Устройство для определения законов распределения случайных процессов

) Н 11 7 52 3(50 6 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ВИДЕТЕЛЬСТВ ВТОРСК ЧабдардовогоДружбытут ьство СССР 1981 ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИ Я СЛУЧАИНЫХ ПР 972527, о ттем, что, с(54) 57) УСТРОИСТВЗАКОНОВ РАСПРЕДЕЛЕ1 ЕССОВ по авт.св.л и ч а ю щ е е с ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(46) 30.12.83. Бюл. Р 4872 Н.З. Сафиуллин и Ш.М (71) Казанский ордена ТруКрасного Знамени и орденанародов авиационный инстиим. А.Н. Туполева531 681.3(088.8)(56) 1. Авторское свидетеР 972527, кл. 6 06 С 7/52прототип ). целью расширения функциональных возможностей путем автоматического определения характеристической функции, оно содержит индикатор характеристической функции, дополнительный интегратор, перемножитель и генератор экспоненциального напряжения, выход которого подключен к первому входу перемножителя, второйвход которого соединен с выходомсумматора, а выход через дополнителный интегратор подключен к сигнальному входу индикатора характеристической функции, вход запуска которого объединен с входом генератораэкспоненциального напряжения и свходом запуска индикатора функции распределения.Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для определения законов распределения случайных процессов в радиофизике, радиотехнике, адаптивных системах и в других областях, 5 имеющих связь со случайными процессами.По основному авт.св. Р 972527 известно устройство для определения законов распределения случайных про О цессов, содержащее группу интеграторов, первую группу перемножителей, первые входы которых соединены соответственно с выходами фильтра, выходы перемножителей первой группы соединены с входами сумматора, выход которого подключен к входу индикатора плотности распределения и через интегратор - к входу индикатора функции распределения, выход генератора импульсов соединен с входом фильтра и первым входом элемента И, выход которого через элемент задержки соединен с входами запуска индикатора плотности распределения и индикатора функции распределения, счетчик нормирования результатов, вторую группу перемножи,телей и решающий блок, группу счетчиков, группу элементов И и блок генераторов вспомогательных нормальных случайных процессов, выходы которого соединены соответственно с первыми входами перемножителей второй группы, выходы которых через интеграторы соединены соответственно с вхо дами решающего блока, выходы которого подклчюены соответственно к входам счетчиков группы, выходы которых соединены соответственно с первыми входами элементов И группы, 40 вторые входы которых соединены с входом генератора импульсов, с вторым входом элемента И и с выходом счетчика нормирования результатов, выходы элементов И группы подключены 4 соответственно к первым входам пере- множителей первой группы, а вход счетчика нормирования результатов соединен с вторыми входами перемножителей второй группы, входом блока генераторов вспомогательных нормальных случайных процессов и входом устройства, при этом решающий блок содержит группу каналов, каждый из которых состоит из последовательно соединенных усилителя и эмиттерного повторителя, входы усилителей являются входами блока, выходы эмиттерных повторителей выходами блока, а эмиттеры усилителей всех каналов соединены с одним выводом резистора, 60 другой вывод которого подключен к шине нулевого потенциала 13.Недостатком известного устройства является то, что оно не позволяет определить характеристическую функ цию анализируемого процесса, весьма полезную при решении целого ряда теоретических и практических задач радиофизики, радиотехники и теории случайных процессов, Например, функция распределения суммы независимых случайных процессов получается при помощи сложной операции многомерного свертывания функции распределения слагаемых, в то время характеристическая функция этой суммы определяется простым перемножением характеристических функций слагаемых. Важный раздел статистической радиотехники, связанный с преобразователем случайных процессов в линейных и нелинейных системах, также связан с аппаратом характеристических функций, значительно упрощающим решение практических задач, и так далее.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем автоматического определения характеристической функции анализируемого случайного процесса.Поставленная цель достигается тем, что устройство для определения законов распределения случайных процессов содержит индикатор характеристической функции, дополнительный интегратор, перемножитель и генератор экспоненциального напряжения, выход которого подключен к первому входу перемножителя, второй вход которого соединен с выходом сумматора, а выход через дополнительный интегратор подключен к сигнальному входу индикатора характеристической функции, вход запуска которого объединен с входом генератора экспоненциального напряжения и с входом запуска индикатора функции распределения.На чертеже представлена структур- ная схема устройства для определения законов распределения случайных процессов.Устройство для определения законов распределения случайных процессов содержит блок 1 генераторов вспомогательных нормальных случайных процессов, группу перемножителей 2 -2,группу интеграторов 3. -3, решающий блок 4, группу счетчиков 5-5 , группу элементов И б-б, группу перемножителей 71-7 , сумматор 8, индикатор 9 плотности распределения, интегратор 10, индикатор 11 функции распределения, счетчик 12 нормирования результатов, генератор 13 импульсов, фильтр 14 элемент И 15, элемент 1 задержки, перемножитель 17, дополнительный интегратор 18, индикатор 19 характе" ристической функции, генератор 20 экспоненциального напряжения. При этом выходы блока 1 генераторов1064284 индикатор 11 Функции распределения выполняют роль индикаторов плотности и Функции распределения. Характеристическая Функция в устройстве получается путем специальных Функцио нальных преобразований случайногопроцесса, а именно екр чь),мнимая величина; ч - произвольный вещественный параметру в дальнейшем усредняется по плотности распреде" 10 ления переменной 6 , т.есреднеезначение функционально преобразованного исследуемого случайного процесса является функцией М15М=г Ц,ЦЫ)ехр(уУ.: ц д (,пИ вспомогательных нормальных случайных процессов соединены с первыми входами перемножителей 2 -2 первой группы, выходы которых через интеграторы 3 -З,у, группы соединены соответственно с входами решающего блока 4, выходы которого подключены соответственно к. выходам счетчиков 5 -5 М группы, выходы которых соединены соответственно с пер" выми входами элементов И б -бм группы, вторые входы которых соединены с выходом генератора 13 импульсов, с вторым входом элемента И 15 и с выходом счетчика 12 нормирования результатов, выходы элементов И б-бМ группы подключены соответственно к первым входам перемножителей 7 -7 второй группы, а вход счетчика 12 нормирования результатов соединен с вторыми входами перемножителей 21-2 М первой группы, вхо 2 дом блока 1 генераторов вспомогательных нормальных случайных процессов и входом устройства, первые вхо" ды перемножителей 7 1-7 М второй группы соединены с входами су ато 25 ра 8, выход которого подключен к входу индикатора 9 плотности распределения, через интегратор 10 - к входу индикатора 11 функции распре-деления и к первому входу перемножителя 17, выход которого через дополнительный интегратор 18 соединен с входом индикатора 19 характеристической функции, второй вход пере- множителя 17 соединен с выходом ге нератора 20, выход генератора 13 импульсов соецинен с входом фильтра 14 и первым входом элемента И 15, выход которого через элемент 16 задержки соединен с входами запуска 40 индикатора 9 плотности распределения, индикатора 11 функции распределения, индикатора 19 характеристической функции и генератора 20.устройство работает следующим . 45 образом.Из реализации исследуемого процесса и реализации блока 1 генераторов вспомогательных нормальных случайных процессов при помощи первой группы интеграторов 2 -2 и интегра.1 М торов.3 -3,1 формируются сигналы сходства. Решающий блок 4 распределяет реализации исследуемого процесса на подсовокупности, которые регистрируются счетчиками 5 -5 Группа элементов И.61-6 М, перемножители 7-7 М , Фильтр 14 и сумматор 8 служат для вычисления плотности распределения исследуемого про" цесса в виде смеси распределений. 60 Счетчик 12 нормирования результатов, генератор 13 импульсов, элемент : И 15 и элемент 16 задержки являются узлами управления устойства, Индикатор 9 плотности распределения, , 65 где Я - область интегрирования, %"), Я(М - плотность распре" деления и характеристическая функция гауссовских компонент смеси)вероятности этих компонент. При поступлении. запускающего импульса с ыхода элемента 16 задержки генератор 20 вырабатывает напряжение ехр (11), которое в перемножителе 17 перемножается с выходным сиг-Мналомд (ц сумматора 8. Выход-,Пной сигнал перемножителя 17 интегрируется в интеграторе 18, а с его выхода сигнал подается на вход ин- . дикатора 19 характеристической функции, который запускается выход" ным сигналом элемента 16 задержки.Конкретное исполнение индикатора характеристической функции, интегра тора, генератора и перемножителя не представляет трудностей. Так, например, в качестве индикаторов могут быть использованы обычные осциллографы, цифропечатающие и перфорирующие устройства, накопители на магнитной ленте. Осциллографические устройства позволяют наблюдать и двумерные характеристические функции. Для более наглядного наблюдения многомерных законов распре еления можно использовать по две и более электроннолучевые трубки.Использование изобретения позво" лит определить характеристическую функцию как визуально, так и в аналитической форме. При этом значи" тельно расширяются функциональные возможности устройства. Более того, использование характеристической функции, полученной при помощи устройства, позволяет упростить решение целого ряда теоретических и практических задач статистической радиофизики и радиотехники.Предлагаемое устройство расширяет функциональные возможности путем автоматического определения1064284 Составитель Э.СечинаТехред Ж.Кастелевич Редактор А.Власенко Корректор Г.Решетник Заказ 10533/50 Тираж 706 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо дЕлам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 характеристической функции, повышаетточность определения характеристиканализируемых процессов, так какнет необходимости дополнительного измерения времени пребывания процесса в заданном интервале, а такжеи дискретных выборок с высокой точностью.