Устройство для определения функции плотности вероятности

011 5728 Ю Союз Советских Социалистических Рвонублнк(51) М. Кл 2 6 066 7/52 присоединением заявк Государственный комитетСовета Министров СССРдо деЛам нэобретвнийн открытий(23) Приорит УДК 681.3(088.8) Опубликовано 15.09.77, Бюллетень Ъ 45) Дата опубликования о ания 01,11. 2) Авторы изобретения А. Зайцев, А. А. Зыков, Ю. Н. Иртегов и Б, П. Турченев 71) Заявитель 54) СТВО ДЛЯ ОПРЕД ВЕРОЕНИЯ ФУНКНОСТИ ЛОТНОСТИ Изобретение касается специализирован 1 ных средств вычислительной техники и может быть использовано для анализа распределения вероятностей случайных процессов.Известно устройство 1 для переключения 5 функций распределения вероятностей, содержащее схемы И, НЕ, ИЛИ, триггеры, осуществляющее операцию нахождения произведения функций распределения вероятностей логическим путем. 10Недостатками такого устройства являются необходимость преобразования исследуемых процессов в цифровую форму, а также ограниченное быстродействие устройства.Наиболее близким по технической сущности 15 к данному изобретению является устройство для определения функции плотности вероятности 21, содержащее генератор опорного сигнала, частотный модулятор, первый вход которого является первым входом устройства, а 20 выход подключен к входу анализатора спектра мощности, выход которого является выходом устройства.Однако такое устройство позволяет непосредственно определять функцию плотности 25 вероятности лишь одного сигнала.Целью изобретения является расширение класса решаемых задач.Для этого ъ предлагаемое устройство введены квантователь по амплитуде и дополни тельный частотный модулятор, выход которого соединен со вторым входом частотного модулятора, первый вход - с выходом генератора опорного сигнала, а второй вход дополнительного частотного модулятора подключен к выходу квантователя по амплитуде, вход которого является вторым входом устройства.Сущность изобретения состоит в том, что производится модуляция по частоте сигнала г(1) сигналом х(т), причем сигнал г(т), в свою очередь, является результатом модуляции по частоте опорного сигнала 5(1) сигналом у(1). Получаемая огибающая спектра частотно-модулированных (ЧМ) колебаний при большом индексе модуляции пропорциональна произведению функций плотности вероятности модулирующих сигналов.На фиг. 1 приведена блок-схема предлагаемого устройства; ва фиг. 2 - выходные сигналы частотных модуляторов.Устройство содержит частотный модулятор 1, на второй вход которого подключен допол.нительный частотный модулятор 2, а его выход связан с анализатором спектра мощности 3. Сигнальный вход дополнительного частотного модулятора 2 подключен к квантователю по амплитуде 4, а второй вход - к генератору опор, ното сигнала 5.Устройство работает следующим образом.Напряжения реализации процессов х(1) иу подаются соответственно на сигнальный вход частотного модулятора 1 и на квантователь по амплитуде 4. Сигнал у(1) дискретизируется по амплитуде в квантователе 4 и затем модулирует по частоте гармонический сигнал 5 5(1), подаваемый на второй вход дополнительного частотного модулятора 2 с выхода ,генератора опорного сигнала 5.Если выполняется условие В 2)1, где В - индекс модуляции сигнала в дополнительном 10 частотном модуляторе 2, то,на выходе этого частотного модулятора получается сигнал г(1), спектр мощности которого описывается выражением15А 2 + Аю" " Уи(уу) +( ) 200 В а, , э где2 б,= 25В а з, (у) - одномерная плотность вероятности сигнала у(1), ы, (у, у) - совместная плотность вероятности,30 л, Аю, а - константы, При отсутствии амплитудной дискретизации сигнала у(Е) огибающая спектра на выходе модулятора 2 пропорциональна плотности вероятности и,(у) сигнала у(1).35Однако, ввиду дискретизации сигнала у(1) по амплитуде и выполнения условия ЫТ,м, где Ы - длительность наименьшей ступени в дискретизированном по амплитуде сигнале у, Т - период наинизшей частоты допол нительного модулятора 2, спектр 6,(1) будет линейчатым, отибающая которого пропорциональна в,(у) (см. фиг. 2 а).Количество составляющих спектра 6,(1) сигнала г(1), расположенных равномерно по45 оси частот, будет равно числу уровней квантования М сигнала у(1).Сигнал г(1) играет роль опорного сигнала для частотното модулятора 1, на сигнальный вход которого подается сигнал х(1). Сигнал х(1) модулирует по частоте сигнал г(1), представляющий собой сумму Ж гармонических составляющих, амплитуды которых распределены по закону распределения плотности вероятности сигнала д(1), т. е, сигнал х(1) модулирует по частоте каждое из У гармонических колебаний сигнала г(1). При этом спектр мощности любото Й-го модулированного колебания при выполнении условия В 1, будет равен26=б,ы,(у) Ь,в,( ) +, (Ф( ХДХ - г (У)фдхЗгде12О,=6, аДля получения хорошего разделения й-тых составляющих спектра ЧМ результирующего сигнала необходимо, чтобы выполнялось условиеВ,)Ф ВСипнал с выхода частотного модулятора 1 поступает на анализатор спектра мощности 3, на выходе которого получается спектр огибающей б соответствующий при выполнении приведейных выше неравенств значению (см. фиг. 2 б).О,Я= - Ь, ЬЫю,Ы ,(х).Предложенное техническое решение позволяет существенно расширить по сравнению с прототипом класс решаемых задач, в частности, получить произведение функций плотности вероятности двух сигналов.В предлагаемом устройстве решена также задача отображения полученной функции произведения, являющейся трехмерным объектом, на плоскости (экране осциллографа) путем введения различия в выбранных индексах модуляции частотных модуляторов.Предлагаемое устройство выполняется на стандартных микросхемах цифровой техники и может быть реализовано без затруднений.Формула изобретенияУстройство для, определения функции плотности вероятности, содержащее генератор опорното сигнала, частотный модулятор, первый вход .которого является первым входом устройства, а выход подключен к входу анализатора спектра мощности, выход которого является выходом устройства, отличающееся тем, что, с целью расширения класса решаемых задач, в устройство введены квантователь по амплитуде и дополнительный частотный модулятор, выход которого соединен со вторым входом частотного модулятора, первый вход - с выходом генератора опорного сигнала, а второй вход дополнительного частотного модулятора подключен к выходу квантователя по амплитуде, вход которого является вторым входом устройства.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР437079, кл. 6 06 Р 15/36, 1973.2. Авторское свидетельство СССР 362308, кл. б 06 Р 15/36, 1972.572810а 2 Составитель Э. Сечин Техред И. Михайлова едактор Н. Каменская Изд.745Государственного ко по делам изо 113035, Москва, Ж Тираж 818 итета Совета Министров ССС ретений и открытий 5, Раушская наб., д. 4/5