Устройство для измерения функций распределения

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ,К с присоединением заявки-гасударственный комитеСовета Министров СССРно делам изобретенийи открытий. Живил зобретения 71) Заявитель 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ФРАСП РЕДЕЛ ЕН ИЯ И Изобретение относится к техническим сред. ствам для измерения параметров случайных процессов и предназначено для измерения функций распределения: интервалов времени пребывания измеряемого сигнала в заданном интервале уровней, интервалов времени пребывания измеряемого сигнала выше заданного уровня, интервалов времени между нулевыми значениями измеряемого сигнала.Известны устройства для измерения функций распределения: экстремальных значений случайных входных сигналов, времени между экстремальными значениями случайных входных сигналов, а также устройства для измерения плотности распределения случайных входных сигналов. Эти устройства содержат блок пуск - останов, амплитудный селектор, тактовый генератор, измеритель интервалов времени, задатчик уровня выборки, сравнивающее и запоминающее устройства, образцовый генератор случайного сигнала, накопитель уровня выборки образцового случайного сигнала и схему исключительно - ИЛИ.Цель изобретения - повышение быстродействия при статистических измерениях значений функций распределения: интервалов времени пребывания измеряемого сигнала в заданном интервале уровней, интервалов времени пребывания измеряемого сигнала выше заданного уровня, интервалов времени между нулевыми значениями измеряемого сигнала.Для этого в предлагаемое устройство введен распределитель, причем выход амплитудного селектора соединен с одним из управля ющих входов распределителя, другой управляющий вход которого соединен с блоком пуск в остан, а третий вход подключен к выходам тактового генератора. Первый выход распределителя соединен с управляющим вхо- О дом сравнивающего устройства, а остальныетри тактовых выхода соединены с управляющими входами измерителя интервалов времени, Первый тактовый выход распределителя соединен с управляющим входом задатчика 5 уровня выборки, а второй тактовый выходподключен к управляющим входам образцового генератора случайного сигнала, накопителя уровня выборки образцового генератора и схемы исключительно - ИЛИ.О На чертеже изображена структурная схемапредлагаемого устройства.В него входят амплитудный селектор 1,служащий для определения уровня нахождения измеряемого сигнала относительно зада ваемых уровней Е, и Е 2, распределитель 2, управляющий работой всего устройства, измеритель интервалов времени 3, управляемый режимами работы устройства, задатчик уровня выборки 4, определяющий значения измеряе- О мой функции распределителя, сравнивающее3устройство 5, тактовый генератор 6, от сигналов которого работает не только распредели;-" тель 2, но и измеритель интервалов времени 3,запоминающее устройство 7, в которое записывается сигналы 0.и 11 с выхода сравнивающего устройства 5, схема исключительно - ИЛИ 8, накопитель уровня выборки образцового случайного сигнала 9, образцовыйгенератор случайного сигнала 10 и блокпуск в остан 11.Устройство работает следующим образом.Измеряемый случайный квазистационарный эргодический сигнал У подается навход амплитудного селектора 1, на другие входы которого подаются задаваемые уровни напряжений Е, и Е. В зависимости от необходимого режима работы устройства выбирают.ся задаваемые уровни напряжений Е, и Е, ина амплитудный селектор 1 и измеритель интервалов времени 3 подаются управляющиесигналы включения режимов работы Х,; Х,;Х,. Амплитудный селектор 1 фиксирует моменты времени прохождения заданных уровнейЕ, и Е, измеряемым случайным сигналом. Приэтом он вырабатывает импульсы, которые сего выхода подаются на управляющий входраспределителя 2. Сигналы с блока пуск в останов 11 включают в работу и выключают изработы распределитель 2, а вместе с ним и всеустройство, После запуска устройства, кактолько измеряемый случайный сигнал проходит заданный уровень напряжения Е, или Е,на выход распределителя 2 поступает импульс, и, таким образом, начинается измерение интервалов времени, а затем функции распределения этих интервалов времени,При измерении интервалов времени пребывания измеряемого случайного сигнала в интервале заданных уровней, а также при измерении интервалов времени превышения измеряемым сигналом заданного уровня отсчетвремени в измерителе интервалов времени 3начинается с нуля после сброса последнего,так как при этих измерениях есть промежуткивремени, когда сигнал выходит из заданнойзоны напряжений, в течение которых устройство измеряет функцию распределения, а измеритель интервалов времени 3 может бытьсброшен.При измерении интервалов времени междунулевыми значениями измеряемого случайногосигнала измерение функции распределения ипоследующий сброс измерителя интерваловвремени 3 происходит во время следующегоизмеряемого интервала времени. В связи сэтим измеритель интервалов времени 3 сбрасывается не на нуль, а в него записываетсявремя, затрачиваемое на проведение указанных операций, которое от измерения к измерению не изменяется. Это время является разрешающим для устройства при работе его вуказанном режиме,Независимо от выбранного режима работыустройства, начиная только со второго измерения интервала времени после запуска устрой 5 1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4сгва, формируются и измеряются точные интервалы времени. При нервом измерении интервала времени допускается ошибка, так как сигнал Пуск в общем случае не совпадает с прохождением измеряемым сигналом одного из заданных уровней Е, и Е. Однако на точность измерения функции распределения первый результат измерения интервала времени влияния не оказывает. Работа устройства в каждом из указанных трех режимов измерения функций распределения отличается только измерением интервалов времени.Измерение функции распределения указанный интервалов времени складывается из следующих операций, После прихода на распределитель 2 импульса от амплитудного селектора 1 распределитель 2 формирует первый тактовый импульс, по которому прекращается работа измерителя интервалов времени 3, с него считывается значение параметра интервала времени. Затем значение первого заданного уровня выборки и, с датчика уровня выборки 4 сравнивается со значением интервала времени У,. с измерителя интервалов времени 3 сравнивающим устройством 5. Распределитель 2 и измеритель интервалов времени 3 работают от тактового генератора 6. На каждом такте распределителя 2 формируются стробирующие импульсы на сравнивающее устройство 5, задержанные на половину длительности такта так, чтобы к моменту сравнения с заданной точностью установились переходные процессы после переключения сравниваемых величин.Результат сравнения величин п и У; фиксируется запоминающим устройством 7, которое подготавливает к срабатыванию схему исключительно - ИЛИ 8. Далее распределитель 2 формирует второй такт, которым сбрасывается измеритель интервалов времени 3, от сравнивающего устройства 5 отключаются сравниваемые на первом такте величины и, и У;, и вместо них к сравнивающему устройству 5 подключаются величины М и лг соответственно, сигналы с накопителя уровня выборки образцового случайного сигнала 9 и с образцового генератора случайного сигнала 10, а также подготавливается к срабатыванию схема исключительно - ИЛИ 8.При работе устройства в режиме измерения функции распределения времени между нулевыми значениями измеряемого случайного сигнала на втором такте распределителя 2 вместо сброса измерителя интервалов времени 3 в него записывается величина интервала времени Ль затраченного на первый и второй такты. Это необходимо для того, чтобы непрерывно следующие друг за другом интервалы ьремени между нулевыми значениями измеряемого сигнала измерялись без ошибок,Величины М и т сравниваются во время второй половины второго такта. Результат этого сравнения также фиксируется схемой исключительно - ИЛИ 8, которая в зависимости от результата предыдущего сравнения формирует следующие сигналы на накопитель уров5 ц 5 Выо)ркц ооразцового слуаного сигналя 9,В случае выпогпения неравенств Л,. (и, ц пг)М выходная величгша накопителя 9 увеличивается ца квант: приЛ,)гг, и пг(М 482754 Процесс измерения всех значений искомой функции распределения складывается цз цахождецця установившихся значений ьеличцц ца накопителе 9 прц всех заданных значениях уровней выборки и, и и; , гг задатчцка уровня выборки 4.1 О выходная величина уменьшается ца квант. В случае выполнения неравенств Лгг(п и т(М либо Лг г)п и т)М выходная величина накопителя 9 остается без изменения, Выходная величина накопителя 9 является аргументом функции распределения интервалов времени. Эта величина после своего установления в процессе измерения может быть зарегистрирована.Одновременно с началом формирования третьего такта от распределителя 2 включается в работу измеритель интервалов времени 3, который измеряет следующий интервал времени между нулевыми значениями измеряемого сигнала. От сравнивающего устройства 5 отключаются накопитель 9 и генератор 10, и подключается к нему задатчик уровня выборки 4 и измеритель интервалов времени 3.Таким же образом, как было описано ранее, продолжает измеряться функция распределения интервалов времени при фиксированном значении уровня выборки и.В результате многократных измерений при неизменном значении уровня выборки и на накопителе 9 устанавливается такое значение величины М, при котором выполняется равенство вероятностей Р(Л )и) =Р(пг)М)Поскольку правая часть равенства может быть определена заранее, то момент установления величины М соответствует окончанию измерения одного значения функции распределения интервалов времени при заданном значении уровня выборки и. 15 20 25 30 40 Предмет изобретения Устройство для измерения функций распределения, содержащее блок пуск - останов, амплитудный селектор, тактовый генератор, измеритель интервалов времени, задатчик уровня выборки, сравнивающее и запоминающее устройства, образцовый генератор случайного сигнала, накопитель уровня выборки образцового случайного сигнала и схему исключительно - ИЛИ, отлггчающееся тем, что, с целью повышения быстродействия при статистических измерениях значений функций распределения: интервалов времени пребывания измеряемого сигнала в заданцол интервале уровней, интервалов времени пребывания измеряемого сигнала выше заданного уровня, интервалов времени между нулевыми значениями измеряемого сигцала, в него введен распределитель, причем выход амплитудного селектора соединен с одним пз управляющих входов распределителя, другой управляющий вход которого соединен с блоком пуск в остацов, а третий вход подключен к выходам тактового генератора, первыц выход распределителя соединен с управляющим входом сравнивающего устройства, а остальные трц тактовых выхода соединены с управляющими входами измерителя интервалов времени, первый тактовый выход распределителя соединен с управляющим входом задатчпка уровня выборки, а второй тактовый выход подключен к управляющим входам образцового генератора случайного сигнала, накопителя уровця выборки образцового генератора и схе:1 цск:очг- тельцоИЛ И,ПодписноеССР МОТ, Загорский филиа аказ 1613 Изд1743 ЦНИИПИ Государственн по делам 113035, Москва