Устройство для определения характеристиквыбросов случайных процессов

 

ОП ИСАНИЕ

И306РЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ()815732

Союз Советским

Социалистическим

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 24.03.78 (21) 2594212/18-24 (51) М. Кл. с присоединением заявки №вЂ”

G 06 G 7/52

Гооударствеииый комитет

СССР по делам иэобретеиий и открытий (23) Приоритет— (53) УДК 681.3 (088.8) Опубликовано 23.03.81. Бюллетень № 11

Дата опубликования описания 28.03.81,/1. В. Боброва, Н. В. Киселев, А. Г. Снегурова и В, В. Щипцов, 11

1и

Северо-Западный заочный политехнический инст тут (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК

ВЫБРОСОВ СЛУЧАЙНЫХ ПРОЦЕССОВ

Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники и предназначено для определения характеристик выбросов случайных процессов.

Известно устройство для определения характеристик выбросов случайных процессов, содержащее амплитудный дискриминатор, формирователь прямоугольного импульса, инвертор, входное устройство, селектор некоррелированных выбросов, преобразователь интервал-число, источник порогового напряжения, генератор импульсов выборок, схему задержки, пиковый детектор, модулятор, временной селектор, электронно-счетный частотомер, которое является универсальным анализатором характеристик выбросов и предназначено как для анализа распределений длительностей выбросов и провалов, так и для анализа распределений плошадей выбросов 11).

Недостаток этого устройства заключается в том, что за один цикл работы вычисляются характеристики лишь для одного уровня анализа, а при обобщении данного устройства на многоканальный случай очень существенными становятся габариты устройства.

Наиболее близким по техническому решению к изобретению является устройство для определения характеристик выбросов случайных процессов, содержащее ам плитудный дискриминатор и интеграторы (2).

Недостатки этого устройства большой объем оборудования и низкое быстродействие.

Цель изобретения — повышение быстродействия и упрощение устройства.

С этой целью в устройство для опреде1О ления характеристик выбросов случайных процессов введены электроннолучевая трубка (ЭЛТ) политрон, регулируемые потенциометры, инвертор и переключатель, при этом вход электроннолучевой трубки политрон объединен с подвижным контактом пере1 ключателя и является входом устройства, один из неподвижных контактов переключателя подключен ко входу инвертора, выход которого объединен с другим неподвижным контактом переключателя и соединен со входом амплитудного дискриминатора, каждый i-тый выход которого через соответствующий управляемый потенциометр подключен ко входам интеграторов, с первого по i-тый выходы которых подключены

815732 к соответствующим управляющим входам электроннолучевой трубки политрон, выход которой является выходом устройства.

Блок-схема устройства представлена на чертеже.

Устройство содержит переключатель 1, инвертор 2, амплитудный дискриминатор 3 на ЭЛТ политрон, дополнительную ЭЛТ политрон 4, регулируемые потенциометры 5 и интеграторы 6. Входы первого интегратора 6 в 1 через регулируемые потенциометры 5 в 1 — 5 — 9 связаны с девятью выходами дискриминатора 3 (т. е. со всеми выходами дискриминатора 3, кроме первого), входы второго интегратора 6 — 2 — через регулируемые потенциометры 5 — 2 — 5—

9 со всеми выходами амплитудного дискриминатора 3, кроме двух первых, а вход последнего и тегратора 6 — 9 через потенциометр 5 — 9 — с последним выходом амплитудного дискриминатора 3.

Устройство работает следующим образом.

Исследуемый процесс через переключатель 1 подается либо непосредственно на амплитудный дискриминатор 3 (при измерении распределения длительностей выбросов или площадей выбросов), либо на инвертор 2, после инвертирования — на вход амплитудного дискриминатора 3 (при измерении распределений длительности провалов). Амплитудный дискриминатор 3 представляет собой электроннолучевую трубку типа политрон. В обычном включении политрон представляет собой функциональный преобразователь (именно так включена ЭЛТ политрон 14). На управляющих входах функциональных пластинах политрона выставляется вид функционального преобразования р(Х), где X(t) входное напряжение, подаваемое на считывающий вход политрона. Как правило, X(t) — линейно нарастающее напряжение. ЭЛТ политрон выполнена таким образом, что в зависимости от потенциала, приложенного к считывающим пластинам, электронный считывающий пучок попадает под ту или иную пару функциональных пластин, и потенциалом на данной паре функциональных пластин определяется уровень выходного напряжения. Для использования в качестве амплитудного дискриминатора считывающий электронный пучок в политроне смещен корректирующими пластинами с выходных коллекторов на функциональные пластины. Поэтому в зависимости от входного напряжения (напряжение на считывающем входе) считывающий луч смещается на ту или иную функциональную пластину, наводя на ней тон, и находится там в зависимости от того, сколько находится входное напряжение в данном интервале потенциалов. Таким образом, подав на считывающий вход амплитудного дискриминатора 3 ЭЛТ политрон подлежащий анализу случайный процесс Х (1), с функциональных пластин (выходов дискриминатора 3) снимаются следующие сигналы: с первой функциональной пластины— сигнал, пропорциональный длительности пре- бывания процесса X(t) в интервале (О; Х,), со второой — в интервале (Х1, Х ), с десятой (у ЭЛТ политрон — 10 пар функциональных пластин) — в интервале (Х, Х,о).

Выбросу случайного процесса для уровня соответствуют сигналы со всех функциональ1О ных пластин политрона 3, кроме первой, выбросу для уровня Хэ — сигнал с десятой функциональной пластины. Сигналы с выходов амплитудного дискриминатора 3 через регулируемые потенциометры 5 (при измерении распределелений длительностей

15 выбросов и провалов коэффициенты на всех потенциометрах одинаковы) поступают на входы соответствующих интеграторов 6.

Следовательно, при подаче на вход процесса Х (t) на интеграторах 6 накапливаются величины, пропорциональные вероятностям длительностей выбросов для соответствующих уровней (на интеграторе 6 — I для уровня Х1, для интегратора 6 — 2 — для уровня Х и т. д). Тогда при подаче на вход ЭЛТ политрон 4 линейно изменяющегося напряжения с выхода политрона 4 (и всего устройства в целом) считывается непрерывная функция распределения длительностей выбросов процесса Х (1) для случая последовательного перебора уровней

Х;. Если на вход политрона 4 подается сам процесс 2(t), с выхода политрона 4 будет снята непрерывная функция распределений длительностей выбросов для случая перебора интервалов Х„, соответствующих реальному изменению процесса X(t).

Следует отметить, что предлагаемое устройство является адаптивным, так как при поступлении новых значений процесса X(t) или новых его реализаций функции распределения автоматически корректируются. При измерении распределений длительностей про4о валов случайного процесса Х(t) переключатель 1 переводится в другое положение, на вход дискриминатора 3 подается инвертированный процесс X(t) и те значения, что раньше соответствовали выбросам, теперь будут соответствовать провалам. В осталь45 ном устройство работает совершенно аналогично.

При измерении распределений площадей выбросов следует принять во внимание следуюшее: как правило, при вычислении площади выброса форма выброса аппроксимируется треугольником и площадь определяется по формуле

V = — At; (1) где А — амплитуда выброса;

Т вЂ” длительность выброса.

При измерении распределения площадей выбросов переключатель 1 находится в положении, показанном на чертеже. Измерение производится совершенно идентично из815732

Формула изобретения

Составитель Л. Григорьян-Чтенц

Редактор С. Л ы жо в а Техред А. Бойкас Корректор М. Шароши

Заказ 662/79 Тираж 745 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

I 13035, Ь1осква, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 мерению распределения длительностей выбросов за исключением коэффициентов на регулируемых потенциометрах 5. Для того, чтобы производить вычисления по формуле (1), необходимо измерить амплитуду А выброса. Однако амплитудный дискриминатор 3 обеспечивает автоматическое разделение выбросов по уровням. С первой функциональной пластины (первого выхода дискриминатора 3) снимается сигнал в том случае, если амплитуда А выброса меньше уровня Х, <д второго выхода дискримина- тора 3 — если амплитуда выброса меньше

Хг. и т. д. Значит, сигналу с каждого i-того выхода дискриминатора 3 соответствует своя амплитуда выброса А„. Следовательно, при накапливании этих сигналов на интеграторах 6 следует лишь учесть веса сигналов с каждого выхода дискриминатора 3, для чего предназначены регулируемые потенциометры 5 (на потенциометре 5 — I выставляется коэффициент — А4), на потен4

7, циометре 5 — 2 — коэффициент — Аа и т. д.).

Таким образом, устройство является универсальным, легко перестраиваемым анализатором характеристики выбросов случайных процессов.

Преимущества устройства заключаются в том, что определение всех характеристик производится в реальном времени за один цикл работы устройства; при измерениях не производится преобразование сигнала в интервал и число, что позволяет повысить точность устройства; измеряемые распределения снимаются с выхода в виде непрерывных характеристик и для их воспроизведения и отображения не требуется дополнительных устройств (за исключением устройств регистрации); устройство является адаптивным, так как измеряемые характеристики автоматически корректируются при поступлении HoBblx значений анализируемого процесса или.его новых реализаций; переход от измерения одних характеристик выбросов случайных процессов к другим производится очень просто, не требует дополнительной аппаратуры что позволяет упростить схемное решение устройства.

Устройство для определения характеристик выбросов случайных процессов, содержащее амплитудный дискриминатор и интеграторы, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия и упрощения, в

15 устройство введены электроннолучевая трубка политрон, регулируемые потенциометры, инвертор и переключатель, при этом вход электроннолучевой трубки политрон объединен с подвижным контактом переключателя и является входом устройства, один из не2р подвижных контактов переключателя подключен ко входу инвертора, выход которого объединен с другим неподвижным контактом переключателя и соединен со входом амплитудного дискриминатора, каждый

i-тый выход которого через соответствующий управляемый потенциометр подключен ко входам интеграторов, с первого по i-тый выходы которых подключены к соответствующим управляющим входам электроннолучевой трубки политрон, выход которой являзр ется выходом устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Мирский Г. Я. Аппаратурное определение характеристики случайных процессов.

М., «Энергия», 1972, с. 420.

35 2. А вторс кое свидетельство СССР

Ме 326521, кл. Ci Ol R 23/16 1970.