Анализатор распределения вероятностей временных интервалов между соседними выбросами случайных процессов

ОПИСАНИЕ ИЗОЬЕЕТ ЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 00 515998 Союз Сооетских Социалистических Ресоублик) Приоритетубликовано 30.05,76, Бюллетень20 сударстоеннык комите ооета Министров ССС о делам изобретенийи открытий 53) УДК 621.317.7(088,8) Дата опубликования описания 21,06.7(71) Заявите Белорусский ордена Трудового Красного Знамени государственный университет им. В, И. Ленина(54) АНАЛИЗАТОР РАСПРЕДЕЛЕНИЙ ВЕРЗЯТНЗСТЕЙ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ МЕЖДУ СОСЕДНИМИ ВЫБРОСАМ СЛУЧАЙНЫХ ПРОЦЕССОВИзобретение относится к области радиотех. ники и может быть использовано для анализа распределений вероятностей экстремумов случайных процессов и для анализа вероятностных характеристик флуктуаций высокостабильных квазипериодических сигналов.Известно у"тройство, измеряющее распределение вероятностей флуктуаций квазипериодических сигналов.Оно содержит блок определения временного положения выброса, соединенный с первым входом время-амплитудного,преобразователя, подключенного выходом к многоканальному амплитудному анализатору. В основу известното устройства положен принцип вычитания из измеряемого временного интервала, сформированного из случайного процесса, эталонного отрезка, который задается последовательностью опорных импульсов кварцевого генератора, с последующим измерением при помощи время-амплитудного преобразователя двух зон неоднозначности между сигнальными импульсами начала и конца исследуемого процесса и ближайшими опорными импульсами эталонного генератора.Однако известным устройством измеряются две зоны неоднозначности, что приводит к искажению истинното распределения вероятностей или к большим погрешностям.Целью изобретения является устранение зон неоднозначности измерения прп сохранении эталонной стабильности измерительной серии и осуществление непрерывности цикла измерения распределения вероятности между 5 соседними выбросами случайного процесса.Поставленная цель достигается тем, чтоустройство дополнительно содержит линию задержки, делитель частоты и блок формирования эталонных прецизионных временных 10 сдвигов, причем выход линии задержки соединен с первым входом блока формирования прецизионных временных сдвигов, второй вход которого подключен к выходу многоканального амплитудного анализатора, а выход 15 соединен через делитель частоты со вторымвходом время-амплитудного преобразователя.На фиг. 1 показана функциональная схемаанализатора; на фиг. 2 - временная диаграмма работы.20 Лцализатор распределений вероятностеймежду соседними выбросами случайных прессов содержит входной разъем 1, соединенный с блоком 2 определения временного положения выброса, выходной сигнал которого 25 поступает на прецизионную линию 3 задержкии одновременно на старт-вход 4 время-амплитудного преобразователя 5. Сигнал синхронизирующего СВ 1-генератора 6 блока 7 формирования эталонных (прецизионных) вре менных,сдвигов поступает на вход фильтра 810 15 20 25 3 35 40 45 5 55 6 65 верхних частот, с выхода которого СВЧ-сигнал подается на блок 9 управления частотой, с выхода которого сигнал гоступагт на вход рециркуляционного генератора 10, через фильтр 11 нижних частот, куда одновргмгн. но подключен и выход прецизионной линии задержки. Выходной сигнал рециркуляционного генератора 10 поступает на вход делителя частоты 12 измерительной :ерин, выходные сигналы которой подаются на,стоп-вход 13 время-амплитудного преооразователя 5, выход 14 которого соединен с многоканальным амплитудным анализатором 15. Выходной сигнал анализатора поступает на блокированный вход 16 рециркуляционного генератора 10 и осуществлягт срыв гго генерации.Ис ледуемый случайный процесс подается па входной разьгм 1 олока 2, гдг из исследуемой реализации выделяется экстремальные выбросы (максимумы или минимумы) лучайного процесса и вырабатываются стандартныг по длительности и амплитуде выходные импульсы, временное положение которых соответствует установленному пороговому уровню Входного дискриминатора блока 2. Таким образом, на выходе блока 2 формируется последовательность зременных интерва- )ОВ иззо), изм(и+1) (фиг, 2), Величина которых определена расположением экстремумов исследуемого процесса.Для осуществления непрерывного ц:)к "а анализа последовательного ряда следу)ощих друг За другоМ ИНТгрВЯЛОВ и.зО), изз(и+) Производится задержка во времени последовательности сформированных интервальных импульсов при помощи прецизионной линии задержки 3 на время, необходимое для окончания каждого цикла измерения, В качестве прецизионной задержки могут быть использованы устройства формирования временных задержек высокой стабильности, фазируемые по с,тучайному сигналу, на выходе которых через тресв емый интервал выделяется задержанный на строго фиксированную величину импульс.НЯЧЯЛО ЦИКЛЯ ИЗМЕргция ИНТгрВЯЛЯ изз(л) осуществляется при подаче на прецизионную линию задержки 3 и время-амплитудный преобразователь 5 последовательности интервальных импульсов, сформированной в блоке 2. Выходной сигнал прецизионной линии задержки 3, задержанный на время т, (фиг, 2), необходимое для окончания предыдущего цикла измерения 1 и(, осуществляет фязирование (запуск) рециркуляционного генератора 10, В резулыате этого в фазе с выходным сигналом Старт (фпг. 2) прецизионной линии задержки 3 В ргциркуляционном ГгнгрятОре 10 Генерируется измерительная серия импульсов, которая является эталонной, причем гг начало совпадает с задержанным на время тз интервальным импульсом исследуемо)о процесса. При этом начальная зона нгоднозначности не существует, так как измерительная -ерия рециркуляционного генератора 10, выголг(яющая роль опорной последовательности, совпадает по фазе с началом )измеряемого процесса, Для стабилизации измгрительнОи серии и исключения эффекта накопления флуктуаций в рециркуляционном генераторе 10 используется принудительная синхронизация его периода по фазе синхронизирующего эталонного СВЧ-генератора 6 в режиме деления частоты. Каждый период генерации рециркуляционного генератора 10 ко;(тролирует;я блоком 9 управления частотой, соединенным с импульсным рециркуляционным генератором 10 через фильтр 11 нижних частот. Сигнал синхронизирующего эталонного СВЧ-генератора 6 поступает на вход блока 9 управления частотой через фильтр 8 нижних частот. В результате этого происходит синхронизация момента срабатывания рециркуляционного генератора 10 по фазе сигнала синхронизирующего эталонного СВЧ-генератора 6. При этом устанавливается такой режим генерации рециркуляционного генератора 10, когда каждый период измерительной серии же тко связан с фазой синхронизиру)ощего эталонного СВЧ-генератора 6. В этом случае стабильность периода измерительной серии полностью определяется исходной стабильность)о сиги ал а:инхр онизиру)ощего эталонного СВЧ-генератора 6.Использование в качестве синхронизирующгго эталонного СВЧ-генератора 6 молекулярного или кварцевого стандарта частоты позволяет получить стабильность измерительной серии импульсов, начало которой совпадает по фазе,с началом измеряемого случайного процесса, равную стабильности сннхронизирующего СВЧ-сипнала, т. е. позволяет осуществить стабилизаци)о шкалы устройства,Измерительная серия импульсов рециркуляционного генератора 10 поступает на вход делителя 12 частоты измерительной серии, где происходит формирование последовательности опорных интервалов т( (фиг. 2) путем пересчета измерительной серии. Выбор величины периода последовательности опорных ИптЕРВаЛОВ тз ЗаВИСИт От ВЕЛИЧИНЫ ИЗМЕРЯЕМОГО ИНТЕ 1 ЭВЯЛЯ (изз и ИЗМЕНЯЕТСЯ СИНХРОН. но в соответствии с выбранным диапазоном ИЗМгргНИя ВрЕмя-аМПЛИтудНОГО ПрЕОбраЗОЗателя 5. Коэффициент пересчета делителя 12 частоты измгрительной серии изменяется таким образом, что вгличина периода последовательности образцовых интервалов ти на выходе делителя 12 равна диапазону измгрения время-амплитудного преос)разоватгля 5. Возможность изменения пределов анализа вргмя- ЯМПЛ)ПГдНОГО ПрЕОбраЗОВатЕЛя 5 Прн ПОМОЩИ перекл)очения величины зарядной емкости и наличие сетки последовательностей опорных интервалов позволяют производить измерения распределения вероятностей между соседними выбро ами случайных процессов с высокой точностью в широком динамическом диапаоиг.В фазе с выходными импульсами блока 2 параллельно с поступлением сигнала на прецизионную дискретную линию задержки 3 че. рез старт-вход 4 запускается время-амплитудный преобразователь 5 и начинается процесс 5 измерения интервала К,з). Вслед за этим ближайший импульс последовательности опорных интервалов то делителя 12, соотвгтствующий окончанию измерения, поступагт на стоп-вход 13 время-амплитудного преобра зозателя 5 и выкл)очает его, оканчивая тем СВМЫМ нрОЦЕСС НЗМгрЕНИЯ ИНтгрВаЛа Л 1 иззчп). С выхода 14 время-амплитудного преобразователя 5 сигнал, амплитуда которото пропорциональна измеренному интервалу Л 1 яз,кд), 15 полается на вхол многоканального амплитудного анализатора 15. в котором каждому значенгно амплитуды соответствует свой Дискретный канал запоминающего устройства. Выходной сигнал многоканального анализатора 20 подается на блокировочный вход 16 импульсного рециркуляционного генератора 1 О, гле произволит блокировку (срыв колебаний) измерительной серии импульсов, Число импульсов послеловательности опорных интервалов 25 тр, укладывающихся в измеряемый интервал вз.10) с выхола Делителя 12, и интервал задержки регистрируются параллельно при каждом цикле измерения.Вслед за этим осу)цествлягтся новый цикл 30 измерения интервала 1 зо:, ). Серия после- ЛОВдтЕЛЬНЫХ ИЗМЕРЕНИЙ ВЕЛИЧИН Лпззци) Лиззяп) И Т. Д. В ТЕЧЕНИЕ ИССЛЕЛуЕМОЙ ДЛИНЫ реализации случайного процесса позволяет получить оценку распределения вероятностей. 35 Распределгние амплитудных выходных сигналов время-амплитудного преобразователя 5 с вы"окой точностью выражает распределение вероятностей между, соседними выбросами случаьного процесса. Распределение, зафик сированное в памяти многоканального амплитулного анализатора 15 - гистограмма спектра, является исчерпывающей характеристикой, которая позволяет получить нгобхолпмые статистические оценки зареги;трпрованного раопределгния.Выбор диапазона измерения время-амчлитулного преобразователя 5 и ко:ффицигнта пересчета лелителя 1 пронзволнт:я в соответствии с априорно известным:1 свелсннямн оо иослеЛуемом слу)аЙном прогесс.Возможный Диапазон пзмергнпя распределения вероятностей между сосглнимн выбросами случайных процесов простирается от 5 Мкс до нгскольких :еку.;л 11 в :-10 сек) при времени разрешения 3 10 - ф сек. Чннимальный диапазон огрьничгн;,ыстролгствигм олока памяти многоканального амплитуЛного анализатора 15, а макснмальнь)й - относительной нестабильностью частоты используемого синхронпзпрующего эталонного генератора 6. Формула изобретенияАнализатор распределений вероятностей временных интервалов между соселнпмн выоросами сл чаЙных процессов, солгржащнй блок опрелелгния временного положгния выброса, соединенный с первым вхолом время- амплитудного преооразователя, полкл)очгнного выхолом к многоканальному амплитулному анализатору, отличающийся тгм, что, с цель)о устранения зон нголнозначностп, анализатор содержит линию задержки, делитель частоты и блоки формирования эталонных временных сЛвпгов, причем выхоЛ линии задержки соелинен с первым вхолом блока формирования прецизионных временных сдвигов, второй вход которого полключен к выхолу многоканального амплитудного анализатора, а выхол соединен через делитель частоты со вторым вхолом время-амплптулного прсоо,)азователя.. Кононович 1 а кто Тираж 1029 Сочета Минцс и открытий сная 1;аб., д 4 ппография, нр. Сапунова Рйирцяяцоанньшине рупорСхема дереная Вре 7 ю-рпю р 7 уйаю ррео раю 5 ар 7 т РЫарнцдяао овви венералор Схемдеяенияре 7 я,адарауды ореадойтаэР 1 АА аказ 1323,13Ц 1-ИИ 1 Изд. М 1378 осударственного комитет по делам изобретении 035, Москва, Ж, Рау