длительностей интервалов до появления пер вого минимума т

Переключатель 25 устанавливается в положение "4". Положение переключателя 26 остается прежним, Начало интервала т определяется мо ментом перехода реализацией х (t) нулевого уровня с отрицательной производной, а конец— появлением первого минимума. В момент пересечения нулевого уровня схема сравнения 22 формирует отрицательный импульс, который перебрасывает триггер 24, в результате чего открывается элемент И 11. При появлении первого минимума появляется импульс на выходе диффере щирующей цепочки 19, который перебрасывает триггер в исходное состояние и, кроме того, проходит в соответствующий канальный счетчик

20.

5) Измерение оценки плотности распределения разности амплитуд между соседними экстремумами dh иЬЬ+ .

Переключатель 25 ставится в положение "5", а 26 остается в положении "1".

Разность амплитуд d h . пропорциональна количеству импульсов, прошедших на реверсивный счетчик 13 с момента прохождения минимума к моменту прохождения максимума реализацией

x(t), Это число импульсов подсчитывается счетчи. ком IS, который управляет дешифратором. Сбрасывается счетчик в момент прохождения следуюmего минимума.

Для измерения распределения вероятностей

l&+ переключатель 25 ставится в положение "6". б) Измерение оценки плотности распределеHMR 9KcTpeMYMoB Ьмакe H Ьмин

Перключатель 25 ставится в положение "Г (измерение Ьмакс или "2" (измерение hMIm), а переключатель 26 — в положение "2", при котором дешифратором 16 управляет код реверсивного счетчика 13.

7) Измерение оценки плотности распределения первых максимумов (минимумов) сложного цикла Ьмакс (Ьмин) .

Переключатель 25 ставится в положение "7" (при измерении смаке) или в положение "8" (при измерении армии), а переключатель 26 — в положение "2". Процесс измерения аналогичен предь гнущему. Отличие. заключается в том, что канальные счетчики долЪны фиксировать только первые максимумы (минимумы). Для зтого на третьи входы канальных элементов И 18 подается импульс напряжения с триггера 23 (24). По окончании действия этого импульса элементы И

1% закрываются до начала следующего сложного цикла.

Таким образом, устройство позволяет измерить оценки распределения вероятностей первых максимумов сложных циклов, времени появления первого максимума сложного цикла и перво- го минимума сложного цикла.

Формула изобретения

651349

Составитель Э, Сечнна

Техред Э.«1ужик

Редактор Б. Федотов корректор 3, ательннче««ко

Заказ 807/46 Тираж 779 Подписное

ЦНИИПИ Государственного ко ««нтета СССР по делам изобретений «! открытий

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

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

Шйх цепочек и входы счетчика подключены к соответствующим входам первого переключате — ля, отлйча юащeеся тем, что,"с целью pact ширения его функциойальных возможностей пу тем определения оценки распределения вероятностей первых Максимумов сложных циклов, оно содержит вторую схему сравнения, первый вход которой является входом устройства, второй вход соединен с шиной нулевого потенциала, .первый и второй управляющие триггеры, первые установочные входы которых подключены к выходу второй схемы сравнения, вторые установоч"- ные входы подключены к первым входам канальных элементов И, а выходы первого и второго управляющих триггеров соединены через первый переключатель со вторыми входами канальных элементов И и пятого и шестого элементов И, блок переключеьшя кода, первая группа разрядных входов которого соединена с разрядными выходами реверсивного счетчика, вторая группа разрядных входов — с разрядными выходами

3 счетчика, управляющий вход блока переключения кодов соединен со вторым переключателем, а разрядные выходы через дешифратор подключены к третьим входам канальных элементов И.

10 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР hP 471592,, 6 06 F 15/36, 1974.

2. Чеголин П. М.,111паковский Г. И. Электронт5 ный следящий вычислитель основных параметров случайного процесса, кн. Вычислительная техника, Минск, "Наука и техника", 1965.