Устройство для определения законов распределения вероятностей случайных процессов

(19) 52 е)4 С 06 Гг -ОПИ ЗОБРЕТЕНИЯ 060 4.0 7 0 Х) Фиг ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Мирский Г.Я. Аппаратурное определение характеристик случайных процессов. М.: Энергия, 1972, с, 324,Мирский Г.Я. Аппаратурное определение характеристик случайных процессов. М.: Энергия, 1967, с, 121, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗАКОНОВ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ВЕРОЯТНОСТЕЙ СЛУЧАЙНЫХ ПРОЦЕССОВ(57) Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники, предназначенным для определения статистических характеристик быстроменяющихся случайных процессов. Целью изобретения являетсяповышение точности и быстродействия.Для достижения цели устройство содержит схемы 1, 13 сравнения, ГТИ 6,счетчики 4, 5 импульсов, элементыИ 3, 7, 14, 15, инвертор 2, блок 9делителей частоты, переключатель 10и триггер Соединение между собойуказанных узгов в соответствии с алгоритмом функционирования создаетвозможность погрешности квантованияпрактически не зависеть от частоты(в рассматриваемой области акустических частот входного сигнала),определяется в основном чувствительностью сравнивающих устройств; крометого, за счет одновременного определения характеристик функции и плотности распределения сокращается времяэксперимента. 3 ил,36055 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 113Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники, предназначенным для .определения статистических быстроменяющихся случайных процессов.Цель изобретения - повьппение точности и быстродействия.На Фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 и 3 - эпюры напряжений, поясняющие работу устройства.Устройство содержит первую схему 1 сравнения, инвертор 2, элемент И 3, счетчики 4 и 5 импульсов, генератор 6 тактовых импульсов, элемент И 7, группу 8 последовательно соединенных триггеров, блок 9 последовательно соединенных делителей частоты (на десять), переключатель 10, триггер 11, цифроаналоговый преобразователь 12, схему 13 сравнения, элементы И 14 и 15.Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии после включения источника питания вход (управляющего) триггера 11 устанавливаетсяв положение логического нуля. В результате все логические элементы оказываются закрытыми для прохождения сгенератора 6 тактовых импульсов (стабильной частоты) на, вход группы 8 последовательно соединенных триггерови на информационные входы счетчиков4 и 5.С помощью переключателя 10 (диапа"зон осреднения) перед началом одновременного определения функции и плотности распределения вероятностей устанавливают требуемое значение времени осреднения То путем подключенияодного из выходов делителя частоты(на десять) блока 9 к счетному входутриггера 11,Запуск устройства производитсяподачей короткого импульса (фиг. 2 а)на информационный вход триггера 11,на выходе которого Формируется импульс (Фиг. 2 б) логической единицы.Под действией этого импульса счетчик8, блок 9 делителей частоты счетчики4 и 5 импульсов устанавливаются в нулевое положение, а на первых входахэлементов И 3, 7, 14 появляется напряжение, соответствующее логическойединице. С этого момента импульсыстабильной частоты с выхода генератора 6 начинают поступать через двухходовой элемент И 7 на счетный вход счетчика 8.Начинается отсчет заданного интервала времени осреднения (фиг. 2 б). Одновременно код с выходов счетчика 8 поступает на вход преобразователя 12, с первого выхода которого снимается последовательность ступенчато нарастающих линейных напряжений Ст1 ЖС, с периодом следования Т намного большим, чем период напряжения Юх(С), моделирующего случайный сигнал х(С), и амплитудой, значение которой незначительно превьппает максимальное значение входного напряжения (фиг. 2 г, Зг ). С второго выхода преобразователя 12 снимается та же последователь" ность ступенчато нарастающих напряжений, но сдвинутых относительно первого выхода на время й (Ье ФС+ДС) (Фиг. 2 г, Зг ). При определении функции распределения вероятностей напряжение 01 =1 сй с первого выхода преобразователя 12 поступает на второй вход схемы 1 сравнения, на первый вход которой поступает анализируемое нормированное напряжение 11,(С), В течение каждого частного промежутка времени а С , времени пребывания анализируемого напряжения 11(1) вьппе уровня анализа Б на выходе схемы 1 формируется прямоугольйый импульс длительностью 4 , причем амплитуды всех импуль" сов, соответствующих частным промежуткам, одинаковы (Фиг. 2 д, Зд). СФормированные 4 й; импульсы поступают на второй вход трехвходового элемента И 3 и через инвертор 2 на вход трехвходового элемента И 15. В моменты, когда на всех трех входах трехвходрвого элемента И 3 присутствуют сигналы логической единицы, с его выхода на вход счетчика 4 импульсов поступают пачки импульсов длительностью А й, (Фиг. 2 е). Число импульсов, поступивших на вход счетчика 4 импульсов за каждое й ц -ш, =Е й , где Й - частота следования импульсов генератора 6 (Фиг, 2 в, Зв). В дальнейшем определяется коэффициент заполнения пачками импульсов ш отрезка времени осреднения Тд,р, равным относительному времени пребыванияПМ =( 4 ш ) при 1( Ц е1 с- с.лГ(С) М, = (-, -- . ш ) при Б(Т) Бс-,Тоср -.1Определение плотности распределения верояностей производится за тоже время осреднения Тос одновременно е определением функции распределения вероятностей. В этом случаеанализируемое нормализованное напряжение Ц , которое подается на первый вход схемы 13 сравнения сравнивается со вторым ступенчато нарастающим напряжением 11 ст, сдвинутым относительно Ест на время 4 С (фиг, 2 г,Зг ). На выходе схемы 13 в течениекаждого частного промежутка времени 20ф 1, времени пребывания Ц (С) вышеуровня анализа Цц, формируются прямоугольные импульсы одинаковой амплитуды и длительностью й 1, которыепоступают на соответствующий вход 25двухходового элемента И 14, на первомвходе которого присутствует сигнал логической единицы. С выхода элементаИ 14 на соответствующий вход элементаИ 15 поступает импульс логической30единицы длительностью Ь й; . В моменты (фиг, 2 и, Зи), когда на всех трехвходах элемента И 15 присутствуютсигналы логической единицы, с.него навход счетчика 5 поступают пачки импульсов длительностью Ь-Й =Число импульсов, поступивших навход счетчика 5 импульсов за каждоеР ъравно: ш; =Е, с, где Е, - частофтта следования импульсов стабильной 40частоты генератора 6,В дальнейшем определяется коэффициент заполнения пачками импульсовш отрезка времени осреднения Тсравным относительному времени пребывания:1М =(- -ш ) при 11 ост 1 ЦЫыгТос р с=4где Тс, - отрезок времени, в которыйОсрамплитуда анализируемого напряженияЮ(Т) появляется в течение временинаблюдения Т с в интервале амплитудыП в 1Ц11 аКоэффициент заполнения дает оценку плотности распределения вероятностей лх (11 -Ц Т - сПта-Усъ )Тоср ы 1при Уст Ц Пс 4 Формула изобретения Устройство для определения законов распределения вероятностей случайных процессов, содержащее первую и вторую схемы сравнения, первые информационные входы которых объединены и являются информационным входом устройства, первый элемент И, генератор импульсов, переключатель, триггер, инвертор и первый счетчик импульсов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и быстродействия, он содержит второй, третий и четвертый элементы И, второй и третий счетчики импульсов, цифроаналоговый преобразователь, блок делителя частоты, триггер, информационный Коэффициент заполнения дает оценку функций распределения вероятности превышения уровня анализа где ь 2 (С) - оценка плотности распределения вероятностей.После каждого сформированного периода Т, ступенчато нарастающего напряжения на вход блока 9 делителей частоты поступает импульс, а триггерыгруппы 8 обнуляются, С приходом каждого 1-го, 10-го импульса (100 и т.д.,в зависимости от времени осреднения)с выхода одного из делителей частотыблока 9 поступает импульс на счетныйвход триггера 11, который перебрасывает его в исходное состояние. На выходе тРиггера 11 появляется сигнал логического нуля, В этот моментэлементы И 3, 7 и 14 закрываются для прохождения импульсов сгенератора 6 на вход счетчика 8,прекращается формирование последовательно ступенчато нарастающих линейных напряжений Пст, и Ус-, , схемавозвращается в исходное состояние.Среднее количество импульсов, зарегистрированных каждым счетчиком4 и 5 за время осреднения Тср, пропорционально оценками функции и плотности распределения вероятностей.Так как время осреднения определяется количеством декадных делителейи, подключенных к входу триггера 11и равно Тсс=Т 1 О , где п=1,2,3то операция осреднения при определении функции распределения вероятностей М сводится к простому переносузанятой в показаниях счетчиков.В случае определения плотностираспределения вероятностей величинуинтервала амплитуд Й Б=Ьсм-Усу выбираем равной 1, 13360 вход которого является входом запуска устройства, а выход триггера подключен к входам сброса счетчиков импульсов, блока делителей частоты и к первым входам первого, второго5 и третьего элементов И, выход второй схемы сравнения соединен с вторым входом второго элемента И, выход которого подключен к первому входу чет вертого элемента И, выход первой схемы сравнения соединен с вторым входом третьего элемента И непосредственно, а через инвертор - с вторым входом четвертого элемента И, выходы 15 третьего и четвертого элементов И подключены соответственно к счетным входам первого и второго счетчиков импульсов, выходы которых являются соответственно значениями функции и20 плотности распределения устройства,выход генератора тактовых импульсовсоединен с вторым входом первогоэлемента И и третьими входами третьего и четвертого элементов И, выходпервого элемента И подключен к счетному входу третьего счетчика импульсов, разрядные выходы которого подключены к группе информационных входов аналого-цифрового преобразователя, первый и второй информационныевыходы которого подключены соответст- .венно к вторым входам первой и второйсхем сравнения, выход последнего разряда третьего счетчика импульсов соединен с информационным входом блокаделителей частоты, выходы которыхподключены соответственно к неподвижным контактам переключателя, подвижный контакт которого соединен со счетным входом триггера,3336055 к,Ф Ри Составитель Э.СеТехред В.Кадар Редактор С.Патруше Коррек яга Тираж 672 ВНИИПИ Государспо делам изоб 13035, Москва,Заказ 4049/47 Подписноевенного комитета СССРетений и открытий