Устройство для определения законов распределения случайных процессов

,:".Сйф,Казанский ордена Трудового Красного Замени -"ЛЯ Ег,; лавиационный институт им. А. Н, Туполева БЯ,1(71) Заявитель. 5 Й) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗАКОНОВ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ СЛУЧАЙНЫХ ПРОЦЕССОВ 1Изобретение относится квычисли тельной технике и может быть использовано для определения законов распределения случайных процессов в радйофизике, радиотехнике и в других областях, имеющих связь со случайны- . ми процессами.Известно устройство, содержащее коррелометры, блок деления, суммзтор, фильтр, блок формирования коэффициентов разложения, нелинейный преобразователь, блок умножения, сумматор, регистр.Однако данное устройство характеризуется сложной конструкцией и имеет низкую точность измерения, поскольку очень трудно реализовать нелинейный преобразователь.Наиболее близким к изобретению по .технической сущности. является устройство для получения плотности распределения и функции распределения случайных процессов, содержащее усредняющиеустройства перемножители, сумми" рующую схему,.генератор импульсов,филь.р, хронирующее устройство, интегратор, индикатор плотности распределения, индикатор функции распределения и функциональный преобразователь,выходы которого соединены через усредняющее устройство и первые входы перемножителей с входами суммирующейсхемы, выход последней соединен с пер 1 овым входом индикатора плотности распределения, а также через интеграторсоединен с первым входом индикатораФункции распределения, выход генератора импульсов через фильтр соединен 15с вторыми входами перемножителей, а .также через хронирующее устройство соединен с вторыми входами индикатора.плотности распределения и индикатора функции распределения.При определении функции распределения на вход функционального преоб-,разователя подают случайный процессх(й), реализации которого заранее неизвестны, а на выходах получают вполэо ээ 3 97252 не определенные функции 6 (х), п 1,М, где число й определяется числом членов аппроксимирующего ряда, а Ь(х) -. видом базисных функций ( 2 ).Получение из реализаций случайных процессов посредством функционального преобразователя детерминированных ивполне конкретных функций - элементовбазисных функций 6(х), и 1,й является чрезвычайно сложной, техническитрудно реализуемой задачей. Получаемые кривые распределений при помощи данного устройства дают низкое приближение к определяемой кривой исследуе" мого процесса, кроме того, измерениемалых значений исследуемого процесса сопровождается значительными погрешностями. Поэтому известному устройству свойственен высокий уровень ошибок,основными источниками которых являют" эося неточности выходных функций Ь(х),п=1,М функционального преобразователя,а также конструктивная сложность.Целью изобретения является повышение точности измерений.Эта цель достигается тем, что в устройство, содержащее группу интеграторов, первую группу перемножителей,первые входы которых соединены соответственно с выходами фильтра, выходы перемножителей первой группы соединены с входами сумматора, выход которого подключен к входу индикатора плотности распределения и через интегратор - к входу индикатора функции распределения, выход генератора импульсов соединен с входом фильтра и первым входом элемента И, выход которого через элемент задержки соединен с входами запуска индикатора плотности распределения и индикатора функции рас"пределения, дополнительно введены счетчик нормирования результатов, вторая группа перемножителей, решающийблок, группа счетчиков, группа элементов И и блок генераторов вспомогательных нормальных случайных процессов,выходы которого соединены соответственно с первыми входами перемножителей второй группы, выходы которых через интеграторы соединены соответст"венно с входами решающего блока, выходы которого подключены соответственно к входам счетчиков группы, выходыкоторых соединены соответственно спервыми входами элементов И группы, ЭЭвторые входы которых соединены с входом генератора импульсов, вторым входом элемента И и выходом счетчика нор 7 4мирования результатов, выходы элементов И группы подключены соответственно к первым входам перемножителей первой группы, а вход счетчика нормирова.ния результатов соединен с вторымивходами перемножителей второй группы,входом блока генераторов вспомогательных нормальных случайных сигналов ивходом устройства.Кроме того, решающий блок содержитгруппу каналов, каждый из которых состоит из последовательно соединенныхусилителя и эмиттерного повторителя,входы усилителей являются входами блока, выходы эмиттерных повторителейвыходами блока, а эмиттеры усилителейвсех каналов соединены с одним выводом резистора, другой вывод которогоподключен к шине нулевого потенциала,На фиг. 1 показана структурная схема устройства для определения законовраспределения случайных процессов 1 нафиг. 2 - структурная схема решающегоблока; на фиг. 3 - то же, принципиальная схема.Устройство для определения законовраспределения случайных процессов со"держит блок 1 генераторов вспомогательных нормальных случайных процессов,элемент 2 задержки, группу перемножителей 31-3 М, группу интеграторов 414 й, решающий блок 5 счетчики 61-6 ы,элементы И 7 -7 М, группу переменожителей 81-8 й, сумматор 91"9 Минтегратор 10, индикатор 11 функции распределения, индикатор 12 плотности, распределения, счетчик 13 нормированиярезультатов, генератор 14 импульсов,фильтр 15, элемент И 16.В состав решающего блока входятусилители 17, эмиттерные повторители18 и резистор 19Решающий блок; принципиальная схема которого приведена на фиг. 3, состоит из й идентичных каналов, имеетМ входов и й выходов.ФПри поступлении сигналов с различной амплитудой с выходов элементов 22 й задержки на входы Вх 1, ВхВхй решающего блока на резисторе 20,который является общей эмиттерной нагрузкой всех транзисторов 2111-21 м 1, выделяется максимальный сигнал. Поэтомупотенциалы на всех эмиттерных транзисторах 21,ий равны величине максимального сигнала, что приведет к запиранию всех транзисторов, кроме того,на входе сигнал максимален. При этомпотенциалы на коллекторных резисторахреализаций исследуемого процесса разделяет на й подсовокупности, законы распределения которых соответствуют законам распределения соответствующих генераторов вспомогательных нормальных случайных процессов Ыл(х),п==1,.Общее количество реализацийисследуемого процесса считывается счетчиком 13 нормирования реэультатое. При переполнении счетчика 13 (его коэф рициент пересчета устанавливается заранее) группой элементов И 7 -7, спис;:- ваются нормированные показания счетчиков 61-бя, которые представляют соЪбой вероятности- " г,=Г,Я разделени- -ных подсоеокупностей.Условия регистрации кривых плотное" ти и функции распределения требуют," чтобы они были Функциями времени. Следовательно, для аппаратурного определения кривые плотности и Функции распределения должны быть представлены в виде функции времени. Поэтому плотности и функции распределения подсо" вокупности исследуемого процесса пред- ставляются е виде функции времени. При переполнении счетчика 13 нормирования реэультатое на его выходе появляется сигнал, с которого запускается гене" ратор 14 импульсов, вырабатывающий единичные импульсы сР(с). Фильтр 15 при подаче на его вход единичных импульсов дает импульсные. отклики И(й), п=1,Й, Импульсные отклики Фильтра 15 Ч(1), п=1,й зависят от времени так же, как и плотности распределения разделенныхподсовокупностей - от х.Импульсные отклики Фильтра 15 перемножаются с нормированными значениями выходных сигналов группы элементов М 71-7 н в перемножителях 81-8. Выход" ные сигналы перемножителей суммируются в сумматоре 9. Сигнал с его выхода подается на первый вход индикатора 12 плотности распределения, а также этот сигнал одновременно интегрируется инте" гратором 10, с выхода которого интегрированный сигнал подается на первый вход индикатора 11 функции распреде" ления. На вторые входы индикаторов подаются сигналы синхронизации с выхода элемента 2 задержки от счетчика 13 5 9725222 -22 2 транэисторов 23, 2323, т. е. на выходах всех каналовВых, Вых, , Выход, кроме канала,имеющего максимальный сигнал на входе, равны нулю. Следовательно, только Юна выходе канала, имеющего максимальный входной сигнал., появляется сигнал,что регистрируется счетчиком этого канала процессов.Входы Вх, Вх, , Вхч решающегоустройства подключены к базам транзисторов 2111, 21., 21 м эмиттеры которых соединены между собой и черезрезистор 20 подключены к минусовой шине источника 24 питания. Базы транэис.1 эторов 23, 231, , 231 соединены сколлекторами транзисторов 21 212,21 м 1 и через резисторы 25, 2525 ц 1 с плюсовой шиной источника 24питания. Эмиттеры транзисторов 23, . 2023, , 23 ьпсоединены с положительнойшиной источника питания, а их коллекторы соединены с выходами ВыхВых,Выход решающего устройств. и черезрезисторя 22, 222, , 22 рцподключе.фны к минусовой шине источника питания.Устройство работает следующим образом.Сигналы с каждого выхода блока 1генераторов вспомогательных нормальных 30.случайных процессов, синхронизированные по запуску с исследуемым случайным процессом, поступают на первыевходы перемножителей 31-3, где реализация исследуемого процесса перемножается с реализацией каждого вспомогательного случайного процесса, выходныесигналы перемножителей поступают навходы интеграторов 41-4 м своих каналов и накапливаются за время длительности исследуемого процесса. Очевидно,что с максимальной вероятностью наибольший сигнал будет накоплен в интеграторе того канала, форма реализациигенератора вспомогательного нормального процесса в котором соответствуетили наиболее сходна реализации исследуемого процесса, После окончании реализации исследуемого процесса накопленные в интеграторах сигналы поступают на входы решающего блока 5, гдесигналы сравниваются между собой повеличине и выделяется канал с максимальным сигналом, что регистрируетсясчетчиком канала,В результате такого анализа надреализациями исследуемого процессах счетчики б-би зарегистрируют 1,1, ,реализаций исследуемогоЪ процесса х(с), совпадающих или максимально сходных с реализациями генераторов вспомогательных нормальных случайных процессов х(В), п=1,й. Такимобразом, устройство всю совокупностьнормирования результатов е генератора 14 импульсов.Таким образом, на индикаторах кривой плотности распределения и функции распределения синтезируются плотность 3 распределения и функция распределения исследуемого сигнала, .состоящего из подсовокупностей, описываемых смесями нормальных плотностей распределей1 фй( ъО г с 1,:1.П=1Введение в устройство счетчика нормирования результатов, группы последо 26 вательно соединенных перемножителей и интеграторов, решающего блока, счетчиков, группы элементов И и блока генераторов вспомогательных нормальных случайных процессов позволяет представить функцию распределения в виде взвешенной суммы нормальных плотностей распределения, т. е. в виде смеси нор" мальных распределений. При этом каждая компонента Ип(х) или Гп(х) имеет 30 теоретико-вероятностный смысл что позволяет значительно повысить точность определения .плотности и функции . распределения исследуемого процесса.Формула изобретения 31. Устройство для определения законов распределения случайных процессов, содержащее группу интеграторов, первую группу перемножителей, первые входы которых соединены соответственно с фе выходами фильтра, выходы перемножителей первой группы соединены с входами сумматора, выход которого подключен к входу индикатора плотности распределения и через интегратор в , к входу индикатора функции распределения, выход генератора импульсов соединен с входом фильтра.и первым входом элементаИ, выход которого через элемент задержки соединен с входами запуска индикатора плотности распределения и индикатора функции распределения, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью повышения точности измерений, оно со, держит счетчик нормирования результатов, вторую группу перемножителей и решающий блок, группу счетчиков, группу элементов И и блок генераторов вспомогательных случайных нормальных процессов, выходы которого соединены соответственно с первыми входами перемножителей второй группы, выходы которых через интеграторы соединены соответственно с. входами решающего блока, выходы которого подключены соответственно к входам счетчиков группы, выходы которых соединены соответственно с первыми входами элементов И группы, вторые входы которых соединены с входом генератора импульсов, вторым входом элемента И и выходом счетчиканормирования результатов, выходы элементов И группы подключены соответственно к первым входам перемножителей первой группы, а вход счетчика нормирования результатов соединен с вторы" ми входами перемножителей второй группы, входом блока генераторов вспомогательных нормальных случайных сигналов и входом устройства.2, Устройство по и. 1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что решающий Елок содержит группу каналов, каждый из которых состоит из последовательно соединенных усилителя и эмиттерного повторителя, входы усилителей являютсявходами блока, выходы эмиттерных повторителей - выходами блока, а эмиттеры усилителей всех каналов соединены с одним выводом резистора, другойвывод которого подключен к шине нулевого потенциала,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРМ 515116, кл. С 06 Г 15/36, 1974.2. Мирский Г. Я. Аппаратурное определение характеристик случайных процессов. М., "Энергия", 1972 с, 333972527 Составитель 8. ФукаловГратилло Техред Е.Харитончик Корректор Н. Бу П г. Ужгород, ул. Проектная, М лиал ППП "Пате дактор Л. каз 8519/ 2 Тираж 7ВНИИПИ Госудапо делам иэ 113035, Москва,твенного ко ретений и о 35, Раушска дписноеитета СССкрытийнаб., д.