Устройство для измерения функции распределения случайных сигналов

Ь Оин 4д 1 ЯД3 Сфюз Сфветсмиа Сфциавистичесмих Реснублим(Я) М. йл. С 06 С 7/52 ГосударственныЯ комитет СССР ио давим изобретеннЯ и открытий(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. Р 235412.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 строб- импульсов, подключенному так Же к управляющему входу генератора,импульсов случайной амплитуды, выход кото рого соединен с первым входом первого амплитудного дискриминатора, второй вход которого подключен к регулятору уровня выборки, выход модуляторасоединен 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 - ИЛИ, входы которого соединены соответственно с выходами первого и второго амплитуд ных дискриминаторов 11, Ю Недостатком данного устройства является отсутствие возможности классификации входных процессов по параметрам законов распределения, Введение классиФикации по функциям распре. - деления 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 измеренияЦелью изобретения является расширение Функциональных возможностей устройства с тем, чтобы одновременно с измерением функций распределителя вероятностей осуществлялась ее класси. фикация. 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 средне- квадратического 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 входкоторого соединен с первым входомключа, второй вход которого подключенк выходу реверсивного счетчика, выходключа через регистр памяти соединенс первым входом блока вычитания, второй нход которого подключен к выходу блока умножения, выход блока вычитания соединей с первым входом блока управления, второй вход которого подключен к.регулятору уровня выборки, третий выход блока управления является выходом устройства. 10Устройство содержит усилитель 1, модулятор 2, генератор стробирующих импульсов 3, генератор импульсов случайной амплитуды 4, амплитудные дискриминаторы 5,6, регулятор уровня вы борки 7, логический элемент типа ИСКЛЮЧИТЕЛЬНО-ИЛИ 8, ренерсивный счетчик 9, цифроаналоговый преобразователь 10, ключ 11, блок упранения 12, блок памяти 13, регистр памяти щ 014., блок вычитания 15, блок умножения 16, измеритель 17 среднекнадратического отклонения (СКО) случайного процессаУсилитель 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 - самплитудным дискриминатором б, Другой вход амплитудного дискриминатора б подключен к выходу регулятора уровня выборки 7, Выходы амплитудных диск-З 6 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 реверсивногосчетчика 9 подключен также ко нходуключа 11, второй вход которого соединен с первым выходом блока управле ния 12 Выход ключа 11 соединен со входом регистра памяти 14, подключенного своим выходом к первому входублока 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. Рход блока памяти 13 соединен со вторым выходом бло ка управления 12, подключенного своим вторым входом к выходу регулятора уровня выборки 7. 60Устройство 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 пульса от генератора 3. Уровень напряжения выборки снимается с преобразонателя 10С 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 реверсивног 6 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 б.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 Р(Х)"-Е ( Е - близко по значенйю к 1) и близкое к максимальному значению случайного процесса Хд, 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 Р(Х)= Е (Е 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 4 , которое поступает в блок умножения 16. В тот момент, когда в регистр 14 записывается значение Х 1, блок управления 12 выдает команду в блок пдМяти 13 на считывание значения ; ;+ начиная с2минимального, где : х/б . В блоке6 56046 Формула изобретения памяти 13 хранится набор значений ,причем одно значениесоответствуеттолько определенному виду Функции распределения иэ всего их многообразия,посравнению с которым осуществляетсяидентификация функции распределенияисследуемого сигнала.возможность идентификации по зналчениюследует иэ того, что это значение однозначно зависит от видафункции распределения. Так, для нормального процессаравно 3; для равлномерного - Х = 1,73; для распределения Симпсона у = 2,45 для экспоненциального распределения= 5;для распределения типа агсэЫ= 1,4,для логарифмического нормального распределенияизменяется от 3 до 10в зависимости от параметров распределения; для рэлеевского распределения= 3,3, Минимальная разностьмежду значениями Ч для приведенногонабора наиболее часто встречающихсяраспределений составляет величинуЬУ= 0,33,Считанное значение 1 иэ блока памяти 13 поступает в блок умножения16, на выходе которого образуетсяпроизведение6, поступающее вблок вычитания 15, На второй еговход из регистра 14 поступает измеренное значение Х 1, иэ которого вычитается величина у; 6 . Если Х -;6(то блок управления 12 дает командуна считывание из блока памяти 13значения ;1 большего. Если у;6 сХ 1 ,6, то устройство управления 12 выдает сигнал. принадлежностифункции распределения исследуемогопроцесса к виду, характеризующемусязначением, равным у; 1. Таким образом, произошла идентйфйкация функции расределения исследуемого процесса с одной иэ Функций распределения,имеющихся в наборе,Следовательно, включение в устройство по авт.св. 9235412 функциональных узлов, незначительно усложняющихего, приводит к расширению функциональных возможностей. Расчет показывает, что для надежной работы устройства необходимо измерение Я с погрешностью 10-15 и измерение Х спогрешностью 5-10 при д = 0,33Эти величины зависят от величины д 5 и в зависимости от требуемых погрешностей измерения 6 и Х выбираетсянеобходимое время измерения.Устройство позволяет значительносократить затраты на идентификацию 10 функций распределения вероятностей. Устройство для измерения Функцийраспределения случайных сигналов поавт.св. Р 235412, о т л и ч а ю щ е- е с я тем, что, с целью расширенияфункциональных возможностей эа счетклассификации распределений, в устройство дополнительно введены блокуправления, ключ, блок памяти, регистр памяти, блоки умножения, вычитания и измеритель среднеквадратического отклонения, вход которогосоединен со входом устройства, а выход подключен к первому входу блокаумножения, второй вход которого соединен с выходом блока памяти, входкоторого подключен к первому выходу 30 блока управления, второй выход которого соединен с первым входом ключа,второй вход которого подключен к выходу реверсивного счетчика, выходключа через регистр памяти соединен 35 с первым входом блока вычитания,второй вход которого подключен к выходу блока умножения, выход блокавычитания соединен с первым входомблока управления, второй вход кото рого подключен к Регулятору уровнявыборки, третий выход блока управления является выходом устройстваИсточники информации, принятые вовнимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР9235412, кл. С 06 6 7/52, 1968,ЦНИИПИ Заказ 1519/38Тираж 779 Подписное илиал ППП Патент, ,Ужгород,ул,Проектная