Устройство для измерения вероятностных характеристик случайных процессов

285368 Союз Советски Соцкзлксткческкк РесоубащОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ Зависимое от авт, свидетельства Л -Кл. 42 тт, 7,5 69 (Ле 1310247 18 Заявлето присоединением заявки %в Комитет но делатв.1 ПК О 06 о 752 риоря зобретеиий и открытийори Совете МинистровСССР Опубликовано 29,Х.1970. Бюллетень Л Дата опуоликозания описания 31.7.19 Автор пзобретени Я. Мирский Заявител ТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМ ХАРАКТЕРИСТИК СЛ Предлагаемое устройство относится к специализированным средствам вычислительной тки.Известны устройства для измерения вероятностных характеристик случайных процессов, содержащие центрируюпоие фильтры, модульнуо схему, аналого-цифровой преобразователь, схемы совпадений, дискриминатор знака, реверсивный счетчик,импульсов, схему сравнения, источник напряжения, узел регулируемой задержки, временной селектор, делитель частоты, триггеры и кнопочный выключатель. Однако такие приборы не позволяют измерять условное математическое ожидание одного случайного процесса относительно значений второго случайного процесса и коэффициент линейной рсгрессии.Предлагаемое устройство сочетает в себе возможности измерений принормированных корреляционных функций нормальных случайных процессов, среднеквадратичных отклонений, условных математических ожиданий и коэффициентов линейчой регрессии. От известных оно отличается тем, что в нем второй,вход схемы сравнения связан с,источником постоянного напряжения, а ее выход подключен к управляющему входу аналогоцифрового преобразователя и ко входу временного селектора через узел репулируеьтой задержки, выход которого также соединен с поЕНИЯ ВЕРОЯТНОСТНЫХЧАЙНЫХ ПРОЦЕССОВ двикным контактом;первон линии трехлинейного двухттолюоното переключателя. Одиннеподвижный контакт этой линии связали с выходом схемы сравнения, подвижный ковтакт5 второй линии переключателя соединен совходом схемы сравнения, первый непэдвижный контакт подключен ко входотому зажвомуило:рника второго случайного отроцесса, а второй исчподвижный контакт соединен со Вт 0 рым10 неподзижльпт контактов третьей .тини, первый иеоодвижный контакт котодой подключенко входорому зажибту истОччика перВОГО слфчайнопо пр,оцесса, а ее подвижный контактсвязал через однополюсный вьвключатель ео15 входами иодулыной семы и дис 1 крюиыаторазнака. Выходы диокриминатар а при,соединенычерез двухлинейный педе 1 ключатель,ко входамсхе,м совпадеиий,Блокисхема у 1 спройства изображена а чер 20 теже.Устройство содержит входной зажим 1 источника первого случайного процесса, первыйцентрирующий фильтр 2, модульную схему д,аналого-цифровой преобразователь 4, схемы25 совпадений 5 и б со входами 7 - 9 и 10 - 12соответствевно, реверсивный счетчик импульсов 13 с суммирующим входом 14 и вычитаощим входом 1 о, дискриминатор знака 16 входной зажим 17 источника второго случайногоЗО процесса, второй центрнрующпй фильтр 18, 285368схему сравнения 19, источник, постоянного напряжения 20, временной селектор 21, делитель частоты 1 пересчетную схему с регулируемым коэффициентом пересчета 22, триггер 23, замыкающую кнопку 24 с самовозвратом, узел регулируемой задержки 25, двух 1 полюсный трехлинейный переключатель 26 с подвижными юнтактами 27 - 29 и парамн нсподаижных контактов 30,и 31, 32 н 33, 34 и 35, однополюсный выключатель 36, зажим 37 для подключения внешнего генератора импульсов, двухполюсный двухлинейный переключатель М с подвижными контактами 39 и 40 и,парами неподвижных контактов 41 и 42, 43,и 44,При измерении условного математического ожидания схема работает следующим образом.Переключатель 26 устанавливают в положение, обратное показанному на чертеже, т. е. замыкают контакты 27 и 31, 28 и 33, 29 и 35, Выключатель 36 замкнут. Замкнуты также контакты 39 - 42 и 40 - 44 переключателя 3 Ь,Напряжение реализации первого исследуемого случайного процесса, подводимое к зажиму 1, минуя центриру 1 ощий фильтр 2, попадает,в модульную схему 3, на выходе которой получается модуль напряжения реализации первого,процесса. Это напряжение поступает в аналого-цифровой преобразователь 4, где преобразуется в импульсы, число которых пропорциои 1 льно выходному напряжению модуль- но схемы в момент запуска преобразователя. С выхода преобразователя,импульсы подаются на,входы 7.И 10 схем,совп 1 ден 1 Ш 5 и б. Если при этом с дискриминатора знака 1 б,подается ноложительньй сигнал на вход 8 схемы совпадений 5, то импульсы могут проходить через эту схему,на суммируОщий вхо 1 14 реверсивного счетчика 13; в противоположном случае, т. е. когда с дискриминатора знака 16 подается огрицательн.1 сигнал на вход 11 схемы совпадений б, через последнюю импульсы могут поступить на вычитающий вход 15 счетчика 13. Прохождение импульсов в счетчик возможно при наличии разрешающсго напрякения на .входах 9 и 12 схем,совпадений 5 и 6, что имеет место, когда три 1 тср 23 находится в един ичном положении. Исходное положение триггера нулевое; при этом обе схемы совпадений закрыты,Напряжение реализации второго случайного процесса, стационарно связанного с первым, подводится через зажим 17 к одному входу схемы, сравнения 19 на другой вход которой подеется от истоИнка 20 посгоянное,напряжен ие, относительно которого определяется условное математическое ожидание. Когда напряжение .реализации второго процесса принимает значения, равные установленному постоянному,напряжению, на выходе схемы сравне,ния 19 появляется имлульс, залускающий аналого-цифровой преобразователь 4. Отношение числа, сосчитанного реверсив 1 ым счетчиком импульсов 13 за интервал измерения, к числу выборок, т. р. импульсов, возника 1 ощих на выходе схемы срависния 19 в течение того 5 10 5 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 же иИтервала, дает оценку условного математического ожидания. Количество выбо рок 1 продолжительНость измерения) задается усгройством, состоящим из временного селектора 21, делителя частоты 1 пересчетной схемы) 22, триггера 23 и кнопки 24.До начала, измерений триггер 23 находит:я в нулевом положении. При этом на входы 9 и 12 схем совпадения 5 и б, а также на временной селектор 21 подается запрещающий потенциал. После нажатия кнопки 24,первый выходной импульс семы сравнения 19,перебрасывает триггер 23 в единичное, положение; иа схемы совпадений 5, б и временной селектор 21 поступает разрешающее напряжение С этого момента создается, возможность, передачи выходных импульсов аналого-цифрового преобразователя 4 через ,схемы совпадений 5 и б.в реверсывный счетчик 13.Пока триггер 23 пребывает в единичном положснии, импульсы, образующиеся на выходе схемы сравнения 19, поступают через временной селектор 21 в делитель частоты 22, представляющий собой пересчетную схему, коэффициент,пересчета которой выбран таким, что обеспечивается прямой отсчет.После поступления импульсов в количестве, равном коэффициснту пересчета это число достаточно велико), на выходе делителя частоты возникает импульс, перебрасыв 1 ОщиЙ триггер 23 в,нулевое х 1 оложение, В,результате снимается разрешающее напряжение со схем совпадеНий 5, 6 н,временного селектора 21. На этом цикл измерений при данном зн 1 чснии напряжения истоника 20 закан 111- вается.Для того чтобы о 1 Нсываемое устройство измсряло функции корреляции, необходимо установить переключатель 26 в положение, показанное,на 1 ертеже, т. е. замкнуть конгакть 27 и 30, 28 и 32, 29 и 34, в результате чего включаются и схему узел регулируемой задержки 25 и центрирующие фильтры 2 и 18, Персключстель .Ы О тается в том 1 кс,Оложснии: замкнуты контакты 39 и 42, 40 1 44.,При измерении нормировИной ф нкции корреляции выключатель 36 замкнут, и на входной зажим 17 Одзется И 1 Иряженс реализации исследуемого нормального 1 гауссового) стационарного случайного процесса, обладающего эргод 1 сским,свойством. 11 а схему сравнения 19 подается от источника 20 определенное напряжение 1 опт 1 мальнос значение равно увеличенному в 1,41 раза срсднсквадратичному;отклонению), В узле рсгулируемой задср;кки усганавливастся требуюос значсние аргумента функции корреляции.Так как тспспь 1 и 1 лого-цифровоЙ ирсоб 1 изователь 4 за пускается выходным и,им 11 ульсасхс.ы сравнения 19, залсрж 1:ными н 1 установленный интцрвал, то схема определяст условное среднее значение задержанного с:гнала относительно значения постоянного напрякения. Ее работа протск 1 Ст к 11 к 1 зложсно выше, Показа;1 пс рсверсивного счетчика,в кон О 285368це цикла нзмерени 11 пропорционально оценке нормированной функции корреляцнн исследуемого случайного процеоса, Если установить определенный коэффициент, пересчета делителя частоты 22 (это число достаточно велико), то коррелометр получится прямопоказыва 1 ощимПри измерении, коэффициента линей 1 ной регрессии размыкается выключатель 3 б (положения остальных переключателей сохраняются неизменными), Напряжение реализа 1 ции первого случайного процесса подводится к зажиму 1, а напряжение второго случайного процесса - к зажиму 17. Задержка равна нулю. В конце цикла измерения показание реверсивного счетчика пропорционально коэффициенту линейной регрессии. Надлежащий выбор коэффициента пересчета делителя частоты яозволяет получить прямой отсчет.Взаимная корреляционная функция двух. нормальных ста 1 ционарных процессов, обладающих эргодическим,свойс п 1 ом, измеряется нри тех же положениях перекл 1 ОателеЙ н по гой же методике, что и коэффициент линейной регрессии, но в каждом цикле измерений усгапавливают требуемую величину задержки, ПО- казание счетчика в конце цикла измерения пропорционально произведению оценки нор,мированной функции взаимной корреляции на отношение среднеквадратичных отклонений первого и второго случайных процессов,Величины сред 1 неквадратичных отклонений измеряются тем же устройством. Для этого нужно подключить к зажиму 37,внешний генерагор импульсов (на чертеже не показан), .Оставить переключатель 2 б в положении, показанном;на 1 чертеже, переключатель 38,перевести .в положение, при котором подвижный контакт 40 замкнут на 1 неподвихкнь 1 Й контакт 43, а подвижный контакт 39 соединен с непо 1 вии;Н 1.1 М контактом 41. При этом импульсы, образующиеся на выходе а,налого-,цифрового преобразователя 4, могут проходить только па суммирующий вход 14 реверсивного счетчик 11 13 через схему совпадений 5. Вы 111 тающий вход 15 счетчика 13 закрыт, так как на вход 11 схемы совпадений б,напряжение нс подается,Н 11 пряжение реализации первого случайного процесса подводится к зажиму 1. Центрированное фильтром 2 и выпрямленное модульной схемой 3 налряжение превращается пре.Образователем 4 в импульсы, которые после :1;1 жатия кнопки 24 поступают через схему .совпадений 5 в счетчик 13. По истечении заданного числа выборок (запусков преобразо.вателя 4 импульсами генератора) показание счетчика 13,пропорционально среднеквадратичномуу отклонению первого случайного про цесса. Затем на входной зажим 1 подается на,пряжение реализации .второго случайного процесса, и цикл измерений повторяется. Если задать определенным число .выборок при эгом ,измерении, показание счетчика даст непосред ственно отношение среднеквадратичных отклонений первого и,второго процессов.Подключение внешнего генератора импульсов к зажиму 37 дает, возможность измерять и обычное среднее значение случайного про цесса.Предмет изобр етенняУстройство для измерения вероятностныххарактеристик случайных процессов, содержа щее первый центрирующий фильтр, связанныйчерез модульную схему с аналого-цифровым преобразователем, схемы совпадений, дискриминатор знака, реверсивный счетчик импульсов, схему сравнения, источник постоянного 25 напряжения, второй центрирующий фильтр,соединенный с одним из двух входов схемы ,сравнения, узел регулируемой задержки, временной селектор, делитель частоты, триггер и кнопочный выкл 1 очатель, отличающееся тем, 30 что, с целью увеличения числа измеряемых параметров, .в,нем второй, вход схемы сравнения связан с источником постоянного напряжения, а ее выход подключен,к управляющему входу аналого-цифрового преобразователя и ко вхо ду временного селектора через узел регулируемой задержкивыход которого также соединен с подвижным контактом первой линни трехлинейного двухполюсного переключателя, причем Одиннеподв 11 жныЙ контакт этОЙ лиання 40 связан с выходом схемы сравнения, подвиж.ный контакт второй линии переключателя соединен со входом схемы сравнения, первый ,неподвижный контакт подключен ко входному заж 11 му исто 111111 К 11 второго случаЙного процес са, а второй неподвижный контакт соединен совторым неподвижным контактом третьей линии, первый неподвижный контакт которой подключен ко,входному зажиму источника первого случайного процесса, а ее подвижный 50 контакт связан через однополюсный выключатель со входами модульной схемы и дискриминатора знакавыходы дискриминатора присоединены через двухлинейный переключатель ко входам схем совпадений.285368 ставитель В. Жовииски 6, Федотов Техред Т. П. Курилко Корректор Л. А, Царьков Ведактоэ аушокая нао., д. 4/о Областная типография Костромского управления ко печати Заказ 8107ЫНИИПИ митета по делам изооре Москва, Ж