Предлагаемое устройство относится к специализированным средствам вычислительной техники.
Известны устройства для измерения вероятностных характеристик случайных ироцессов, содержащие центрирующие фильтры, модульную схему, аналого-цифровой преобразователь, схемы оовпадени, дискриминатор знака, реверсивный счетчик «(Мпульсав, схему сравнения, источник напряжения, узел регулируемой задержки, временной селектор, делитель частоты, триггеры и кнопочный выключатель. Однако такие црлборы не позволяют измерять условное математическое ожидание одного случайного процесса относительно значений второго случайного процесса и коэффициент линейной регрессии.
Предлагаемое устройство сочетает .в себе возм.ож1ности измерений при прямом отсчете нормированных корреляционных функций мормальных случайных процессов, среднеквадратичных отклонений, усло. математических ожиданий TI коэффициентов линейной регрессии. От известных оно отличается тем, что в не.мвторой вход схемы сращиения .овяаансмстоЧни|К|ОМ ПОСТОЯННОГО на1П ряжения, а ее выход подключен к у-прагвляющему входу аналогоцифрового .преобразователя «ко входу временного селе1ктора через (узел ipenyiniHipiyeiMoft задержки,вы.ход которого также соединен с подвижныМ контактом ;пер1вой л,и1нии трехлинейного аву.хтюлюсного иере1К;ЛЮч.ателя. Один ненадвижный колтакт этой линиц связаи с выходам сравнен-ия, 1П ОД|В;иж1НЪ1Й (контакт второй линии иереключателя соединен со входо;м |С,хемы сравнения, пе|р|вь й 1нетюдв.ижный iKOiHiTaiKT (подключен ко 1Вход1НО му зажидау HiCTOi-iiHHiKa -атарого сл1учай|н:о,по пироцеоса, а вггоpoir 1Не П1оав1ИЖ,ный 1конта1кт соеди:не1Н со вто1рЫ(М не1Поа1виж;-1:Ы1м 1конта ктОМ третьей Л .ияли, парвыи 1не1Подв|ЯЖ ный контакт iKOfro.pO.ii подключен ко .входиОМу зажИ1му источника: первого случайноло троцесса, а ее Иодв1И Ж1Ный iKOiHiTaiKT связа;н через однополюсный выlKvTЮчaтeль со входа1М,и мюдульно й схемы и риашри.мйьнатора 31на1ка. Вьгхады viHiasipaiMMHaToipa 1П1р1Исоеди1нены через Д1вухл.ииейный отереключатель (ко 1В1ХОда1м схем сашпадений.
Блок-схема уорр ойства изобр а-лчена tia чертеже.
Устройство содержит входной зажим / источника первого случайного процесса, первый центрИрующнй фильтр 2, модульную схему t:, а.налого-цифровой преобразователь 4, схемы совпадений 5 и б со входами 7-9 и 10-12 соответственно, реверсивный счетчик имнульсов 13 с суММнрующим входом 14 и вычитающим входом 15, дискри.минатор знака 16, входной зажим 17 источника второго случайного процесса, второй центрирующий фильтр 18,
схему сравнения 19, источник .постоянного напряжения 20, временной селектор 21, делитель частоты (Пересчехную схему с регулируемым коэффициенто-м /пересчета 22, тр гаггер 23, замыкающую Кнопку 24 с самовозв,ратом, узел регулируемой задержки 25, дву.х1полк сный трехлинейный переключатель 26 с лодвижны. контЯКтами 27-29 и паральи -неподаижных контактов 30 м 31, 32 и 33, 34 и 35, однополюсный выключатель 36, зажим 37 для подключения внешиего генератора импульсов, двухполюсный двуллинейный переключатель ЗЗ с подвижными контактами 39 и 40 н .парами неподвижных коятактоБ 41 и 42, 43 ,и 44.
При измерении условного математического ожидания -схема работает следующим образом.
Переключатель 26 устанавливают в положе«ие, обратное показанному иа чертеже, т. е. за.мыкают контакты 27 и 31, 28 ii 33, 29 и 35. Выключатель 36 за-мкнут. Замкнуты также контакты 39-42 и 40-44 переключателя 38.
Напряжение реализации первого исследуемого случайного процесса, подводимое к зажиму 1, ми,нуя центрируюпдий фильтр 2, попадает ,в модульную схему 3, ла выходе котюрой -получается модуль напряжения реализации первого (Процесса. Это напряжение поступает в аналого-цифровой етрео-бразо.ватель 4, где преобразуется в импульсы, число Которых 1иропо;)циоиг1льно выходному пнпряжению модульнон схемы .в момент запуска Преобразователя. С выхода Преобразователя лмпульсы подаются на .входы 7 .и 10 схем совпадений 5 .и 6. Если при этом с дискриминатора знака 16 .подается положительный сигнал .на вход 8 схе-мы совиадс пий 5, то и.м.пульсы могут проходить через эту схему .на сумм-ирующий вход 14 реверсивного счетчика 13; в противоположном случае, т. е. когда с дискриминатора знака 16 подается отрицательный сигнал на вход 11 схе.мы совпадений 6, через последнюю импульсы могут поступить па вычитающий вход /5 счетчика 13. Прохождение импульсов в счетчик возможно при наличии разрегнающего наиряжеиия иа .входах 9 « 12 схем совпадений 5 и 6, что имеет место, когда триггер 23 находится в еди1НИЧ.ном положении. Исходное положение триггера нулевое; при это.м обе схемы совпадений закрыты.
Напряжение реализации второго случайного .процесса, стационарно связанного с первым, подводится через заж.им 17 к одному входу схемы :равнения 19, на другой вход которой подается от источника 20 иостоянное .напряже 1ие, относительно которого определяется условное математическое ожидание. Когда напряжение реалпзааип второго нроцесса принил ает значения, ра.вные установленному постоянному .напряжению, вы.ходе срайне.Ния 19 появляется им.пульс, запускающий .аналого-цифровой преобразователь 4. Отношение числа, сосчитанного реверсивным счетчиком импульсов 13 за и.нтервал измерения, к числу выборок, т. р. импульсоаз, возникающих н.а выходе схемы срав.нения 19 в течение того
же интервала, дает оценку условного математического ожидания. Количество выборок (.продолжительность измерения) задается устройством, состоящим из временного селектора 21, Делителя частоты (пересчет.ной схемы) 22, триггера 23 и кнопки 24.
До начала .измерений триггер 23 находится в .нулевом положении. Пр-и этом на входы 9 и 12 схем совпадения 5 и 5, а также на «временной селектор 21 иодается «запрещающий потенциал. После нажатия «ноики 24 .первый выходной импульс схемы .сравнения 19 .перебрасывает триггер 23 в единичное положен-ие; на схемы совнадений 5, 6 и ;еременной селектор 21 поступает «разрещающее напряжение С этого момента создается .возмож.ность передачн выходных им.пульсов аналого-цифрового преобразователя 4 через схемы совпадений 5 н 6 S реверсивный счетчик 13.
Пока триггер 23 пребывает ш единич.ном положении, импульсы, образующиеся на выходе схемы сравнения 19, поступают через аремепной селектор 21 в делитель частоты 22, представляюЩИЙ собой пересчетну о схему, коэффИЦиент пересчета которой выбран таким, что обеспечивается .прямой отсчет.
После поступления импульсов -в .количестве, равном коэффициенту пересчета (это число достаточно велико), па выходе делителя частоты возникает им.пульс, перебрасывающий триггер 23 .в нулевое .положение. В .результате снимается «разрещающее напряжение со схем сО|В11адений 5, 6 :л .вре.мен.иого селектора 21. На этом цикл измерений ири данном
значении напряжения источника 20 заканчивается.
Для того чтобы описываемое устройство измеряло функции корреляшНН, необхо.димо установить переключатель 26 в положение, показанное .на чертеже, т. е. замкнуть конта,кты 27 и 30, 28 и 32, 29 и 34, в результате чего включаются в . узел регулируемой задержки 25 и центрирующие фильтры 2 и 18. Переключатель 38 о.стается в том же .положепин: замкнуты .контакты 39 и 42, 40 .и 44.
.При .измерении нормированной функции корреляции выключатель 36 замкнут, и на вхо.диой зажим 17 подлется 1наиряженме реализации Исс тедуе.мого нор-мального (гауссо.в.ого) стационарного случайного процесса, обладающего эрго.дическим свойством. На схему сравнения 19 подается от источника 20 опреде.ленное напряжение (о.птил1альное значение рав.но увеличенному в 1.41 .раза среДиеквадратич1ному отклонению). В узле регули)уемой за.держки устанавливается требуемое значение аргумента фун.кции карреляиии.
Так ка-к теперь аналого-.цнфровой преобразователь 4 запускается вых.адными .им-пульсами схемы сравнения 19, задержалнымн на установленный интервал, то схема определяет условное среднее значе.нне задержанното сигнала относительно .значения постоянного -напряжения. Ее работа протекает ка-к изложено
це цикла измере шй пропорционально оценка норМ,ирован,ной функции кoppev яцнн исследуемого случайного процесса. Если установнть определенный коэффициент .пересчета делителя частоты 22 (это число достаточно велико), то коррелометр получится прямопоказывающим.
При Намерении коэффициента линейной регрессии размЫКается .выключатель 36 (лоложен.ия остальных переключателей сохраняются леизменными). Напряжение реализации первого случайного процесса подводится к зажи,му /, а напряжение второго случайного лродесса-к зажиму 77. Задержка равна .нулю. В ко-нце цикла измерения показаиие .реверсивного счетчика Пропорционально коэффициенту лииейной регрессии. Надлежащий выбор коэффициента пересчета делителя частоты лозволяет получить прямой отсчет.
Взаимная корреляционная функция двух, нормальных стащиопарлых процессов, обладающих эргодическим .свойством, измеряется при тех же положениях переключателей « по той же Методике, что и коэффицие.нт линейной .регресси-и, .но в каждом цикле измерений устала:вли:вают требуемую величину задержки. Показа.ние счетчика в конце цшсла измере.ния пропорционально проиЗ|Ведвнию оценки .нор.мираванной функции взаимной корреляции на отношение 1среднеквадратич.ных отклонений первого и второго случай.ных процессов.
ВеличИ.ны среднеквадратичных отклонеиий измеряются тем же устройством. Для этого нужно подключить к зажиму 37 внешний генератор импульсов (на чертеже не показан), .оста.БИть переключатель 26 в положении, пока:за.нном ,на чертеже, лереключатель 55 .перевести .в положение, при .котором подвижный контакт 40 замкнут .на неподвижный контакт 43, а подвижный контакт 39 соединен с неподйижным контактом 41. При этом «мпульсы, образующиеся -на выходе а,налого-,цифро.вого лреобразавателя 4, ;могут .пр.охо.дить только на суммирующиГ вход М реверсивного счетчмка 13 через схему совпадений 5. Вычитающий вход 15 счетчика 13 закрыт, так ка.к на вход 11 схемы сов11а.дений 6 .напряжение .не подается.
Напряжен.ие реализации первого случайного Процесса по.дводится .к зажи.му 1. Центрированное фильтрод 2 и выпрямленное модульной схемой 3 напряжение провращ.ается пре.образователем 4 в импульсы, которые после нажатия .кнопки 24 поступают через схему .совпадени 5 В счетчик 13. По истечении заданного числа .выборок (запусков преобразователя 4 ИмпульсаМи ганератора) показание счетч.ика 13 .пропорционально -среднеквадратичному отклонению первого случайного .процесса. Затем на вх,одной зажкм 1 подается налряжение реализации .второго случайного процесса, и цикл измерений повторяется. ЕСли задать определенным число .вЫборо.к -при этом .измерении, показание счетчика даст непосредствеино отнощение среднеквадратичных отклонений первого и .второго «процессов.
Подключение .внешнего генератора и.мпульсов к зажиму 37 дает .возможность намерять и обычное среднее значение случайного процесса.
Пред м е т и з о б р е т е IH и я
Устройство для Измерения вероятностных характеристик случайных процессов, содержащее пер.вый центрирующий фильтр, связанный через м.одульную схему с а.налого-цифровым преобразователем, схемы совпадений, дискр.иминатор зн.ака, реверсивный счетчик и.млульсов, схему сравнения, источник пастоя.н.ного
напряжения, второй центрируюЩИЙ фильтр, соединенный с одн.им из двух входов схемы Срав.нения, узел регулируемой задержки, временной селектор, дev итeль частоты, трИггер и КНО.ИОЧНЫЙ .выключатель, отличающееся тем,
что, с целью увеличения числа измеряемых па.раметров, в ,нем второй .вход схемы сравнения связан с истошиком постоянного «а нряження, а ее выход подклю-чен .к управляющему входу аналого-цифрово.го преобразо.вателя и ко входу времен.ного .селектора через узел регулируемой задержки, .выход которого также соединен с подвижным .конта.ктом пер.вой ЛИНИИ тре.хлинейного двухполюсного переключателя, причем один :неподвнжный контакт этой линии
связан с выходом схемы сравнения, подвиж.ный контакт второй линии переключателя соединен со входом .схемы сравнения, первый ,неподв.ижный контакт подключен ко входному зажиму источника второго случайного лроцесса, а .второй неподвижный контакт соединен со вторы.м неподвиж.ным контактом третьей линии, первый не подвижный контакт которой по.дключеи ко .входному зажиму ИСточника первого случайного процесса, а ее |подвиж.иый
контакт овяза.п .через однополюсный выключатель со входами модульной схемы и дискриминатора знака, .выходы дискриминато.ра присоединены через двухлинейный лереключатель ко пхо.дам схем совпадений.
С
