Устройство для измерения функции распределения случайных сигналов

 

Омно р а д яа

Сеюз Советсмик

Сфциавистичесмих

Рвснублим

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ (щ 656046

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (63) Дополнительное к авт. свид-ву 9235412 (22) Заявлеио2409.76 (21) 2406857/18-24 с присоединением заявки И— (Я) М. Ел.

G G 7/52

Государственный комитет

СССР ио давим изобретеннй: и открытий (23) Приоритет (53) УДК 681.333 (088. 8) Опубликовано 050479.Бюллетень № 13

Дата опубликования описания 0704,79

Л.П.Иванян, Н.В.Попенко и Э.П.Тихонов (72) Авторы изобретения

Pl) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ФУНКЦИЙ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ

СЛУЧАЙНЫХ СИГНАЛОВ

Изобретение относится к техническим средствам для измерения случайный процессов и является усовершенствованием устройства для измерения функций распределения случайных процессов по авт.св. 9235412.

Устройство по основному авт.св.

9235412 содержит усилитель, вход которого является входом устройства, выход усилителя соединен со входом модулятора, второй вход которого под ключен к выходу генератора стробимпульсов, подключенному так Же к управляющему входу генератора,импульсов случайной амплитуды, выход которого соединен с первым входом первого амплитудного дискриминатора, второй вход которого подключен к регулятору уровня выборки, выход модулятора соединен с первым входом второго амплитудного дискриминатора, второй вход которого подключен к выходу цифроаналогового преобразователя, входы крторого соединены с выходами реверсивного счетчика, вход которого соединен с выходом логического злемента исключительно - HJIH, входы которого соединены соответственно с выходами первого и второго амплитуд. ных дискриминаторов (11. 36

Недостатком данного устройства является отсутствие возможности классификации входных процессов по параметрам законов распределения. Введение классификации по функциям распределения приводит к дальнейшему повыше. нию качества йзмерения, так как знание вида функций распределения позволяет легко получить математическое описание функций распределения. Кроме того, сокращается избыточность в результатах измерения °

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства с тем, чтобы одновременно с измерением функций распределителя вероятностей осуществлялась ее классификация. Эта цель достигается тем, что для измерения функций распределения по авт.св. 9235412 дополнительно введены блок управления, ключ, блок памяти, регистр памяти, блоки умноже- ния, вычитания и измеритель среднеквадратического отклонения, вход которого соединен со входом устройства, а выход подключен к первому входу блока умножения, второй вход которого. соединен с выходом блока памяти, вход которого подключен к первому выходу блока управления, второй вход

656046.которого соединен с первым входом ключа, второй вход которого подключен к выходу реверсивного счетчика, выход ключа через регистр памяти соединен с первым входом блока вычитания, второй нход которого подключен к выходу блока умножения, выход блока вычитания соединей с первым входом блока управления, второй вход которого под-. ключен к.регулятору уровня выборки, третий выход блока управления является выходом устройства. 10

Устройство содержит усилитель 1, модулятор 2, генератор стробирующих импульсов 3, генератор импульсов случайной амплитуды 4, амплитудные дискриминаторы 5,6, регулятор уровня вы- 15 борки 7, логический элемент типа

ИСКЛЮЧИТЕЛЬНО-ИЛИ 8, ренерсивный счетчик 9, цифроаналоговый преобразователь 10, ключ 11, блок упранения

12, блок памяти 13, регистр памяти 20

14., блок вычитания 15, блок умножения 16, измеритель 17 среднекнадратического отклонения (СКО) случайного процесса.

Усилитель 1 подключен ко входу модулятора .2, к другому входу которого подключен генератор стробирующих импульсов 3, соединенный с генератором импульсов случайной амплитуды 4.

Модулятор 2 соединен с амплитудным дискриминатором 5, а генератор импульсов случайной амплитуды 4 — с амплитудным дискриминатором 6. Другой вход амплитудного дискриминатора

6 подключен к выходу регулятора уровня выборки 7. Выходы амплитудных диск-З6 риминаторов 5 и 6 подключены к двуМ входам логического элемента ИСКЛЮЧИТЕЛЬНО-ИЛИ 8, выход которого соединен со входом реверсивного счетчика 9, который через преобразователь 10 40 подключен ко входу амплитудного дискриминатора 5. Выход реверсивного счетчика 9 подключен также ко нходу ключа 11, второй вход которого соединен с первым выходом блока управле- 45 ния 12„ Выход ключа 11 соединен со входом регистра памяти 14, подключенного своим выходом к первому входу блока вычитания 15, второй вход которого соединен с выходом блока умножения 16, а выход блока 15 соединен с первым входом блока управления 12. ,Блок умножения 16 одним входом соеди нен с выходом измерителя 17 СКО, а другим — с выходом блока памяти 13.

Вход измерителя 17 СКО соединен со входом усилителя 1. 5ход блока памяти 13 соединен со вторым выходом бло-ка управления 12, подключенного своим вторым входом к выходу регулятора уровня выборки 7. 60

Устройство работает следующим образом. Входной сигнал подается на измеритель 17 СКО и через усилитель 1 и модулятор 2 на амплитудный дискриминатор 5 в момент стробирующего им- 65 пульса от генератора 3. Уровень напряжения выборки снимается с преобразонателя 10 ° С амплитудного дискриминатора 5 на логический элемент 8 в зависимости от того, превысил ли входной сигнал напряжение на преобразователе 10 или нет, подаются или не подаются импульсы. Импульсы с выхода амплитудного дискриминатора 5 поступают на один из входов логического элемента 8, на другой вход которого поступают импульсы с амплитудного дискриминатора б. Дискриминатор б выдает импульсы н том случае, если амплитуда импульсов генератора 4 превысила напряжение на выходе регулятора уровня 7. Момент поступления импульсов от генератора 4 определяется стробирующими импульсами генератора 3. Логический элемент ИСКЛЮЧИТЕЛЬНО-ИЛИ 8 подает на вход реверсивног6 счетчика 9 импульсы только в том случае, если на выходе дискриминатора 5 или б один из сигналов отсутствует. Когда нероятность появления единицы с выхода дискриминатора

5 больше вероятности появления единицы с выхода дискриминатора б, число на реверсивном счетчике 9 будет возрастать. С увеличением числа на реверсивном счетчике увеличивается уровень напряжения выборки на входе дискриминатора 5, что приводит к уменьшению частоты поступления положительных импульсов на логический элемент

8. Это происходит до тех пор, пока не сравняется частота появления импульсов одинаковой полярности с выходов дискриминаторов 5 и 6.

Таким образом, в результате подстройки на реверсивном счетчике 9 устанавливается число, пропорциональное значению аргумента функции распределения и флюктуирующее с некоторой дисперсией. Значение аргумента Х« соответствующее значению функции распределения Г(Х )"-Е (Š— близко по значенйю к 1) и близкое к максимальному значению случайного процесса Х д„ по команде с устройства управления

12 с реверсивного счетчика 9 через ключ 11 переписывается в регистр 14.

Команда на перепись устройством управления 12 вырабатывается при условии, что F(X) = E (g задается заранее регулятором уровня выборки 7) и величина дисперсии аргумента Х не превышает заданной величины. Однонременно с измерением аргумента Х 1 измеритель 17 — СКО определяет среднеквадратическое отклонение исследуемого процесса б, которое поступает в блок умножения 16. В тот момент, когда в регистр 14 записывается значение Х, блок управления 12 выдает команду в блок пд(взяти 13 на считывание значения g;+ g;+ начиная с

r1

2 минимального, где = x/á . В блоке

656046

Формула изобретения памяти 13 хранится набор значений, ! причем одно значение соответствует только определенному виду функции распределения иэ всего их многообразия,по сравнению с которым осуществляется идентификация функции распределения исследуемого сигнала.

Возможность идентификации по знал чению g следует иэ того, что это значение однозначно зависит от вида функции распределения. Так, для нормального процесса g равно 3; для равл номерного — Х = 1,73; для распределения Симпсона g = 2,45 для экспоненциального распределения = 5; для распределения типа arcsln g = 1,4, для логарифмического нормального распределения g изменяется от 3 до 10 в зависимости от параметров распределения; для рэлеевского распределения $ = 3,3, Минимальная разность между значениями Ч для приведенного набора наиболее часто встречающихся распределений составляет величину ау = 0,33.

Считанное значение 2I иэ блока памяти 13 поступает в блок умножения

16, на выходе которого образуется произведение g 6, поступающее в

1 блок вычитания 15. На второй его вход из регистга 14 поступает измеренное значение Х1, иэ которого вычитается величина у; 6 . Если Х - ;6>( то блок управления 12 дает команду на считывание из блока памяти 13 значения ; 1 большего . Если у;6 (Х1с ;+ 6, то устройство управления 12 выдает сигнал. принадлежности функции распределения исследуемого процесса к виду, характеризующемуся значением х, равным у; 1. Таким образом, произошла идентйфйкация функ ции расределения исследуемого процесса с одной иэ функций распределения, имеющихся в наборе.

Следовательно, включение в устройство по авт.св. 9235412 функциональных узлов, незначительно усложняющих его, приводит к расширению функциональных возможностей. Расчет показывает, что для надежной работы устройства необходимо измерение C) с погрешностью 10-l5% и измерение Х с погрешностью 5-10t при д = 0,33 °

Эти величины зависят от величины д

5 и в зависимости от "-ребуемых погрешностей измерения 6 и Х выбирается необходимое время измерения.

Устройство позволяет значительно сократить затраты на идентификацию.

10 функций распределения вероятностей.

Устройство для измерения функций распределения случайных сигналов по авт.св. Р235412, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей эа счет классификации распределений, в устройство дополнительно введены блок управления, ключ, блок памяти, регистр памяти, блоки умножения, вычитания и измеритель среднеквадратического отклонения, вход которого соединен со входом устройства, а выход подключен к первому входу блока умножения, второй вход которого соединен с выходом блока памяти, вход которого подключен к первому выходу

30 блока управления, второй выход которого соединен с первым входом ключа, второй вход которого подключен к выходу реверсивного счетчика, выход ключа через регистр памяти соединен

36 с первым входом блока вычитания, второй вход которого подключен к выходу блока умножения, выход блока вычитания соединен с первым входом блока управления, второй вход кото40 рого подключен к регулятору уровня выборки, третий выход блока управления является выходом устройства °

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9235412 кл. G 06 G 7/52, 1968.

ЦНИИПИ Заказ 1519/38

Тираж 779 Подписное

Филиал ППП Патент, r.Óæãoðoä,óë.Проектная,4