Анализатор плотности вероятности случайных процессов
Союз Советских
Социалистических
Республик (iii 698015 (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 06.03.78 (21) 2587587/18-24 с присоединением заявки М (23) Приоритет
5 06 G 7/52
Ппударотоенныб комитет
Опубликовано 15.11 79 Бюллетень № 42
Дата опубликования описания до делам нзобретеннй н открытий (53) УДК 681-З (088.8) (72) Автори изобретения
В. А. Гостев, А. Я. Уклейи и О. Ю. Дербы1иева
Куйбышевский политехнический институт им. В. В. Куйбышева (54) АНАЛИЗАТОР ПЛОТНОСТИ 13ЕРОЯТ11ОСТИ
СЛУЧАЙНЫХ ПРОЦЕССОВ
Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для экспериментального определения плотности вероят- ности случайных процессов в области радиоэлектроники, автоматики, кибернетики, физи5 ки биологии и т.д. в случаях, когда реализация случайных процессов представлена в форме электрических напряжений или преобразована в напряжения.
Известны устройства, позволяющие опреде10 лять плотности вероятности случайных процессов, основанные на измерении яркости свечения экрана электроннолучевых трубок, а также на использовании электронных схем определения относительного времени пребывания ана-15 лизируемого напряжения между уровнями анализа или путем дискретных выборок (1).
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является анализатор, определяющий значения плотности вероятности случайных процессов, содержащий последовательно соединенные входное устройство, блок амплитудной селекции в дифференциальном коридоре, к двум другим входам которого подключены соответствуюгцне выхо :ь1 нсточиика регулируемого постояниагс иаиряжеии». и регистратор (21.
Недостатком известного устройстга являет. ся изменение погрешности измерений плотности вероятности в зависимости от величина опт! деляемой функции на каждом уровне. анализа.
Цель изобретения — повьш;еиис точиос-и анализа.
Указанная цель достигается тем, что в апализатор плотности вероятности слу *.айных про-. цессов, содержащий блок амплитудной селекции, первый вход которого является входом анализатора, а второй вход соединен с выходо источника регулируемого постоянного напряжения, и регистратор, введены блок задания временного интервала, сумматор вр"манных интервалов, измеритель времени. блок управления, преобразователь времени в частоту и блок сравнения, первый вход которого соединен с блоком задания временного интервала. второй вход — с выходом сумматора временных интервалов, а выход подключен к входу блока управления, первый выход которого соешгнсн
698015 с входом источник«i pci."улируемого постоянного напряжения, второй Выход — с первым входом сумматора временных ичтервалов. втОрОИ Вход КОторого с?)елинек с ВыхОдОм блока амплитудной селекции> трe ий выход блока управления соединен с входом известнь(."!и вреМени, Выход ) Эре>мени в a2CTOT?. подключен к регистратору. (О На чертеже )(зображе((ь! ст()уктурная схема анализатора. Ана)!Изатор пло frocTи. Ве)>оятности случаиНЫХ ПРОЦСССОD Hrreer бло?С 1 «л«)ПЛИТУ?(НОИ СЕлекции В дифферевщгальком коридоре <)х, которыи практически мо)хе(быль реализован, НаПРИМЕР> В ВР«Д Bi>!IIJ!N! >>)3)fo! O Ce)(e)TOP?) С ДВ > МЯ ПОРОГВ ;?Пл СЕЛ=1-< ГИИ !",ЕР)НИМ И Н!(ХС(П((:.) ИЛИ С ИСП . - ..« ;З i!!i i)< ВЬ1?ИПГ>"?, 1!лл)Х СЕ> лекторов .; !)5(:(!)та)с )с(с у,.:!)с:!!с?;:,!!. илк ц:)у — »() °:- «"1 " ТИМИ ИЗВЕСТР(ь))И!(СХЕЬ)Н..>)!«))? pelii! Н)?ЯМИ> СЪМматор 2 ))рс!.;.е!1)?,?ч и!<Те ))21<)?) блок 3 срав пения блок 4 )>1!?3->?3(с,",?;??. ?.-Ст(>?«>?,>й )!а(ее(три ВЫХОД2, ПЕРВЫЙ ИЭ КОРОРЬ:;< Сл).==.:3П!Е)) С УПРаВляющим,<од3Р: и<. ()»;???.? .>,C! Увир ?лло? 0 25 ПОСТОЯ?IНОГО ".!)ЛР!1>"Е!>>1?((., Дпа )ЫХ;>;,а Кото))ОГO подключены к со.) :..Тсг? у о?; "..»?Оп<Ловим Вхо. Дам блс)(с), 1 2)>(!??!н > (и-:),->!r < ei-;(,.:.," —,!1? 3Topo!) выход бл;.)) 2 ."- a г и;?Л(>с л)> r,)(??)?е)? (i?x )тг>?)ь?ьл вхо(1051 с)>?«!?;;ат.-?Ол, B.)?3;,!*,)!!;,i> и!(»?)T 28)(08 30 2 тРети!1 ЗЬ(ХС,, --;;!CC.?(Е>ЬЭ::,;:РЕТ?Ь!?Г>,:-3",,???!!1(«," л Н>(Ь.!1 И?Р .Р )?< i .?, Ciл(i .:..,. П>)?,"jr i:. ORB .Елем 7 Вр)е?)с> ): е -(:готе -. 1?CIH!" Г.атого>(>1 8, Со ))To>o)1!,, )*, . >),?)>>,, бло . > 1) ))?)Г>(цг сое(>11.1=" ?! бло)к 9> за?>;?",;?)! Ep(; )3 B!!(3 " !!1!тс))в!)3!а. 1)ег)ед «)з?::.е!)е?(!)?;;»: з.:>(! 2)TC:л треб)уев(011 го?1l HocTb!o 0f! р< ".e;!el))1)- >!!Io."; )ст); зевс,?(т«но(.: H, исПОЛЬЗi r(бл! < -.) И >с !! >1>!> ?C".i L,.>b: "Ci)Bксй а))али. .«2 или <())л?ри!!о r ДР ()>3)))е!)Св. "". !bHor0 к3ридора ig)(Вь(лавее,)?,;х <-,0 i!!H)с?3, 5 1)er(>. ?H? )>eri!0- .л(3 1-о постоянн.> ..>) 1!; ();я:,<ен?:л), ) Оч!)Ость r!:)ìcpcния сОотгетс>в «т,",>:?о ). .>T<."Ох!у в"i!)>(Спи .!(И1?еб?,)па(И(я И 03>С)1«лЕ;.().»;;; (3>; » )i !!:;1))).epehi33! з аль 1!) м Hop(I, ? с 3е П1)ОЦЕСС !()1()epe?!r? - )>31 л i!122!":ОМ и >ТНОСТИ 5 вероятности ))а !«??Ве;ся с с))>3)0,":.,>е" сьшой подачи СИ> Н23»ОВ б(ГС)(С а ", (, 2! 5>,1(,? Ч >.? > С )(>> > !атop Временных Hi)! е?)Валс>В >i .?3".е(>%)гель В?)смени 6. ГГРОИЗВОДЯЩЧХ >> CT231>))?))!<У »3! Ч ИСХОДНОЕ !(УЛЕ" зое состояние., и и.-;:.:;? <ялик 5 регулируемого f(<)< > О)л)?кого ? > И;()>,-,"е(П)Я Ко-; OP>br!I ) (PH т{)М в blP262Tbf BGcT !) Я(г3х))сснк)! х, 8 х, =, с) ь /Ьх > подаваемые:?а про<>?Ов;.; P.. оды блока 1:.!,(плитудн()й се))екц?1!".. а)от()с гст)??>)))щие т!СОВОi Г>1 у д)(<>)<реь?С(1!(?()?Дьн
Исс!!ед)(<;ьлb!. i си(;:ал поступает на блок 1 амплитудной ceilе)
> кОтооое являе ? .3? ",, (ас")л!цн?-.) H eb!xo???Иые сигналы Koòo?> ;! >) ИВ?:B OT? i»>?«?() >>?)всеь(?л дли тглькость которых определяется частными интервалами,(й „абсолютного времени пребыва-. ?ия, в течение которого мгновенные значения случайного процесса находятся в дифференциальном коридоре Ьх, определяемого уровнями анализа )<, и х,. Сумматор 2 временных инР тервалов осуществляет суммирование частных интервалов абсолютного времени пребывания в )=) Z 5t; исследуемого сигнала в дифференци-, альном коридоре D)< а блок 3 сравнения осу(пествляет сравнение накапливаемой суммы ,Х Ьт„. с абсолютным временем пребывания К ) = ) исследуемого сигнала в дифференциальном коридоре Ах, которое было выставле !о на блоке 9 перед измерением исходя из требуемой точности. Р) При достих(енпи значе!гия ) = К блок Хdt 3 с)3авне)!Ия подает сигнал на блок 7 управления> при появлении которого олок .4 управления переводит ", исходное нулевое состояние сy;arr2TOp 2 Временных интервалов и из!иеритель времени 6, измеряюпгий время Т достиже-! i ния суммы частотных интервалов УЛт. абсо1:,) т лютпого времени пребывания значений процесс2 в дифференциальном коридоре )зх наперед заданной вели ипы К, ко!орое затем преобразуется преоб)ьэзователем 7 в вели сину 1 Т > характеризующую частоту появления значений с()учай))(010 процесса в дифференциальном коридоре х., и дчя уровней анализа х, и х, =х, +АХ с00ТНе Tc!Hóåò значени)о <3> (х) ()х, которое реги< рируется регистратором 9. 1(эыерениа значений (IJIOT).ocT(i вероятности на послед. и)!?щ?(х (ровнях анализа x„.и х, = х +Ьх 1 1" ),!Де = 2, 3 ... л)) производятся аналогично. 1?рич(,ivl к2)K Jb!N pd2 Гр)(досгижении лл)Ц = К Ф> с и,!х()да блока 3 сравнения на блок 4 управЛЕ))ИЯ ЛОСТУПВЕТ СИГНаЛ O> Of(>I2H>H)1 О>)ЕРЕДНОГО зта!Та из epeHHT! Иа заданных уровнях анализа, а блок 4 ут(равления Вырабатывает при этом сигналы, одновременно поступающие иа сум?>!<Т)ор 2 Временных интервалов и измеритель Времени 6, Возвращающие их в исходное пулевое состояние, и На регулируемый источник 5, выходные напряжения которого при этом изменяются скачкообразно на величину Лх = -coo2t. !?;о состветствует очередному дифферен()иа()ь)!Ому коридору анализа. Таким образом, устройство позволяет последовательно провести анализ случайного процесса во Всем диапазоне его возможных зкачекий и полугить серию точек кривой распреДЕЛЕНИЯ «3 ),Х) < .)Х. Достигае(,(ый при использовании изобретения положительный эффект определяется при сопоставлении погрешности измерения вероятное лых характеристик предлагаемым чстройств?В) с r!orpe!UHocTblo, имеющей место при из698015 мерении аналогичных характеристик известными устройствами, для которых в случае нормального закона распределения случайного процесса она определяется по формуле ИЭ ПрИВЕдЕННОГО раСЧЕТа ВИЛНО, inO ((рс,<лагаемое устройство позволяет cy((fec(BEI<(«I снизить погрешность измерения плотности вероятности случайных процессов. I!p((»!cM наиболее существенное увеличение точности измерения соответствует малым эначениям плотности вероятности. 2»..» 1»с ()1 а Ц„) e, где 5 Ю1 Анализатор плотности вероятности случайных процессов, содержащий блок амплитудной селекции, первый вход которого является вхо(дом анализатора, а второй вход соединен с выхоцом источника регулируемого постоянного напряжения, и рсгнстратор, О т л и ч а10 IЦ И Й С Я ТЕМ» i! )ri, С !(ЕЛI!O ПОВ1((((СН!(Ч 10лп»(О» ТН ап»»П» i", Ора . и «слсТС!»»»i i бЛО» 3»я ния Брем<лшого интсрв зля» су((м это!),< рс л с !".! - интервалов, измеритель времени, блок увравл:. .!(!(!»»» Лр Об азОВ21ель среме?(!! В час) )1Y (! с! с .к СраВНСНПЯ» ПЕрвв(!! ВХ<, КОТ;срОГО .-ОЕ;Нс<.!! С 61 ОКОМ Яда(сия ВОЕЛ(Е(сп )Г" <»I»T=1(я с Втор и ВХОД вЂ” С ВЫХОЛОМ С"Л((»(ат<)р» ВрСЛ!Е!(((с (Х ((((тс1)валов. B 8b(xEB» 1(<»д< "(<г»".I(Y лх.7";, блока ) ПРаалс)((!(Я» (III»(I((); .Хоц КОТ»»" (! С<»F !Гсс((с С С!»„ ОЯОЛ(ЯССТОЧл(И!» л РоГУ»1!». »<»< »MO! О ЯО СС, Я»(Н ГО 1(аЛРЯжси((Я, ВТОРОЙ ЯЫХ»Э!. — . Л»Е!»В((Л((сс;. 3О дом сумматора врсмешгых lf (тсрв.с((< в (,for»o(",вход кот.>рого соединен с в(,(:.;..... 6((с.;» э(плl(тул(ноп се(le(;!((Elf, третий 8(i!;o., r(»(.-.к» У;(Г.:. ЛСНИЯ СОЕд!ГНЕЛ С ВХОЦС М ?<Э;.(»*j!III<,,!IB })рСЛ(с (((i. Выход которого ч роз преобраэ В Тел(, времеНИ Ч ЧЯСТОТУ с <»ДКЛ(СЧЕН К РЕГЛС;"»;i:! ОРУ. ИСТОЧIсПК 1 П(<<()ОРЛса((
ПРИНЯТЬ(В ВО В((!<л(;(С(ИЕ «;)!» BI.-ПЕР1(СЭ<. 1. » -". МИрСКИй Г. Я, Аст!(ярзтурНОС Орр,(. .»Ссн!" ХаРВКтЕРИСТИК СЛУ (а((((ЫХ ((РО.)CCC0(. П, — .л<,. Энергия"» 196",, с. 50--61 <,лр<>тот!(»(). К с»» (О. ) с — относительная ожидаемая погрешность определения плотнос(х ти вероятности; ф — производная от интеграла ве- роятности; Т.(81= 0 — нормированная продолжительность анализа; т — интервал корреляции; Т, — продолжительность анализа (Т, = const). Нормированная продолжительность анализа в каждом дифференциальном коридоре Ьх в предлагаемом анализаторе О, зависит от значения плотности вероятности на этом уровне цри этом погрешность измерения выражается эависил(остью Относительное уменьшение ожидаемой погрешности q Формула изобретения 698015 Составитель Э. Сечина Техред H. Ba6ypxa Корректор И. Муска Редактор А. Кравченко Тираж 780 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5 Заказ 8685 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
