Устройство для определения распределения вероятностей параметров случайного процесса

Союз Солетееа Социалистическнх Республик(5 т 6 06 Р 15/3 рисоединеи 3) Приоритет Опубликов Госудерстееииый коеатет СССР ее делан изооретеией и открытий(7 е) Заив евский ордена Трудового Красного Зиам инженеров гражданской авиации 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИ ПАРАМЕТРОВ СЛУЧАЙНОГО ПРОЦЕС РО ЯТНОСТЕЙ Изобретение относится к вычислительной и радиоизмерительной технике, может быть использовано в устройствах для измерения параметров случайных процессов.Известен многоканальный статистический анализатор для измерения распределения вероят ностей параметров, характеризующих экстремальные значения случайных процессов 1,Это устройство не позволяет измерять оценки распределения вероятностей таких параметров, как разность амплитуд между соседними мики О мумами и максимумами (и наоборот) и время до появления первого максимума сложного цикла,Наиболее близко к предлагаемому цифровое устройство для формирования (с последующей обработкой на ЦВМ) длительностей интервалов между соседними экстремумами. Это устройство позволяет также вычислять текущие значения вероятностей параметров случайного процес. са (21. Оно содержит канальные элементы И, выходы которых подключены к соответствую. 2 О щим канальным счетчикам, первую схему сравнения, первый вход которого является входом устройства, второй вход соединен с выходом цифроаналогового преобразователя, а выход первой схемы сравнения подключен ко входам первого и второго дискриминаторов,"вьтходьт которых соединены с первыми входами соответствен. но первого и второго элементов И. При этом выход первого элемента И подключен к первым входам элемента ИЛИ и триггера экстремума, второй вход триттера экстремума соединен с выходом второго элемента И и вторым входом элемента ИЛИ, выход которого подключен к соответствующему входу первого переключателя и к счетному входу реверсивного счетчика. Раэ. рядные выходы счетчика соединены с разрядны. ми входами цифроаналогового преобразователя, входы управления подключены к выходам триггера экстремума и соответственно к первой дифференцирующей цепочке и первому входу третьего элемента И и ко второй диффережарующей цепочке и первому входу четвертого элемента И, второй вход которого соединен с выходом гене. ратора импульсов и со вторыми входами первого, второго и третьего элементов И и с первыми входами пятого и шестого элементов И. Выходы третьего, четвертого, пятого и шестого элементов651349 10 Ю 3И, первой и второй дифференцирующих цепочек и входы счетчика подключены к соотвстствующим входам первого переключателя,Указанное устройство не позволяет измерятьоценки распределения вероятностей первых максимумов сложных циклов, времени появления первого максимума сложного цикла и времени появления первого минимума сложного цикла,Цель .изобретения - расширение функцио. вальных возможностей устройства путем опреде. лення оценки распределения вероятностей первых максимумов сложных циклов,Поставленная цель достигается тем, что устройство содержит вторую схему сравнения,первый вход которой является первым входом уст. ройства, второй вход соединен с шиной нулевого потенциала, первый и второй управляющие триг-,геры, первые установочные входы которых подключены к выходу второй схемы сравнения, вторые установочные входы подключены к пер вым входам канальных элементов И, а выходы первого и второго управляющих триггеров соеди.вены через первый переключатель со вторыми входами канальных элементов И и пятого и шестого элементов Иблок переключения кода первая группа разрядных входов которого соеди.нева с разрядными выходами реверсивного счетчика, вторая группа разрядных входов - с раз.рядными выходами счетчика, управляющий вход блока переключения кодов соединен со вторым Зо переключателем, а разрядные выходы через де. шифратор подключены к третьим входам канальных элементов И.Структурная электрическая схема устройства показана на чертеже.35Устройство содержит первую схему сравнения 1 цифроаналоговьпю преобразователь 2, дискри.минаторы 3 и 4, генератор импульсов 5, эле. агенты И 6-11, элемент ИЛИ 12, реверсивный счетчик 13, триггер 14 экстремума, счетчик 15, дешифра тор 16, блок переключения кода 17, канальные элементы И 18 первую дифференцирующую цепочку 19, канальные счетчики 20, вторую дифференцирующую цепочку 21, вторую схему сравнения 22, первый и второй управляющие тригге.ры 23 и 24, первый переключатель 25, второй переключатель 26.Рассмотрим работу устройства при измерении оценок различных характеристик в зависимости от положения переключателей.1) Измерение оценки плотности распреде.ления длительностей интервалов между соседними минимумами и максимумами,Переключатель 23 устанавливается в положение "Г, Напряжение исследуемой реализации х (т) поступает на первую схему сравнения 1, на второй вход которой поступает напряжение О с выхода цифроаналогового преобразователя 2, Если х 1) =О, то дискриминаторы 3 и 4 закрыты и импульсы генератора 5 не проходят через элемен. ты И 6 и 7, элемент ИЛИ 12 - на вход реверсив. ного счетчика 13, который сохраняет информа щю. Если х(тО, открываются первый дискриминатор 3 и элемент И б, Триггер экстремума 14 переходит в единичное состояние, включая ревер. сивный счетчик 13 на сложение. Величина О, являющаяся аналогом числа, записанного в счет чике 13, растет, Сложение происходит до тех пор, пока напряжение не станет равно х(т). При переходе через экстремальную точку неравенство х(т) ) О меняется на х(т)( О. Открываются дискриминатор 4 и элемент И 7, и триггер экстремума 14 перебрасываются в исходное состояние. Таким образом, длительность импульса с одного плеча триггера 14 равна длительности интервала между соседними минимумом и максимумом т. Этот импульс подается на вход элемента И 8, через который импульсы генератора 5 начинают проходить в счетчик 15 через переключатель 25. Таким образом, код числа в счетчике 15 пропорционален длительности итервала т, При этом дешифратор 16 управляется кодом счетчика 15, так как переключатель 26 стоит в положении "1", при котором блок 7 пропускает код счетчика 15, Дешифратор 16 открывает соответствующий это. му коду канальный элемент И 18, Кроме того, в момент возвращения триггера 14 в исходное состояние на выходе первой дифференцирующей цепочки 19 возникает импульс, соответствутощий окончанию интервала т +.Этот импульс проходит через соответствующий открытый элемент И 18 в канальный счетчик 20, Одновременно этим же импульсов счетчик 15 сбрасывается в нуль. Далее при прохождении минимума х(т) опять срабаты. вает триггер 14, открывается элемент И 8, и цикл повторяется. По окончании необходимого време. ни измерения в канальных счетчиках 20 накалли. ваются ординаты оценки плотности распреде. ления интервалов т,.2) Измерение оценки плотности распределе. ния длительностей интервалов между максимумами и соседними минимумами т+ . В этом режиме переключатель 25 ставится в положение "2", а 26 - в положение "1", Работа устройства аналогична. Разница состоит в том, что на вход счетчика 15 поступают импульсы с элемента И 9, который управляется напряжением с другого плеча триггера 14. Через открытый де. шифратор 16 канальный элемент И 18 проходит импульс со второй дифференцирующей цепочки 21. Этот же импульс сбрасывает счетчик 15 в исходное состояние..3) Измерение оценки плотности распределения цлительностей интервалов до появления пер. вого максимума сложного цикла.651349а, Устройство для определения распределениявероятностей параметров случайного процесса, содержащее канальные элемейты И, выходы ко- ЗО торых подключены к соответствующим каналь.ным счетчикам, первую схему сравнения, первый вход которой является входом устройства, вто.рой вход соединен с выходом цифроаналогового преобразователя, а выход первой схемы сравне,ння подключен ко входам первого и второгодискриминаторов, выходы которых оэединены с первыми входами соответственно первого ивто-рою элементов И, при этом выход первого элемента И подключен к первым входам элемента 46 ИХ 1 И и триггера экстремума, второй вход триггера экстремума соединен с выходом второго эле.мента И и вторым входом элемента ИЛИ, выход которого подключен к оэответствующему входу первого переключателя и к счетному входу ревер.сивного счетчика, разрядные выходы которого соединены с разрядными входами цифро.- аналогового преобразователя, входы управленияреверсивного счетчика подключены к выходам триггера экстремума и соответственно к первой днфференцирующей цепочке и первому входу третьего элемента И и ко вт эрой дифференцирую щей цепочке и первому входу четвертого элемента И, второй вход которого соедщен с выходом генератора импульсов и со вторыми входамипервого, второго и трет:его элементов И и с первыми входами пятого и шестого элементов И, выходы третьего, четвертного, пятого и шестогоэлементов И, первой и в 1.орой дифференцирую 5Переключатель 25 устанавливается в положение "3", а положение 26 не изменяется.Начало интервала т определяется моментомперехода реализации х(т) нулевого уровня, аконец - появлением первого максимума, В момент пересечения нулевого уровня схема сравнения 22 формирует положительный импульс, перебрасывающий триггер 23,в результате чего открывается элемент И 10, С этого момента импульсы генератора 5 поступают на вход счетчика15 до тех пор, пока не наступит первый максимум. При появлении первого максимума на выходе дифференцирующей цепочки 19 возникаетимпульс, который проходит в соответствующийканальный счетчик 20. Одновременно этот жеимпульс возвращает триггер 23 в исходноесостояние. Он же сбрасывает счетчик 15. В момент следующего перехода нулевого уровня процесс повторяется, Таким образом, в канальныхсчетчиках накапливаются ординаты оценки плотности распределения т4) Измерение оцейки плотности распределения длительностей интервалов до появления первого миннмумр тПереключатель 25 устанавливается в положе.ние "4", Положение переключателя 26 остаетсяпрежним, Начало интервала т определяется моментом перехода реализацией х (т) нулевого уров.ня с отрицательной производной, а конец -появлением первого минимума. В момент пересе.чения нулевого уровня схема сравнения 22 фор.мирует отрицательный импульс, который перебрасывает триггер 24, в результате чего откры.вается элемент И 11. При появлениипервогоминимума появляется импульс на выходе диффе.рещирующей цепочки 19, который перебрасываеттриггер в исходное состояние и, кроме того,проходит в соответствующий канальный счетчик20,5) Измерение оценки плотности распределения разности амплитуд между соседними экстремумами ЬЬ + и ЬЬ+,Переключатель 25 ставится в положение "5",а 26 остается в положении "1".Разность амплитуд ЬЬ . пропорциональна ко.личеству импульсов, прошедших на реверсивныйсчетчик 13 с момента прохождения минимума кмоменту прохождения максимума реализациейх(т). Это число импульсов подсчитывается счетчиком 15, который управляет дешифратором, Сбрасывается счетчик и момент прохождения следуюшего минимума.Для измерения распределения вероятностейЬЬ+ переключатель 25 ставится в положение "6",б) Измерение оценки плотности распределения экстремумов Ьмакс и ЬмПерключатель 25 ставится в положение "Г(измерение Ьмакс или "2" (измерение Ьм,щ), а переключатель 26 - в положение "2", при котором дешифратором 16 управляет код реверсивно. го счетчика 13.7) Измерение оценки плотности распределения первых максимумов (минимумов) сложного цикла Ьмакс (Ьмин)Переключатель 25 ставится в положение "7" (при измерении Ьмакс) или в положение "8" (при измерении Ьмнн), а переключатель 26 - в положение "2". Процесс измерения аналогичен предьлущему. Отличие. заключается в том, что канальные счетчикидолЪны фиксировать только первые максимумы (минимумы). Для этого на третьи входы канальных элементов И 18 подается импульс напряжения с триггера 23 (24). По окончании действия этого импульса элементы И 1 закрываются до начала следующего сложного цикла.Таким образом, устройство позволяет измерить оценки распределения вероятностей первых максимумов сложных циклов, времени появления первого максимума сложного цикла и перво го минимума сложного цикла. Формула изобретения653349 стааитель Э, Схред Э.чуж Корректор Д мельниченко Заказ В 07/4 Тираж 779 ИИИПИ Государ по делам изобр 3035, Москва, Ж Подписноестаенного ко митета СССРетений н открытка5, Рауьчская наб., д, 4/5 Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 7Йи цепочек и входы счетчика подключены к соответствующим входам первого лереключате."ля,отии ч а ю"щ"е е"сятем, что "сцельюрас.ширения его функциональных возможностей пу."тем" опредщенйя оценки распределения вероят.ностей первыхМаксимумов сложных циклов, оно содержит вторую схему сравнения, первый вход которой является входом устройства, второй вход соединен с шиной нулевого потенциала, ,первый и второй управляющие триггеры, первые устайовочные входы которых подключены к вы.ходу второй схемы сравнения, вторые установоч ные входы подключены к первым входам канальных элементов И, а выходы первого и второго -управляющих триггеров соединены через первыйпереключатель со вторыми входами канальных элементов И и пятого и шестого элементов И,блок переключения кода, первая группа разряд.ных входов которого соединена с разрядными выходами реверсивного счетчика, вторая группа разрядных входов - с разрядными выходами 3 счетчика, управляющий вход блока переключениякодов соединен со вторым переключателем, а разрядные выходы через дешифратор подключены к третьим входамканальных элементов И. 10 Источники информации, принятые во виима.ине при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР И 471592,,6 Об Р 15/36, 1974.2, Чеголин П. М., шпаковский Г. И, Электрон.1 ный следящий вычислитель основных параметровслучайного процесса, кн, Вычислительная техника,Минск, "Наука и техника", 1965.