Анализатор плотности вероятности случайных процессов

(22) Заявлено присоединением заявки О 06 (3 7/52 Ъоударотоенный комите СССР по делам нзобретеннй н отхрытнй. Дербьше Куйбышев 71) Заявитель Куйбышевский политехнический институт 54) АНАЛИЗАТОР ПЛОТНОСТИ 13 ЕРОЯТ 11 ОСТИ СЛУЧАЙНЫХ ПРОЦЕССОВ одключены соответст УЕСЕНЦЕ ВЬЕХО:Е.т НСтОЧНЦоянного нанряженн,ка регулит регистр руемого посттор 121.атком известгие погрешити в зтвисте;д едос змеи ного ус ости из. ости от троетстг:т я пнет;ение точности ероятнос еляемой каждоь- новы ета ь изобретения нализа,20 В. А. Гостев, А. Я. Уклей Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для экспериментального определения плотности вероят- ности случайных процессов в области радиоэлектроники, автоматики, кибернетики, физики биологии и т.д, в случаях, когда реализация случайных процессов представлена в форме электрических напряжений или преобразована в напряжения.Известны устройства, позволяющие определять плотности вероятности случайных процессов, основанные на измерении яркости свече. ния экрана электроннолучевых трубок, а также на использовании электронных схем определения относительного времени пребывания анализируемого напряжения между уровнями анализа или путем дискретных выборок 11.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является анализатор, определяютций значения плотности вероятности случайных процессов, содержащий последовательно соединенные входное устройство, блок амплитудной селекции в дифференциальном коридоре, к двум другим входам которого Указанная цель достигается тем, что в ана. лизатор плотности вероятности случайных про-. цессов, содержащий блок амплитудной сеттекции, первый вход которого является входом анализатора, а второй вход соединен с вьтходо источника регулируемого постоянного напряжения, и регистратор, введены блок заддння временного интервала, сумматор вр".мснных интервалов, измеритель времецн, блок управления, преобразователь временн в частоту ц б:ток сравнения, первый вход которого соединен с блоком задания временного ттеттервала. второй вход - с выходом сумматора временных интервалов, а выход подключен к входу блока управления, первый выход которого соединенс входом источника регулируемого постоянного напряжения, второй Выход - с первымвходом сумматора временных ичтервалов.второй Вход котОрогО сг)епгцец с ВыхОдОм блока амплитудной селекцииг тге ий вьгход блокауправления соединен с входом известными вре.Меци, выход которого через пргег)бразовательВремени в частотт, подключен к регистратору,О11 а чертеже иэображеца структурная схемаанализатора.Анализатор плотности вертоятности случаиных процессов имеег блок 1 амплитудной сеЛЕКЦИИ В ДтцРфЕРЕЩаЛЬНОЬ КОРИДОРЕ ЬХ, КО.торыц практическц мо)хе быть реализован, ца.ПРИМЕР, В ВКДС аПЦГтДЦОГГт СЕЛЕКТОРВ С ДВУ.мя порогал селек,цк Верхним ц кг)пп.":1КЛИ С КСП.)1 ЬЭГ)1)ацг;С,)т дтгтх а,",т 1)ЛПГ)ДЦЬх СЕЛЕКТОРОВ К ВтяЧКТССГгС 0 уст 1)ойт.Тая, КЛК ДруГИМИ ИЭВ ЕТьцт 11 С Х ЕРЛЦЫ М)1 р 1,гг,НгЯМКт СЪ М"матор 2 1)гг:ле)цг гтцте;.Сгггот) блок 3 сравЦСНКЯ, бЛОК г тГ;гттпс."тгГГ. 1 СТГ)ГгетЙ ИМЕВ ТрцВЫХОДа, ПЕРВЫЙ ЦЭ Когг)РЬ",С .;).)РЦЕЦ С УПРаВляющцм входом цстг)гд-цгг.г) .ггс; улцруегтлогр 25ЦОСТ 05 ПНОГО , гзтгтрЕЦГГГ ДГа )5 ттьода ИСТОВОГОподкпсчек 1 т 1 к СОО г.т гв /)01 гаг)гоггг)г)вглм ВХОДВМ 6 ЛОК, 1 а)ЛгГЛЦЦгГг ГЕГсг 1 ГГ)Г Гттгт тйВЫХОД 6 ЛОКг 1 4 тгг)Г)-ггецг г.)г г ггг;г сгт цгсгь 1)ВХОДОт С)МР,".атгГГ);1 I ВОГ-;тГГГ Г;,.)Х ИЦТГ Т 1)ГГЛОВ 30а ТРЕТИЙ ЗЬ.".Г;Г -; ГССГГЕ;,Г;ЬГЕГГГ,.ГГт г.т)тгГГГтгтт",..НЫЬЦ Кгт.Р гг Г .ь т,гсг,тГт:г .;. Птг)гт) г. Г.гГгВатЕ.ЛСМ 7 ВрвгтС: В г: г:готу ", 1)С.КСГ атптргзт 8,Со ) г г 04 г , ,гг6 Цгг)вгтГ 15 т оегц г г6;ц)к 9 эагг;1 гг)г, Р)4)ьтсггэго антс)в)15 а.11 СВЕЛ гЭР:т 1)вгц)Г:М ЭагтГ)тсц тт)гб)уСМС)й ГотНОСТЬЩ г)Пггг-Е 1;тт гЦО Рг,)Стц ЗСГг)гтгтогтег тс,пользуя 6 пес .1 ц г;:115 ггег".твэт: т"эг)вс 1 ацалкКЛК щцрКЦГгц ДР Гт)ГЕрв;гттгал,ЦГ)ГО Кг)рцтОра ГГ, Г)Ьдавае,)Г РГ;СТГтг 1 г 1;ГЭР) 5 рЕГ)ггЦгЕР,0.,4 ЯГО ПОСТОЯЦН.)10 )ГЯГЦггжг)КГ.51. роЧЦОГТЬ КЗМСра.Нця Сот)тяг)те;гтггэ г сг,г Огг г г ц) )ту ГгтгагтсгИ г ППЕ,бЬВЯПЦЯ 5 СГггс 1,.ЕстО. О Ст;: Л )г 1),гтГ;фЕрГЭЦгTаЛтЦОМ КГ)РЦДГГ;)Е, :.,ПрОДЕСС цз)сретгя тзгццзагОООЬ гогтцоети 5ВврзятцОСТЦ )агт ас;Ся С гз;ГЦОЛрЕМГСРЦГ)й ПодаЧИс)1 нагтов бло а 4 т г;,ачт еггг ца суг гтатгэрВременных кгг) срг а 01) ц кзт)еоигель времеьи 6,1 РОИЗВОДЯцгХ УСтгцв)11 ГУ ЦХ тг 11 СХОЦЦОЕ ГУЛЕ"зое состояние, и ц.; г;Оч 1 кк 5 регулируемогоПОСТОЯННОГО 1 арОГ:вК 1, Г)ТГ)ргЫЛ Цри ЗТОМг) ЫРабатЫВВСТ ЦгПР)01 СЦК)Г Х, и Х =Х./Ьх гПОдаВаЕМЫЕ Ца П)тггт ОВЬгЕ ВХОДЫ бЛОКа 1 ВМПЛИтудцГ)й СЕЛЕКцгГ":, Сг)ОТСГСТттгСцЕ ТЕг)ВОГиу ДГИфгГ 1)Е 1)еццЛГГЛтцГ)Гт у КоотДОГ)у аналива55Исседусмьгй сцг;,ал осту;ает на блок 1 амплктудцОЙ сел екцгц гереэ зходгц г е устрОЙств О 1,)СОТОООС гвлг 5.гг)51 ,.асглгЦЦМ К ЬЬХг)ггигЕСИГЦагЬ 10 ттттгогг) 5 в 5 ггггг )г )тгц)ЫЬСаьИ ДЛК тельцость которых определяется частцыми интерваламк йабсолютного времени пребывагия, в течение которого мгновенные значенияслучайного процесса находятся в дифференциальном коридоре Ьх, определяемого уровнямианализа х, и х,. Сумматор 2 временных ин.тервалов осуществляет суммирование частныхинтервалов абсолютного времени пребываниякХ ЬТ; исследуемого сигнала в дифференци-.альном коридоре Ьх, а блок 3 сравнения осу.ц)ествляет сравнение накапливаемой суммы, Х Ьтс абсолютным временем пребывания К1=исследуемого сигнала в дифференциальном коридоре Ьх, которое было выставлецо на блоке 9 перед измерением исходя из требуемойточности. Р11 ри достижечщи эгаче 1 гця1 = К блокХ Ьт3 сравеция подает сигна ца блок 7 управленклг ПРЦ полвлеццк котоРого олок,4 УпРавления переводит в исходное нулевое состояниесумматор 2 Вргмеццых интервалов и иэиеритель времени 6, кэмеряюц)ий время Т достижеггнкя суммы частотных интервалов УЬт абсолстцого времени пребывания значений процесса в дифференциальном коридоре гэх напередзаданной Велктгкцы К, коорое затем преобраэУетсл гРеобРазователем 7 в величкцУ 1 Г гхарактеризующую частоту появления эцачецкйсгучайцого процесса в дифференциальном коридоре т хг и для уровней анализа х, к х, =Х,+АХсоответствУет значецио г гт 1 х) Ьх, котоРое РегиФрцруется регистратором 9,1 эмерения значений плотности вероятности наПОСТЕгтгЦЦЩРЛ. тРОВНЯХ аиалцэа Х И Х, = Х +)Х,где 1 = 2, 3и производятся аналогично,1 гричг)гтг ка)кдый раз Гр) Досг 1 женкк т,г.ЬТЛ = КС Н,хгзда бЛОКа 3 СраВНЕНИЯ На бЛОК 4 уйраВЛЕ)ЦЯ 1 дОСТУГГВЕТ СИГНаЛ ОКонтаггКЯ ОгЕРЕДНОГОэт)цта измерения ца заданных уровнях аналкэаг а блок 4 утравгения вырабатьгвает при этомсигналы, одновременно поступающие ца сумматор 2 Временных интервалов к измерительВраыьцл 6, ВОЭВрагцавщИЕ ИХ В ИСХОДНОЕ пулевое состояние, к на регулируемый источник5 г выходные напряжения которого при этомцэмецяются скачкообразно ца величину Ьх =:сопат. чо состветствует очередному дифференЦиагЬЦОМтгг КОРИДОРУ аиапиэа,Таким образом, устройство позволяет последовательно провести анализ случайного процесса во всем диапазоне его возможных значений и получить серию точек кривой распределения г х 5 Ьх.Достигае,ьЙ при использовании изобрете.цкя положительный эффект определяется присопоставлении погрешности измерения вероятцос цых характеристик предлагаемым устрой.етним с погреццостью, имеющей место при из698015 мерении аналогичных характеристик известными устройствами, для которых в случае нормаль.ного закона распределения случайного процесса она определяется по формуле Иэ приведенного расчета винно, по г 1 гс- лагаемое устройство позволяет существенно снизить погрешность измерения плотности Вс. роятности случайных процессов. причсм наиболее существенное увеличение точности иэ. мерения соответствует малым эпачениям пггот. ности вероятности. где 5,Ж Анализатор плотности вероятности случай.ных процессов, содержащий блок амплитуднойселекции, первый вход которого является вхо дом анализатора, а второй вход соединен свыхоцом источника регулируемого постоянного напряжения, и рсгнстратор, О т л и ч а.10 ш и Й с я тел) ГО, с е. ьО пои 1 пгснчточггостн анзчгзатора. Оп содс 11 в 5 т блок этэНИЯ Р 1 гЕМГЛПГОГО ИНТСР 75 ЯЛЯ,УЛГМЯГОР врелссгинтервалов, измеритель вреленгс. ,глок управц..и 1, ггреобразОВВель ВГгемекг В аст 01 у и Г;1 О;сравнения, пеовьй их 1, которого Осе;1 сгг сблоком задания воемеппогс 11 те 1 В;гг;г, Второй25Вход - с е)ходом с" л 1 5 втор Времяи лтс 11 вао.3 а ЯыУОподс;п к Фхы, бчсгквуправТе 1 я, перь я:,.хоц которого с,ел иггяяол сточтика ргуи моО "сгс О ян 3.го агэряженгя, Второй анхо 1 - . ев 1 л Взодом сумматора времешых п.е В:ггОв, 1,;Ого"Вход которого соединен с В,хоясгм бпскгг в;"ППТ 1 Т-Ог "ЕГЕ "П г ТН Вс "Я 1,1ЛСННЯ СОЕДГНЕИ С ВХОПОМ Э,Ерп ГС,1 Я ггрСЛ 1 Е 1 кВыход которого через преобраэвчтея, ВремеНИ Ч ЧЯСТОТУ ПОДКЯГОЧЕН К РРи;т 1 э;ГОРУ,ИСТОЧК 1 1;фОРМВ 1 П,ПРИНЯТЫЕ ВО Пггг;:ИЕ ГР, ЭК:Н.РТПЭС1. прскЙ Г. Л, Аппарат угное Ор.":1 сяггхарактеристик спучайсьх процессов, 1, -.М.,Энергнг 167 с Г2 ш - сЕ - , Чф(ф) Г- относительная ожидаемая погрешность определения плотносг Х ти вероятности; ф- производная от интеграла вероятности;(Т, = согаЦ,Нормированная продолжительность анализа в каждом дифференциальном коридоре Ьх в предлагаемом анализаторе О, зависит от значения плотности Вероятности на этом уров- не при этом погрешность измерения выражаетсяэависилОстью Относительное уменьшение ожидаемойпогрешности сг Формула изобретения698015 Составитель Э. СечинаТехред Н. Бабурка Корректор И. Муска аказ 868 ЦНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб