Устройство для определения характеристик случайных процессов

(2) 1 12Изобретение относится к специализированным средствам вычислительнойтехники и может найти применение прианализе случайных процессов в различных областях техники,Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства эа счет обеспечения проверкиусловия эргодичности исследуемых процессовНа чертеже представлена блок-схемаустройства для определения характеристик случайных процессов,Устройство содержит дополнительныйкоммутатор 1, счетчики 2 и 3, ключи 4и 5, блок 6 управляемой задержки, синхронизатор 7, перемножители 8 и 9, накопительные счетчики 10-12, цифроаналоговый преобразователь 1,3, блоки14 и 15 деления, квадратор 16, .блок17 вычисления, регистратор 18, нормалиэатор 19, коммутатор 20, ключи 21,блок 22 определения функции интенсивности, дополнительные блоки 23 определения функции интенсивности, блок24 сравнения, группу элементов 25сравнения, генератор 26 эталонных напряжений, элемент ИЛИ 27, блок. 28 индикации.Устройство для определения характеристик случайных процессов работаетследующим образом.В исходном состоянии вход устройства замкнут на первый выход переключателя 1. Случайный процесс х поступает на вход нормализатора 19, гдецентрируется по математическому ожиданию х(1) и нормируется по среднеквадратическому значению 6 . о х(С) - х(1)х (г) (1)М хНормированный процесс поступает в блок 22 определения функции интенсивности и через ключи 21, открываемые в различные моменты времени подаваемым на их управляющие входы "разрешающим" напряжением с коммутатора 20, - на дополнительные блоки 23 определения функции интенсивности. В блоках 22 и 23 вычисляется функция интенсивности процесса где Р(х), Г(х) - функция распределения и плотность вероятности случайногопроцесса,Напряжение. пропорциональное П(х), вычисленной на всей длине реализации (блок 22) и на различных ее участках (блоки 23), поступает соответственно на первые входы элементов 25 сравнения и на входы блока 24 сравнения. В случае равенства напряжений на выхо" ,цах блоков 23, что свидетельствует о стационарности процесса с выхода бло 1 О ка 24 сравнения на вход блока 26 эталонных напряжений, поступает отпираю.щий сигнал, в результате чего на вторые входы элементов 25 сравнения подаются эталонные напряжения, величина каждого из которых соответствует величине функции интенсивности случайного процесса с определенным видом закона распределения при заданном уровне анализа. При совпадении напряжений на входах одного из элементов 25 сравнения с его выхода на блок 28 индикации подается управляющий сигнал, соответствующий, в зависимости от номера сработавшего элемента 25, тому или иному виду закона распределения, общее число которых определяется числом элементов 25 сравнения. При нестационарности входного процесса значения функции интенсивности на выходах бло- ков 23 различны, сигнал на выходе блока 24 отсутствует, блок 26 заперт. В этом случае ни один из элементов 25 сравнения не срабатывает и блок 28 индикации не работает, Если же процесс стационарен, то управляющий сигнал с выхода элемента 25 "проходит" через элемент ИЛИ 27 и переводит коммутаторво второе положение, одновременно запуская синхронизатор 5. С его выходов начинают поступать последовательности синхроимпульсов длительностью , причем с первого выхода - с частотой Р, с второго выхода - с частотой шГ, где ш - число точек анализа на выборке стационарного процесса. Импульсы синхронизатора 5 подсчитываются соответственно счетчиками 2 и 3. Первым синхроимпульсом с первого выхода синхронизатора 5 блок 4 управляемой задержки настраивается на время задержкивторым - на времяи т, д, до(И, - емкость счетчика 2). Синхроимпульсы с второго выхода синхронизатора 7 замыкают на время Сц ключи 4 и 5, обеспечивая прохождение через них дискретных отсчетов х (С) ( = 1,т) выборки исходнаго х(е) и задержанного х(1-ь 1) про 15 20 25 ЗР 35.40 43 50 553 124 б цессов (1 = 1,И ). По мере поступления импульсов с второго выхода синхронизатора 7 в накопительных счетчи-1 ках 11 и 12 формируются суммы х.(с)5 их,(-,), в счетчике 10 - сумма=1х.(1.)х (1-; ). синхроимпульсы с1первого .выход.:- синхронизатора 7 подключают на время с, счетчики 11 и 121 О к входам перемножителя 9, а счетчик 10 - к первому входу блока 14 деления. Этими же синхроимпульсами снимаются, показания счетчика 3, которые преобразуются в напряжение в цифроаналоговом преобразователе 13 и поступают на второй вход блока 14 деления, а также возводятся в квадрат в квадраторе 16 и подаются на второй вход блока 15 деления, Результат умножения в блоке 9 и деления в блоке 15 вычитается в блоке 17 вычитания из результата деления в блоке 14,.Таким образом, в результате воздействия на устройство каждого иэ И, импульсов (начиная со второго) с перного выхода синхронизатора 7, на вход регистратора 18 (например, осциллографа) поступает сигнал, пропорциональный значению функции корреляции ЗО Е(,) исходного и задержанного случайных процессов.1к( ) хЮхй )1-1п:1 1=1Фиксируемая регистратором 18 совокупность значений 1( ь; ) отображает40 зависимость корреляционной функции от временного рассогласованиямежду отсчетами реализации процесса.П. заполне.ли счетчика 2 н его выходе формируется управляющий импульс, выключающий синхронизатор 7 и переключающий коммутатор 1 в исходное положение. На этом работа устройства прекращается50Формула изобретенияУстройство для определения характеристик случайных процессов по авт. св, В 1098011, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей эа счет обеспечения проверки условия эргодич 1184ности исследуемых процессов, оно содержит дополнительный коммутатор, первый и второй счетчики, два дополнительных ключа, блок управляемой задержки, синхронизатор, два перемножителя, элемент ИЛИ, два блока деления, три накопительных счетчика, квадратор, регистратор, блок вычитания и цифроаналоговый преобразователь, выход которого соединен с первым входом первого блока деления непосредственно, а через квадратор - с первым входом второго блока деления, выходы первого и второго блоков деления подключены соответственно к первому и второму входам блока вычитания, выход которого соединен с входом регистратора, второй вход второго блока деления соединен с выходом первого пере- множителя, первый и второй входы которого подключены к выходам перво 1.о и второго накопительных счетчиков, выход третьего накопительного счетчика соединен с вторым входом первого блока деления, информационный вход дополнительного коммутатора является информациойным входом устройства, первый управляющий вход дополнительного коммутатора объединен с входом управления режимом синхронизатора и подключен к выходу первого счетчика, второй управляющий вход дополнительного коммутатора и вход запуска синхронизатора объединены и подключены к выходу элемента ИЛИ, первый инфор-. мационный выход дополнительного коммутатора соединен с входом нормализатора, а второй информационный выход дополнительного коммутатора подключен к информационным входам блока управляемой задержки и первого ключа, выход которого соединен со счетным входом первого накопительного счетчика и первым входом второго пере- множителя, при этом первый выход синхронизатора подключен к управляющему входу блока управляемой задержки, к счетному входу первого счетчика и к установочным входам второго счетчика, первого, второго и третьего накопительных счетчиков, второй выход син-. хронизатора .соединен с управляющим входом первого и второго ключей и счетным входом второго счетчика, выход которого соединен с входом аналого-цифрового преобразователя, выход блока управления задержки соединен с информационным входом второго ключа, выход которого соединен со счетным3входом первогонакопительного счетчики свторым входомвторого перемножител Составитель Э.Сечина Редактор В.Иванова Техред О.Гортвай Корректор А.Обручардписное Заказ Проектная, 4 роизводственно-полиграфическое предприятие город,003/43 ТВНИИПИ Государстпо делам изоб 113035, Москва, Ж 1246118 Ьа выход которогоподключен ксчетному вхоя ду третьего накопительного счетчика,раж 671енного комитета СССРетений.и открытий5, Раушская наб д.