Устройство для определения характеристик выбросов случайных процессов

)4 С 06 4 Ъ 3"ср ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 13ФВ)нал зобретение относится ительной техники и я яет ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ(71) Северо-Западный заочный политех нический институт(56) Блохин А.В. Аппаратурный а из характеристик случайных процессов. - М.: Энергия, 1976.Авторское свидетельство СССР У 815732, кл. С 06 С 7/52, 1978. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ВЫБРОСОВ СЛУЧАЙНЫХ ПРОЦЕССОВ(57) И к области вычисл вл ся усовершенствованием устроиства поавт. св. В 815732. Основное устройство предназначено для определения распределений выбросов и провалов случайных процессов, а также для измерения распределений площадей этихвыбросов и провалов. Целью изобретения является расширение класса решаемых задач за счет возможности одновременного измерения времени достижения случайныл процессом заданныхграниц. Устройство содержит переключатель, инвертор, амплитудный дискриминатор, электроннолучевую трубку,политрон (универсальный функциональный преобразователь), масштабирующие 8элементы и интеграторы, элемент ИЛИ,переключатель, формирователь импульсов, генератор линейно изменяющегося Снапряжения, ключ и регистор. 1 ил.10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Изобретение относится к вычислительной технике, предназначено дляопределения распределений длительностей выбросов и провалов случайныхпроцессов, а также для измерения распределений площадей этих выбросов ипровалов, и является усовершенствованием устройства по авт. св, Ф 815732.Цель изобретения - расширение класса решаемых задач за счет достижениявозможности одновременного измерениявремени достижения случайным процессом заданных ганиц,На чертеже представлена блок-схемапредлагаемого устройства.Устройство содержит переключатель1, инвертор 2, амплитудный дискриминатор 3, электроннолучевую трубку(ЭЛТ) 4 политрон (универсальный функциональный преобразователь), масштабирующие элементы (МЭ) 5 и интеграторы 6, элемент ИЛИ 7, переключатель8, формирователь 9 импульсов, генератор 10 линейно изменяющегося напряжения, ключ 11 и регистратор 12.Входы первого интегратора 6- 1 через регулируемые потенциометры (МЭ)5-1.5-9 связаны с девятью выходамидискриминатора 3, т.е. со всеми выходами дискриминатора 3, кроме первого. Входы второго интегратора 6-2через МЭ 5-2.5-9 соединены со всемивыходами амплитудного дискриминатора 3, кроме двух первых, а вход последнего интегратора 6-9 через МЭ5-9 - с последним выходом амплитудного дискриминатора 3.Два выхода. дискриминатора 3 (первый и последний) объединены с соответствующими входами элемента ИЛИ 7,выход которого связан с управляющимвходом ключа 11, в то время как информационный вход последнего черезпереключатель 8, формирователь 9импульсов и генератор 10 объединенс входом дискриминатора 3, а выходключа соединен с входом регистора 12.Блоки 1-6 работают аналогично блокам известного устройства и осущЕствляют измерение распределений длительностей выбросов и провалов случайных процессов и распределенийплощадей этих выбросов и провалов.Блоки 7-12 служат для определениявремени первого достижения случайнымпроцессом заданных границ Х илимаксУстройство работает следующим образом,Исследуемый процесс через переключатель 1 подается либо непосредственно на амплитудный дискриминатор 3.(при измейении распределения длительностей выбросов или площадей выбросов), либо на инвертор 2, после инвертирования - на вход амплитудногодискриминатора 3 (при измерении распределений длительности провалов)Амплитудный дискриминатор 3 представляет собой ЭЛТ типа политрон, В обычном включении политрон представляет собой функциональный преобразователь (именно так включена ЭЛТ 4). На управляющих входах - функциональных пластинах политрона выставляется вид функционального преобразования ч(Х) (Х(е) - входное напряжение, подаваемое на считывающий вход полит- рона, как правило Х - линейно нарастающее напряжение),ЭЛТ политрон выполнена таким образом, что в зависимости от потенциала, приложенного к считывающим пластинам, электронный считывающий пучок попадает под ту или иную паруфункциональных пластин, и потенциаломна данной паре функциональных пластинопределяется уровень выходного напряжения. Для использования в качестве амплитудного дискриминатора считывающий электронный пучок в политроне смещен корректирующими пластинами с выходных коллекторов на функциональные пластины. Поэтому в зависимости от входного напряжения (напряжение на считывающем входе) считывающийлуч смещается на ту или иную функциональную пластину, наводя на ней ток, и находится там в зависимости от того, сколько находится входное напряжение в данном интервале потенциалов,Таким образом, подав на считывающии вход амплитудного дискриминатора 3 ЭЛТ политрон подлежащий анализу случайный процесс Х(С), с функциональных пластин (выходов дискриминатора 3) снимаются следующие сигналы:с первой функциональной пластины сигнал, пропорциональной длительности , пребывания процесса Х(г.) в интервале (О,Х,), с второй - в интервале (ХХ), с десятой (у ЭЛТ политрон десятьпар функциональных пластин) - в интервале (Х, Хщ ). Выбросу случайногопроцесса для уровня Х соответствуют сигналы со всех функциональных пластин дискриминатора 3, кроме первой, выбросу для уровня Х 1 - сигнал с де3 1269160 сятой функциональной пластины, Сигналы с выходов амплитудного дискриминатора 3 через регулируемые потенциометры 5 (при измерении распределений длительностей выбросов и про валов коэффициенты на всех потенциометрах одинаковы) поступают на входы соответствующих интеграторов 6.Следовательно, при подаче на вход процесса ХИ) на интеграторах 6 на О ,капливаются величины, пропорциональные.вероятностям длительностей выбросов для соответствующих уровней (на интеграторе 6-1 для уровня Х для интегратора 6-2 для уровня Х и т.д.). 15 Тогда при подаче на вход преобразователя 4 линейно изменяющегося напряжения с выхода пЬлитрона 4 (и всего устройства в целом) считывается непрерывная функция распределения дли тельностей выбросов процесса Х(г.) для случая последовательного перебора уровней Х;. Если на вход преобразователя 4 подается сам процесс К, с выхода политрона 4 снимается непрерыбная функция распределений длительностей выбросов для случая перебора интервалов Х;, соответствующих реальному изменению процесса ХИ) .При поступлении новых значений процесса Х(й) или новыхего реализаций функции распределения автоматически корректируются, При измерении распределений длительностей провалов случайного процесса Х(С) переключа- тель 1 переводится в другое положе 35 ние, на вход дискриминатора 3 подается инвертированный процесс Х(1), и те значения, что раньше соответствовали выбросам, теперь соответствуют, 40 провалам. В остальном устройство работает сбвершенно аналогично. Ч=-Аф12 При измерении распределений площадей выбросов следует принять во внимание следующее: как правило, при 45 вычислении площади выброса форма выброса аппроксимируется треугольником и площадь определяется по формуле где А - амплитуда выброса;ль - длительность выброса.При измерении распределения площадей выбросов переключатель 1 находится в положении, показанном на чертеже. Измерение производится совершенно идентично измерению распределения длительностей выбросов за исключением коэффициентов на регулируемых потенциоментрах 5, Для того, чтобы производить вычисления по формуле (1), необходимо измерить амплитуду А выброса. Однако амплитудный дискриминатор 3 обеспечивает автоматическое разделение выбросов по уровням. С первой функциональной пластины, т.е. первого выхода дискриминатора 3, снимается сигнал в том случае,.если амплитуда А выброса меньше уровня Х;, с второго выхода дискриминатора 3 - если амплитуда выброса меньше Хд и т.д. Значит сигналу с каждого д-ого выхода дискриминатора 3 соответствует своя ,амплитуда выброса Х;. Следовательно, при накапливании этих сигналов на интеграторах 6 следует лишь учесть веса сигналов с каждого выхода диссриминатора 3, для чего предназначены регулируемые потенциометры 5 (на потенциометре 5-1 выставляется коэффициент А,), на потенциометре 5-21коэффициент -А и т.д.) .Второй переключатель 8 в исходном ,состоянии .замыкает цепь вход амплигудного дискриминатора 3 - вход формирователя 9 импульсов. При поступлении на вход устройства реализации случайного процесса срабатывает формирователь 9 импульсов. Он формирует сигнал, запускающий генератор 10 и перебрасывающий переключатель 8 в положение, отключающее вход формирователя 9 от входа дискриминатора 3. Генератор 10 начинает формирование линейно нарастающего напряжения О(С) пропорциональному текущему времейиП-Ьс. (2) В дискриминаторе 3, выполненом на ЭЛТ политрон, в зависимости от амплитуды развертывающего напряжения (т.е. мгновенных значений реализации случайного процесса) считывающий пучок оказывается на определенной функциональной пластине. При этом минимальному значению хслучайного процесса соответствует появление сигнала на первом входе дискриминатора 3( так как считывающий луч оказывается на первой пластине и наводит на ней ФИ), а максимальному значению хслучайного процесса соответствует появление сигнала с последней (в данном случае десятой) функциональной пластины.160 Формула изобретения Составитель Э.СечинаРедактор А.Шишкина , Техред В.Кадар Корректор С. Черни Тираж 671 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва, Ж, Рказ 6039/53 Подпи митета открыт ская н ое СС б., д. 4/5 роизводственно-полиграфическое предприятие, г,Ужгород,ектная, 4 5 1269Вмомент, когда мгновенное значение реализации случайного процесса Х(с) стало равным Х,ц или Хмакспоявляется сигнал на первом или последнем выходе дискриминатэра 3. Этот сигнал через элемент ИЛИ 7 поступает на управляющий вход ключа 11, что является сигналом для фиксации регистратором 12 текущего значения величины линейно изменяющегося напряже 1 О ния 17(е;) "1 с й,;, т.е. времени , первого достижения случайным процессом заданных границ,В случае, если устройство должно 15 фиксировать время достижения случайным процессом не минимального и максимального значений, а каких-то значений Х. Х , к входам элемента ИЛИ 719 1 Фдолжны подключаться соответственно 20и 3-й выходы дискриминатора 3. В этом случае элементом ИЛИ 7 фиксируется время, соответствующее первому достижению случайным процессом зна- . чений Х; или Х. В случае, если не обходимо фиксиРовать только однограничное значение, с элементом ИЛИ 7должен быть связан только один соответствующий выход дискриминатора 3,Устройство для определения характеристик выбросов случайных процессов по авт, св. Ф 815732, о т л и ч а ю - щ е е с я тем, что, с целью расширения класса решаемых задач, оно содержит элемент ИЛИ и цепочку последовательно соединенных дополнительного переключателя, формирователя импульсов, генератора линейно изменяющегося напряжения, ключа и регистратора, при этом первый вход дополнительного переключателя соединен с выходом инвертора, а второй вход - с выходом формирова" теля импульсов, управляющий вход ключа соединен с выходом элемента ИЛД, входы которого подключены соответственно к выходам амплитудного дискриминатора.