Устройство для определения характеристик выбросов случайных процессов Советский патент 1986 года по МПК G06G7/52 

KD

а со

05

Изобретение относится к области вычислительной техники и является усовершенствованием устройства по авт. св. № 815732. Основное устройство предназначено для определения распределений выбросов и провалов случайных процессов, а также для измерения распределений площадей этих выбросов и провалов. Целью изобретения является расширение класса решаемых задач за счет возможности одновременного измерения времени достижения случайным процессом заданных границ. Устройство содержит переключатель, инвертор, амплитудный дискриминатор, злектроннолучевую трубку, политрон (универсальный функциональS ный преобразователь), масштабирующие элементы и интеграторы, элемент ИЛИ, (Л переключатель, формирователь импульсов, генератор линейно изменяющегося напряжения, ключ и регистор. 1 ил.

Го Изобретение относится к вычислительной технике, предназначено для определения распределений длительнос тей выбросов и провалов случайных процессов, а также для измерения рас пределений площадей этих выбросов и провалов, и является усовершенствованием устройства по авт. св. № 815732 Цель изобретения - расширение клас са решаемьк задач за счет достижения возможности одновременного измерения времени достижения случайным процессом заданных ганиц. На чертеже представлена блок-схем предлагаемого устройства. Устройство содержит переключатель 1, инвертор 2, амплитудньй дискриминатор 3, электроннолучевую трубку (ЭЛТ) 4 политрон (универсальный функ циональный преобразователь), масштабирующие элементы (МЭ) 5 и интеграторы 6, элемент ИЛИ 7, переключатель 8, формирователь 9 импульсов, генера тор 10 линейно изменяющегося напряже ния, ключ 11 и регистратор 12. Входы первого интегратора 6-1 через регулируемые потенциометры (МЭ) 5-1г5-9 связаны с девятью выходами дискриминатора 3, т.е. со всеми выходами дискриминатора 3, кроме первого. Входы второго интегратора 6-2 через МЭ 5-2г5-9 соединены со всеми выходами амплитудного дискриминатора 3, кроме двух первых, а вход последнего интегратора 6-9 через МЭ 5-9 - с последним-выходом амплитудного дискриминатора 3. Два выхода дискриминатора 3 (первый и последний) объединены с соответствующими входами элемента ИЛИ 7, выход которого связан с управляющим входом ключа 11, в то время как информадионньй вход последнего через переключатель 8, формирователь 9 импульсов и генератор 10 объединен с входом дискриминатора 3, а выход ключа соединен с входом регистора 12 Блоки 1-6 работают аналогично блокам известного устройства и осуществляют измерение распределений длительностей выбросов и провалов случайных процессов и распределений площадей этих выбросов и провалов. Блоки 7-12 служат для определения времени первого достижения случайным процессом заданных границ X Устройство работает следующим образом. Исследуем1 1й процесс через переключатель 1 подается либо непосредственно на амплитудный дискриминатор 3 (при изменении распределения длительностей выброд:ов или площадей выбросов), либр на инвертор 2, после инвертирования - на вход амплитудного дискриминатора 3 (при измерении распределений длительности провалов) .. Амплитудный дискриминатор 3 представляет собой ЭЛТ типа политрон. В обычном включении политрон представляет собой функциональный преобразователь (именно так включена ЭЛТ 4). На управляющих входах - функциональных пластинах политрона выставляется вид функционального преобразования (р(Х) (X(t) - входное напряжение, подаваемое на считывающий вход политрона, как правило X(t) - линейно нарастающее напряжение). ЭЛТ политрон выполнена таким образом, что в зависимости от потенциала, приложенного к считывающим пластинам, электронный считывающий пучок попадает под ту или иную пару функциональных пластин, и потенциалом ,на данной ларе функциональных пластин определяется уровень выходного напряжения. Для использования в качестве амплитудного дискриминатора считывающий электронньй пучок в политроне смещен корректирующими пластинами с выходных коллекторов на функциональные пластины. Поэтому в зависимости от ВХОДНОГО напряжения (напряжение на считывающем входе) считьгеающий луч смещается на ту или иную функциональную пластину, наводя на ней ток, и находится там в зависимости от того, сколько находится входное напряжение в данном интервале потенциалов. Таким образом, подав на считывающий вход амплитудного дискриминатора 3 ЭЛТ политрон подлежащий анализу случайньй процесс X(t), с функциональных пластин (вЬкодов дискриминатора 3) снимаются следующие сигналы: с первой функциональной пластины сигнал, пропорциональной длительности пребывания процесса X(t) в интервале (0,Х,), с второй - в интервале (X,, Xj), с десятой (у ЭЛТ политрон десять пар функциональных пластин) - в интервале (X,, XIQ). Выбросу случайного процесса для уровня X соответствую сигналы со всех функциональных пластин дискриминатора 3, кроме первой, выбросу для уровня X, - сигнал с де3сятой функциональной пластины. Сигналы с выходов-амплитудного дискриминатора 3 через регулируемые потен циометры 5 (при измерении распределений длительнистей выбросов и провалов коэффициенты на всех noTeHiyio метрах одинаковы) поступают на вход соответствующих интеграторов 6. Следовательно, при подаче на вход процесса X(t) на интеграторах 6 на.капливаются величины, пропорциональ ные вероятностям длительностей выбр сов для соответствуншщх уровней (на интеграторе 6-1 для уровня Х(, для интегратора 6-2 для уровня т.д. Тогда при подаче на вход преобразователя 4 линейно изменяющегося напря жения с выхода пЬлитрона 4 (и всего устройства в целом) считывается непрерывная функция распределения длительностей выбросов процесса X(t) дл случая последовательного перебора уровней X;. Если на вход преобразователя 4 подается сам процесс X(t), с выхода политрона 4 снимается непре ры&ная функция распределений длитель ностей выбросов для случая перебора интервалов X;, соответствующих реаль ному изменению процесса X(t). При поступлении новых значений процесса X(t) или новьйс его реализаций функции распределения автоматически корректируются. При измерении распределений длительностей провалов случайного процесса X(t) переключатель 1 переводится в другое положение, на вход дискриминатора 3 подает ся инвертированный процесс X(t), и те значения, что раньше соответствовали выбросам, теперь соответствуют провалам. В остальном устройство работает совершенно аналогично. При измерении распределений площадей выбросов следует принять во внимание следующее: как правило, при вычислении площади выброса форма выброса аппроксимируется треугольником и площадь определяется по формуле , где А - амплитуда выброса; С - длительность выброса. При измерении распределения площа дей выбросов переключатель 1 находит ся в положении, показанном на чертеже. Измерение производится совершенн идентично измерению распределения 160 4 длительностей выбросов за исключением коэффициентов на регулируемых потенциоментрах 5. Для того, чтобы производить вычисления по формуле (1), необходимо измерить амплитуду А выброса . Однако амплитудный дискриминатор 3 обеспечивает автоматическое разделение выбросов по уровням. С первой функциональной пластины, т.е. первого выхода дискриминатора -3, снимается сигнал в том случае,.если амплитуда А выброса меньше уровня X;, с второго выхода дискриминатора 3 - если амплитуда выброса меньше Х и т.д. Значит сигналу с каждого i-oro выхода дискриминатора 3 соответствует своя .амплитуда выброса X;. Следовательно, |при накапливании этих сигналов на интеграторах 6 следует лишь учесть веса сигналов с каждого выхода дис криминатора 3, для чего предназначены регулируемые потенциометры 5 (на потенциометре 5-1 выставляется коэффициент 4А,), на потенциометре 5-2 коэффициент Aj и т.д.). Второй переключатель 8 в исходном .состоянии .замыкает цепь вход ампли гудного дискриминатора 3 - вход фор|Мирователя 9 импульсов. При поступлении на вход устройства реализации случайного процесса срабатывает формирователь- 9-импульсов. Он формирует сигнал, запускающий генератор 10 и перебрасывающий переключатель 8 в положение, отключающее вход формирователя § от входа дискриминатора 3. Генератор 10 начинает формирование линейно нарастающего напряжения U(t) пропорциональному текущему времениt Ux(t)k.t.(2) В дискриминаторе 3, выполненом на ЭЛТ политрон, в зависимости от амплитуды развертывающего напряжения (т.е. мгновенных значений реализации случайного процесса) считывающий пучок оказывается на определенной функциональной пластине. При зтом минимальному значению х,„ случайного процесса соответствует появление сигнала на первом входе дискриминатора 3 ( так как считывающий луч оказыватся на первой пластине и наводит на ей ФИ), а максимальному значению случайного процесса соответстует появление сигнала с последней (в данном случае десятой) функциоальной пластины.