Способ измерения функции распределения и плотности вероятности случайной электрической величины и устройство по этому способу

Класс 42 пь 36147377 СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Подписная группа174 Г. М. Махонин СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ФУНКЦИИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ И ПЛОТНОСТИ ВЕРОЯТНОСТИ СЛУЧАЙНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ВЕЛИЧИНЫ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ЭТОГО СПОСОБАЗаявлено 17 марта 1961 г, за722252/26-9 в Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР Опубликовано в Бюллетене изобретений10 за 1962 г.Известен ряд электронных схем анализаторов случайных процессов, основанных на способе, состоящем в измерении отношения длительности существования входного напряжения, превышающего заданный уровень с 1 о, к времени наблюдения, Всем этим схемам в той или иной степени присущ общий недостаток: зависимость точности измерения от частоты, так как длительность фактически измеряемых прямоугольных импульсов, соответствующих длительностям выбросов напряжения, сильно меняется с частотой,Предлагаемый способ измерения функции распределения и плотности вероятности случайной электрической величины отличается от известных тем, что для увеличения частотного диапазона и точности измерения находят первую производную от среднего значения ограниченной снизу (сверху) входной величины по уровню ограничения и приравнивают ее функции распределения, а найденную вторую производную среднего значения ограниченной снизу (сверху) входной величины приравнивают плотности вероятности.Устройство для реализации описываемого способа, представляющее собой многоканальный амплитудный анализатор, каналы которого содержат ограничители разного уровня и усредняющие устройства, отличается от известных тем, что для проведения более точных измерепий на постоянном токе и для увеличения скорости измерения на выходе каждой пары усредняющих устройств включены первые вычитающие устройства, а на выходе каждой пары первых вычитающих устройств включены вторые вычитающие устройства, Выходы последних, так же как выходы первых вычитающих устройств и выходы с ограничителей, соединены с тремя коммутаторами.147377На чертеже приведена функциональная схема устройства, реализующего описываемый способ для измерения функций распределения и плотности вероятности случайной электрической величины.Способ основан на равенстве функции распределения и производной от среднего значения ограниченной снизу (сверху) входной величины по уровню ограничения и состоит в том, что входную величину ограничивают по нулевому уровню и сверху по уровню Ую и измеряют среднее значение ограниченного сигнала.Затем уровень ограни;ения сгю увеличивают (или уменьшают) на небольшую величину ЛУю и вновь измеряют среднее значение ограниченного сигнала. Далее вычисляют отношение разности средних значений к приращению ЛУю, т, е.:д ср Крдц, ыу,Проводя ряд подобных измерений, получают функцию распределения:- =1(1,) = +11(У) 0,).д срД 1 оАналогичным образом, изменяя ею и дифференцируя второй раз среднее значение по уровню ограничения, измеряют плотность вероятности ы(Ую)Устройство, реализующее описываемый способ, содержит п ограничителей 1 - 1 п, которые работают с уровнями ограничения Ую 1, равны- МИ О,ЛУ 2 ЛУ, ПЛ 11 ю СООтВЕтетВЕННО; И ОдИНаКОВЫХ уСрЕдНяЮщИХ устройств 2 - 2 гг; (и - 1) одинаковых первых вычитающих устройств 3 - 3(гг - 1), на выходе которых образуются первые разности ЛУсрг=Уср. 1+1 - Уср г (11 - 2) таКжЕ ОдниаКОВЫХ ВтОрЫХ ВЫЧИтающих устройств 4 - 4 (гг - 2), на выходе которых образуются вторые разности ЛЧ/,р.; -- ЛУср.;+1 - ЛУ,р.;, и трех механических или электронных коммутаторов ба, 5 К бс, работающих синхронно и синфазно. Разности ЛСср.; и ЛЧ,ср,; пропорциональныд ср дсрду дугпоскольку Лсl =сопМ для любой соседней пары каналов. На выходекоммутатора ба образуется ступенчатое напряжение, используемое длягоризонтальной развертки луча осциллографа, с выхода И снимаетсяна вертикальные пластины напряжениедцс" =Р(1) 1.)д(1 юа с выхода Бс - напряжениеср (сг )дцгВремя измерения практически равно времени усреднения Т Тср и не зависит от числа п ступенек ЛСТаким образом, во всех случаях измеряемой величиной является постоянный ток или напряжение, поэтому переменная составляющая, проникающая через емкость диода ограничителя, не влияет на результат измерений, поскольку не может вызвать изменений постоянной составляющей.147377Вследствие этого описываемое устройство не имеет резко выраженной частотной зависимости показании и может работать с большой точностью в практически неограниченном диапазоне частот.Предмет изобретения1. Способ измерения функции распределения и плотности вероятности случайной электрической величины, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что для увеличения частотного диапазона и точности измерения находят первую производную от среднего значения ограниченной снизу (сверху) входной величины по уровню ограничения и приравнивают ее функции распределения, а найденную вторую производную среднего значения ограниченной снизу (сверху) входной величины приравнивают плотности вероятности.2. Прибор для осуществления способа по п. 1, представляющий собой многоканальный амплитудный анализатор, каналы которого содержат ограничители разного уровня и усредняющие устройства, отл ич а ющийся тем, что, с целью проведения более точных измерений на постоянном токе и для увеличения скорости измерения, на выходе каждой пары усредняющих устройств включены первые вычитаюшие устройства, а на выходе каждой пары первых вычитающих устройсгв включены вторые вычитающие устройства, и выходы с этих устройств, так же как выходы с первых вычитаюших устройств и выходы с ограничителей соединены с тремя коммутаторами.147377 ставитель А. И. Хохлов хред Г. М. Болотова Корректор С. Ю. Цвери Кутафина едакт Х 108/16 ытий при йпер,д,ипография,к, 1 апунова, 2,Поди. кЗак. 764ЦНИИП ч. 12/11 - 63 г. Формат бум, 70 Тираж 650 Комитета по делам изобретений и отк Москва, Центр М. Черкасск