Статистический анализатор Советский патент 1983 года по МПК G06G7/52 

И.зобретение относится к измерительной технике и спациалиэированным средс вам вычислительной техники и может быть использовано для оценок одномерны функций распределения и плотности веро ятностей мгновенных значений реализаций физических процессов, преобразованных в электрические сигналы. Известен статистический анализатор, псеволяющий определять функции распред ления и плотности вероятностей, основанный на методе измерения относительного времени пребывания реализации слу чайного процесса выше заданного уровня или в интервале уровней, содержащий входное устройство, амплитудный селектор, формирующее устройство, регистриру щий прибор Cl 3 В устройстве вследствие неточности установки уровней анализа и ширины диффере щиального коридора их дрейфа существенно снижается точность оценки измеряемой функции, кроме того, с помощью этих устройств невозможно измерять и ФУНКЦ.ИИ распределения, и функции плотности вероятностей мгновенных значений. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является статис тический анализатор, содержащий усил№тель, выход которого подключен к одним из входов двух амплитудных селекторов, лфугие входы котсфых соединены с выходом устройства управления уровнем анализа, а выходы через формирующие ус-рройства соединены с входами вычитак щего устройства, выход которого подклх чен к одному из входов переключателя рода работ, другой выход которого соединен с выходом формирующего устройст ва, а выход через интегратор - с одним ,нэ входов графического индикатора, другой вход которого соединен с выходом устройства управления уровнем акали аа С2 3 . Одядко устройство обладает невысокой точностью измерения функции плот кости вероятностей из-эа наличия вычитающего ycTpoftCTBia, которое обуславлива аначительные погрешности измерения. Кроме .того, ширины дифферендиального Koopimopa л X Х2 -Х, обусловленное флутстуациями пороговых уровней Х и Xj амплитудных селекторов, также существенно влияет на точность измерений. Цель изобретения - повышение точности измерения функции плотности вероятностей к упрощение анализатора. Указанная цель достигается тем, что статистический анализатор, содержащий усилитель; вход которого является входом анализ 1тора, а выход соединен с информацио1шым входом амплитудного селектора, .выход которого через форми рователь импульсов подключен к инфqpмационному входу интегратора, выход которого через замыкающий контакт переключателя рода работ соединен с информацио шым входом индикатора, управляющий вход которого объединен с управляющим входом амплитудного сешктора и подключен к выходу блока задания уровня анализа, содержит преобразователь частота-напряжение, вход которого соединен с выходом формиро1эателя им пульсов, а выход соединен с размыкающим контактом переключателя рода работ, при этом угЕравляющий вход интегратора соединен с выходом блока задания уровня Ш1ализа. На черт€ же представлена структурная схема аналиэатфа. Анализатор содержит последовательно соединенные усилитель 1, амплитудный селектор 2, формирователь 3 импульсов, преобразователь 4 частота-напряжение, переключатель 5 рода работ, индикатор б, интезг-ратор 7, вход котсрого со&динен с выходом формирователя 3, а выход - с переключателем 5 рода работ, и блок 8 за,аания уровня анализа, выход которого соединен с другими входами амплитудного селектора 2, интегратора 7 и индикатора 6. Анализатор работает следующим образом. Исслеяуемый сигнал через усилитель 1 поступает амплитудный сёлектс 2, на другой вход которого подается напряжение с блока 8, которое и задает уровень аяечшаа. Выбросы напряжения исследуемого сигнала, превысившие заданный уровень, поступают на формирователь 3, производится их нормализа1ШЯ по амплитуде и длительности. Сформироаанш 1е импульсы поступают одновременно на прео 1азователь 4 частота-напряжение и инт 9гратсф 7. Напряжение с преобразователя 4, тождественное функции шютно гти вероятностей исследуемого процесса, либо напр{{ж1ение с интегратора 7, тождественное функшш расгфеделения, подается с помощью переключателя 5 рода работ на индикатор 6, на котором отофажается кривая ПЛОТНОСУГИ вероятное ти или функции распределения. Блок 8 задания уровня анализа управляет развергкой индикатора 6 и интегратором 7. При этом время интегрирования Tj задается равным времени анализа процесса при конкретном значении уровня анализа Xд. Для определенного класса стационарных случайных процессов сам случайный щюцесс и его первая производная являются статистически независимыми ( l -1 т ( Можно показать, что для таких процессов- . . . (о} гдеио - среднее, число выбросов, превышающих пороговое значение )- значение одномерной плотности вероятности при пороговом значении 1с - среднее значение положительной производной случайного процеоcax{t) ; оно не зависит от выбранного уровня XQ и является, следовательно, постояиной величиной. Таким образом, среднее число выбросов пpoпqpциoнaльнo значению одномерной плотности вёроятносЪ1 при пороговом уровне.Лд. Так как с выхода формирователя 3 последовательность импульсов имеет сред нкяо частоту следования Fcp ()1 ра&яую среднему числу выбросов UQ, то на выходе преобразователя 4 частота-напрэжеяие напряжение U(KQ), тождественное значеншо одномерной плотности w(Xo). Следовательно, изменяя пороговое значение Х с помощью блока 8, полу.чаем на графическом индикаторе 6 кривую одномерной плотности вероятности или фуикоив распределения (в зависимости от положения переключателя 5). Статистический анализатор (прототип) Содержит в себе, кроме прочих блоков, вычитающее устройство и два амплитудных селектора, и тфи его построении к ним необходимо предъявить очень жесткие требования. Нёидеальность работы вычитающего устройства приведет к тому, что при проведении измерений появляет ся систематическая погрешность, не позволяющая точно измерить действительное значение функции плотности вероят ностей. Дрейф уровней Х-, и Хч в цеп;пс амплитудных селекторов приводит к тому, что величина дифференциального к(фидо ра постоянно флуктуирует, что также не позволяет производить точное измерение функдии плотности вероэтноо. Следовательно, основной причиной, ко определяет невысокую точность измерения функции плотности вероятное помощью устройства, выбранного в качестве прототипа, является наличие в нем вычитающего устройства и двух амплитудных селект(ов. Поскольку предлагаемоме устройство содержит только один амплитудный с&лектор, а вычитающего устройства не содержит совсем, то точность измер&ния функции плотности вероятностей устройства выще, чем у прототипа, вследствие со1фащения общего числа блоков, входящих в предлагаемый статистический анализатор, он проще по конструкции. Таким образом, введение в предлагаемый анализатор преобразователя частотанапряжение вместо вычитающего устройс ва и замена дифференииешьното коридора, образованного двумя пороговыми уровнями, одним уровнем анализа путем исключения второго амплитудного селектора и второго формирующего устройства позволяют повысить точность измерения функции плотности вероятностей и уп ростить устройство.

СТАТИСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗАТОР, содержащий усилитель, вход коTqpoTQ явлйется входом анализатора., а выход соединен с информационным входом амплитудного селектора, выход которого через формирователь импульсов подключен к информационному входу интегратора, выход которого замыкающий когогакт переключателя роДа работ соединен с инфсф1мационнь1М входом индикатора, управляющий вход которого объединен с управлякпцим входом амплитудного селектора и подключен,к выходу блока задания ОШ1Я анализа, о т л и ч а юш и и с я тем, что, с целью повышения точности и упрош 1ия, в него введен щ ёобразователь частота-напряжение, вход которого соединен с выходом форми§ рователя импульсов, а выход соединен с размыкающим контактом переключателя (Л рода работ, при этом управляющий вход интегратора соединен с выходом блока с задания уровня анализа. ел ) О5 СО