Устройство для определения плотности вероятности случайного процесса

(2 (2 (4 (7 которои задержатора ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ 1) 3508 42) 03.б) 07.0384. Бюл. Р 92) Л.В,Боброва, Н.В.Киселев,В.В.Щипцов и А.Г.Якубовская(71) Северо-Западный заочный политехнический институт(56) 1. Авторское свидетельство СССР 648990, кл. 6 06 Р 15/36, 1977.2, Авторское свидетельство СССРпо заявке Р 3356013/18-24,кл. 5 06 Г 15/36, 1981 (прототип) .(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯПЛОТНОСТИ ВЕРОЯТНОСТИ СЛУЧАЙНОГОПРОЦЕССА, содержащее линию задержки, компаратор, ключ, амплитудныедискриминаторы и блок оценки плотности вероятности, содержащий и каналов, где п - количество оценок,при этом каждый-й канал, где1-и, содержит (и+1)- элементов И и счетчиков, счетный входкаждого счетчика 1 -го канала соединен с выходом соответствуяцегоэлемента И своего канала, первыевходы элементов И 1 -го канала объединены и подключены к 1 -му выходупервого амплитудного дискриминатора, вторые входы 1-х элементовИ всех каналов объединены и подключены к-у выходу, где ):1-и, второго амплитудного дискриминатора,входы амплитудных дискриминаторовсоединены соответственно с прямым.80, ппящ А и инверсным выходами ключа, первый информационный вход го объединен с входом лини ки, с первым входом кбмпар и является входом устройства, управлякщий вход ключа соединен с выходом компаратора, второй вход которого объединен с вторым информационным входом ключа и соединен с выходом линии задержки, отличающее с я тем, что, с целью расширения класса решаемых задач, оно содержит П -входовые сумматоры и интерполяторы по числу каналов блока оценки двумерной плотности,и(и 1) 2 - входовый сумматор и в кажром канале блоки деления по числу элементов И в канале, при этом первый вход блока деления в каждом канале объеди нен с соответствующим входом п(п 1)/гвходового сумматора и соединен с выходом соответствующего счетчика своего канала, вторые входи блоков деления всех каналов объеди-. нены и подключены к выходу и(и 1)/2 входового сумматора, одноименные входы И -входовых сумматоров и интерполяторов в каждом канале попарн объединены и подключены к выходу соответствующего блока деления своего канала, выходы интерполяторов и и -входовых сумматоров являются соответствующими кыходами устройства.55 60 65 Изобретение относится к статистической измерительной технике, предназначена для определения статистических характеристик случайных процессов.Известно устройство, вычисляющее оценку двумерной плотности вероятности, содержащее интегратор, два кампаратара, генератор тактовых импульсов, линию задержки, триг гер, нелинейный преобразователь, элемент И ключ, фазавращатель, два генератора гармонических сигналов, входом устройства является первые входы кампараторов, к второму входу первого из которых подключен первый вход генератора тактовых импульсов, второй выход его - к второму входу второго кампаратора и через линию задержки - к установочному входу триггера, подключенного к выходу первого компаратора и т.д. 1 .Недостатком этого устройства является определение каждого значения последовательна во времени, т.е. требуется многократное предъявление одной и той же реализации.Наиболее близким к предлагаемому является устройство для определения двумерной плотности вероятности. Устройства содержит кампаратор, линию задержки и ключ, входы которых являются входами устройства. Выход линии задержки соединен с вторыми входами компаратора и ключа, управляющий вход которого соединен с выхоцом кампаратара. Кроме того, устройство содержит два амплитудных дискриминатора на О выходов и треугольную матрицу счетчиков импульсов, состоящую иэ последовательно соединенных схем совпадения на два входа и счетчиков, причем-й выход первого амплитудного дискриминатора соединен с первыми входами схем совпадения 1 -й строки, а-й выход второго амплитуднага дискриминатора саединеи с вторыми входами схем совпадения -; в ;а столбца. Входы первого и второго амплитудного дискриминатора соединены соответственно с первым и вторым выходами ключа, а выходы счетчиков служат выходами устройства 21 .Недостатком этого устройства является измерение талька одной статистической характеристик двумерной плотности вероятности.Цель изобретения - Расширение класса решаемых задач, а именно измерение, кроме двумерной, условной и одномерной плотностей вероятности.Указанная цель достигается тем, чта в основное устройство для апре 5 10 15 20 25 Зо 35 40 45 50 деления плотности вероятности случайного процесса, содержащее линию задержки, компаратор, ключ, амплитудные дискриминаторы и блок оценки плотности вероятности, содержащий И каналов, где И - количествооценок, при этом каждый 1 -й канал,где 1 -1-И, содержит (+1) -элементов И и счетчиков, счетный входкаждого счетчика 1 -го канала соединен с выходом соответствующего элемента И своего канала, первые входы элементов И-го канала объединены и подключены к-му выходупервого амплитудного дискриминатора, вторые входы 1-х элементовИ всех каналов объединены и подключены к-у выходу, где= 1-й, второго амплитудного дискриминатора,входы амплитудных дискриминаторовсоединены соответственно с прямыми инверсным выходами ключа, первый информационный вход которогообьединен с входом линии задержки, с первым входом компаратораи является входом устройства, управляющий вход ключа соединен свыходом компаратора, второй входкоторого объединен с вторым информационным входом ключа и соединенс выходом линии задержки, оно содержит П -входовые сумматоры и интерполяторы по числу каналов блокаоценки двумерной плотностиии 1 Ц 2 входной сумматор и в каждом канале блоки деления по числу элементов И в канале, при этом первыйвход блока деления в каждом канале объединен с соответствунхчимвходомпи(2-входового сумматора исоединен с выходом соответствующего счетчика своего канала, вторые входы блоков деления всех каналов объединены и подключены к выходуиифф -входового сумматора,одноименные входы И -входовых сумматоров и интерполяторов в каждомканале попарно объединены и подключены к выходу соответствукщего блока деления своего канала, выходыинтерполяторов и-входовых сумматоров являются соответствующимивыходами устройства,На чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства.Устройство содержит компаратор 1, линию 2 задержки и ключ 3, входы которого являются входами устройства. Выход линии 2 задержки соединен с вторыми входами компаратора 1 и ключа 3, управлякщий вход которого соединен с выходом компаратора 1. Кроме того, устройство содержит два амплитудных дискриминатора 4 и 5 на ь выходов и блок б оценки двумерной плотности вероятности, выполненный на треугольной матрице, содержащей О каналов, каждый из которых содержит элементы И 7 на два входа и счетчики8, причем-й выход первого амплитудного дискриминатора 4 соединен с первыми входами (0+1)- элементов И 7-го канала, а 1 -й выход второго амплитудного дискриминатора 5 соединен с вторыми входами 1 -х элементов И 7 (где 1 = 1- Н). Входы первого и второго амплитудных дискриминаторов 4 и 5 соединены соответственно с прямым и инверсным выходами ключа 3.Устройство содержит также блоки 9 деления по числу элементов И, сумматор 10 нап(,и+1)2 входов, й входовые интерполяторы 11 и и -вхо. довые сумматоры 12 по числу каналов. Сумматор 10 предназначен для наполнения суммарной текущей оценки двумерной плотности вероятности, а блоки 9 деления - для нормирования текущей оценки двумерной плотности. Первые входы блоков 9 деления связаны с выходами соответствующих счетчиков 8 (импульсов), вторые входы - с выходами сумматора 10, п(,п+1) (2 счетчиков 8 (первый вход к выходу счетчика 8-11, второй - счетчика 8-12 и т.д., последний - к выходу счетчика 8-нп). Входы интерполятора 11 и сумматора 12 каждого 1-го канала объединены попарно и связаны с выходами соответствующих блоков 9 деления, а выходы интерполяторов 11 и сумматоров 12 так же, как и выходы блоков 9 деления, являются выходами устрой ств а.Предл ага емое устрой ст во ра ботает следующим образом.Исследуемый сигнал Х ,) подается на первыА вход компаратора 1 и линию задержки 2 и первый вход ключа 3. Одновременно с выхода линии 2 задержки на вторые входы компаратора 1 и ключа 3 поступает задержанный на времясигнал х-) . Компаратор 1 сравнивает величины текущего х(1 ) и задержанного х И -2 значений сигнала и Формирует на выходе импульс, поступающий на управляющий вход ключа 3. В зависимости от полярности управляющего импульса ключ 3 пропускает исследуемый сигнал х(1) на вход первого амплитудного дискриминатора 4 или второго амплитудного дискриминатора 5, задержанный сигнал х(-ь ) поступает на вход другого амплитудного дискриминатора 5 или 4. Амплитудные дискриминаторы работают следующим образом. Если значение сигнала находитсявнутри одного иэ заданных амплитудных интервалов Ь), а значение задержанного сигнала х( 1.ь ) внутри интервала Ья 1 , то на-м выходе первого амплитудного дискриминатора 45и на-м выхсде второго амплитудного дискриминатора 5 Формируютсясигналы, в результате чего срабатывает соответствующий элемент И 7,что фиксируется соответствукщим10 счетчиком 8.Таким образом, эа время пррдьявления случайного сигнала в счетчиках 8 накапливается информацияо двумерной плотности вероятности.15 Но эта информация ненормирована ипо мере предъявления новых реализаций неограниченно нарастает. Этаинформация с выходов всех счетчиков поступает на сумматор 10, асуммарная оценка двумерной плотности подается на второй вход блоков 9 деления, на первый вход которых поступает информация с выхо-,дов счетчиков 8. В результате с вы 25 ходов блоков 9 деления снимаетсянормированная оценка двумерной плотности вероятности. Одновременнопо каналам (строкам) матрицы блока б Формируется информация об усло"вных плотностях вероятности: на первом канале о плотности 1(ц( Х; )на втором (с учетом блоков 9-11) оПЛОТНОСТИ Т ( Х /Х С ,) И Т ДПоскольку выходы первых в канале блоков связаны с входами интерполятора11 первого канала, с его выходаснимается функция 1(хх( л ) кор.,ректирующаяся по мере корректировкиинформации на блоках 9 деления при(:1. Аналогичным образом с выходаинтерполятора 11 =2) снимается условная плотностьт(,хх ; с) поступакщая с блоков 9 (:1,= 1; = 2,2) и т.д.Кроме того, информация с блоков45 9 поступает на и входы сумматора 12первого канала для накопленияинформации об одномерной плотности(1(х) в интервале ( О, И, ) с блоков 9 второго канала - на П входы50 сумматора 12 второго канала длянакопления данных об одномернойплотности (,)(х) в интервале ( 6,1)и т.д. В итоге на сумматорах 12образуется интерполяция в П точках55 одномерной плотности ы (х).Здесьиспользуется известное равенствоих)-.(х;,х,",1 Дх60 Таким образом, предлагаемое устройство позволяет одновременноизмерить двумерную и условнуюплотности вероятности при однократном предъявлении реализаций 65 случайного процесса.1078436 Составитель Э,СечинаРедактор М,Янович Техред С,Легеэа Коррект ила с лиал ППП Натент, г. Ужгород, Ул, Проектная, 4 аказ 96 5/43 Тираж 699 ВНИИПИ Государственног по делам иэобретени 113035, Москва, 7(-35, Рауш