Анализатор функции распределе-ния случайных процессов

Сефз Советскнк Социаактнчаскиа РеспубпнкОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 180777 (2 ) 2508083/18-24с присоединением заявки Йо(51)М. Кл, 6 Об 6 7/52 Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытий(72) Авторы . изобретения 1 В.А. Гостев, А.Я. Уклейн и О.Ю. Дербышева Куйбышевский политехнический институт им. В.В. Куйбышева(54) АНАЛИЗАТОР ФУНКЦИИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ СЛУЧАЙНЫХ ПРОЦЕССОВИзобретение относится к вычислительной технике и может быть исполь зовано для экспериментального определения Функции распределения случайных процессов.Известно устройство, определяющее функцию распределения случайных процессов, содержащее блок, задающий уровень анализа, амплитудный селектор, выдающий прямоугольные импульсы, характеризующие время пребывания случайного сигнала выше или ниже уровня анализа, усредняющее устройство, определяющее относительное время. пребывания исследуемого сигнала выше или ниже уровня анализа и регистратор 11 .Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство, определяющее Функцию распределения случайных процессов по относительному времени пребывания анализируемого сигнала выше или ниже уровня анализа, содержащее блок согласования, выход которого соединен с первым входом блока амплитудной селекции, второй вход которого подключен к выходу источника постоянного напряжения, а выход блока, амплитудной селекции через блок З 0 усреднения соединен с регистратором 2 .Недостатком известного устройства является изменение погрешности измерений Функции распределения в зависимости от величины определяемой функции на каждом уровне анализа..Цель изобретения - повышение точности измерения. Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемое устройство введены сумматор временных интервалов, схема сравнения, измеритель времени, блок задания интервалов, преобразователь. времени в частоту н блок управления, первый выход которого через последовательно соединенные измеритель времени и преобразователь времени в частоту подключен к регистратору, второй выход блока управления соединен с входом источника постоянного напряжения, третий выход - с первым входом .сумматора временных интервалов, второй вход которого подключен к выходу блока амплитудной селекции, а выход соедичен с первым входом схемы сравнения, второй вход которой подключен к выходу блока задания интервалов, а10 Ж" 5 30 35 вход схемы сравнения соединен свходом блока управления.На чертеже изображена схема предлагаемого устройства,Устройство содержит блок 1 согласования, блок 2 амплитудной селекции,сумматор 3 временных интервалов,схему 4 сравнения, блок 5 управления,источник 6 постоянного напряжения,измеритель 7 времени, преобразователь8 времени в частоту, регистратор 9и блок 10 задания интерналов,Выход блока 1 согласования соединен с первым входом блока 2 амплитудной селекции, ко второму входу которого подключен выход источника 6постоянного напряжения. Блок 5 упранления имеет три выхода, первый иэ которых через последовательно соединенные измеритель 7 времени и преобразователь 8 времени н частоту подключен к регистратору 9, второй выходблока 5 упранления соединен с входом источника 6 постоянного напряжения, а третий выход блока 5 управления подключен к первому входу сумматора 3 временных интервалов, второй вход которого соединен с выходом блбка 2 амплитудной селекции.Выход сумматора 3 временных интервалов соединен с первым входом схемы4 сравнения, второй вход которойподключен к выходу блока 10 заданияинтервалов, а выход" схемы 4 сравнения соединен с входом блока 5 управления. Блок 2 амплитудной селекции может быть выполнен в виде амплитудного се лектора, или содержать двухтактный фаэоинвертор и амплитудный селектор, либо суммирующую схему и амплитудный селектор. При подаче сигнала команды "сброс" с блока 5 управления на сумматор 3 временных интервалов и измеритель 7- времени происходит установка их в исходное нулевое состояние. Одновременно с блока 5 управления поступает сигнал команды на источник 6 пос. тоянного напряжения, который при этом вырабатывает постоянное напряжение х , соответствующее первому уровню анализа, При этом блок 2 амплитудной селекции формирует импуль сы, длительность которых равна частньв интервалам Ь г абсолютного времени, в течение которого мгновенные значения случайного сигнала, поступающего через блок 1, который обеспечивает согласование динамического диапазона устройства с дисперсией исследуемого процесса, превышают (или оказываются меньше) первый уро вень анализа х, которые затем суммируются в сумматоре 3 временных интервалов ( " ,) и поступают на 40 45 0 55 ЬО 5 схему 4 сравнения, которая при достижении значенияХ ь 1.=Кь=1где К - абсолютное время пребывания исследуемого сигнала ныше или ниже уровня анализа, которое задается исходя из требуемой точности определения функции распределения блоком 10, подает сигнал на блок 5 управления, при появлении которого этот блок переводит в исходное нулевое состояние сумматор 3 временных интервалов и измеритель 7 времени, измеряющии время Т достижения суммы частных интервалов, абсолютного временин3пребывания значений процесса выше или ниже уровня анализа наперед заданной величины К, которое затем преобразуется преобразователем 8 н величину 1/Т, характеризующую частоту появления значении случайного процесса ныше или ниже данного уровня анализа, что соответствует значению функции распределения Г(х и регистрируется регистратором 9. Таким образом определяется первое значение функции распределения случайного процесса.Измерения значений функции распределения на последующих уровнях анализа х (где= 2, 3, 4, , и) производится аналогично. Причем каждый раз при достижениинХ а 1=Кь=с выхода схемы 4 сравнения на блок 5 управления поступает сигнал, свидетельствующий об окончании измерения на данном уровне анализа, а блок 5 управления вырабатывает одновременно с сигналом "сброс", поступающим на сумматор 3 временных интервалов и измеритель 7 времени, сигнал команды, подаваемый на регулируемый источник 6 постоянного напряжения, выходное напряжение которого при этом изменяется скачкообразно до величины следующего уровня анализа и поступает на блок 2 амплитудной селекции.Таким образом, устройство позволяет последовательно производить анализ случайного процесса во всем диапазоне его возможных значений от уровня х до уроння х и полностью определить функцию Г(х).Достигаемый при использовании положительный эффект наглядно виден из сопоставления погрешностей измерения вероятностных характеристик предлагаемым устройством с погрешностями, имеющими место при измерениях известными устройствами, для которых798898 где ормула изобретения л и ожидаемая пог этом случае вьц След ройство эить по распред причемвательно, позволяет решность и лрния случ огрешность редлагаемое устущественно снимерения функции йных процессов, измерения по срав 5 они определяются в случае нормального закона распределения случайногопроцесса по формулам с) - относительная ожидаемая погрешность определения функции распределения;ф- 1 в интеграл вероятности,Ъх9 =т,".де 9 - нормиронанная продолжительность анализа,Ъ - интервал корреляции,Т - продолжительность анализа(Т 1 = сОп 5 1)Нормированная продолжительность анализа на каждом уронне в предлагае мом устройстве 9 зависит от значения функции распределения на этом уровне т кГ р ) )Ьхрешность измерения всажается зависимостью Относительное уменьшение ожидаеой погрешности измерения нению с известными устройствами уменьшается обратно пропорционально измеряемой величине функции распределения, что особенно важно на уровняханализа, соответствующих малой вероятности реализации случайного процесса. Анализатор функции распределенияслучайных процессон, содержащий блоксогласования, выход которого соединен с первым входом блока амплитудной селекции, второй вход которогоподключен к выходу источника постоянного напряжения, регистратор, о тл и ч а ю щ.и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения онсодержит. сумматор временных интервалов, схему сравнения, измерительвремени, блок задания интервалов,преобразователь времени в частотуи блок управления, первый выход которого через последовательно соединенные измеритель времени и преобразователь времени в частоту подключенк регистратору, нторой выход блокауправления соединен со входом источника постоянного напряжения, третийвыход - с первым входом сумматоравременных интервалов, второй входкоторого подключен к выходу блока амплитудной селекции, а выход соединенс первым входом схемы сравнения, второй вход которой подключен к выходублока задания интервалон, а выходсхемы сравнения соединен с входомблока управления.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Мирский Г.Я. Аппаратурное определение характеристик случайных процессов. М.-Л., 1967, с. 43-178.2. Мирский Г,Я. Аппаратурное определение характеристик случайныхпроцессов. М.-Л., 1967, с, 57 (прототип),4 798898 10060/70 Тиражт 56ВНИИПИ Государственного комитетапо делам изобретений и открыт 113035, Москва, Ж, Раушская наб. Зака одписное д филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проект Составитель Э. Сечинаедактор В. Лазаренко Техред Ж.Кастелевич Корректор И, Мус