Анализатор распределения вероятностей временных интервалов между соседними выбросами случайных процессов Советский патент 1976 года по МПК G01R23/02 

верхних частот, .с выхода которого СВЧ-сигнал подается на блок 9 управления частотой, с выхода которого сигнал поступает на вход рециркуляционного генератора 10, через фильтр 11 нижних частот, куда одновременно подключеп и выход прецизионной линии задержки. Выходной сигнал рециркуляционного генератора 10 тюступает на вход делителя частоты 12 измерительной серии, выходные сигналы которой подаются на стон-вход 13 время-амллитудного преобразователя 5, выход 14 которого соединен с многоканальным амплитудным анализатором 15. Выходной сигнал анализатора лостунает на блокированный вход 16 рециркуляционного генератора 10 и осуществляет срыв его генерации.

Исследуемый случайный процесс подается на в.ходной разъем 1 блока 2, где из исследуемой реализации выделяется экстремальные выбросы (максимумы или минимумы) случайного процесса и вырабатыва отся стандартные ПО длительности и алгплитуде выходные импульсы, временное положение которых соответствует установленному пороговому уровню входного дискриминатора блока 2. Таким образом, на выходе блока 2 формируется госледовательность временных интервалов /цзм(и), п:ш(п4-1) (фиг. 2), величина которых определена расположением экстремумов исследуемого нроц-есса.

Для осуолбствления непрерывного цикта анализа последовательного ряда следуюп 1их друг за другом интервалов /,.ш(п), tu:m(n+t) производится задержка во времени последовательности сформированных интервальных импульсов цри помощи прецизионной линии задержки 3 на время, необходимое для окончания каждого цикла измерения, В качестве прецизионной задержки могут быть использованы устройства формирования времепных задержек высокой стабильности, фазируемые по случайному сигналу, на -выходе которых через требуемый интер1вал выделяется задержанный на строго фиксированную величину импульс.

Начало цикла измерения интервала „змсп) осуществляется при подаче на (прецизионную линию задержки 3 и время-амплитудный преобразователь 5 последовательиости интервальных импульсов, сформированной в блоке 2. Выходной нрецизиониой линии задержки 3, задержанный на время тз (фиг, 2), необходимое для окончания предыдущего цикла измерения AL-SMI -), осуществляет фазирование (запуск) рециркуляционного генератора 10. В результате этого в фазе с выходным сигналом «Старт (фиг. 2) нрецизионной линии задержки 3 в рецир суляционном генераторе 10 генерируется нзмернтельная серия и.мнульсов, которая является эталонной, прнчем ее начало совпадает с задержанным на (Время Тз интервальным имнульсом исследуемо:Га процесса. При этом начальная зона неоднозначности не существует, так как измерительная серия рециркуляционного генератора 10, выполняющая роль опорной последовательности, совпадает ПО фазе с началом измеряемого процесса. Для стабилизации измерительной серии и исключения эффекта накопления флуктуаций в рециркуляционном генераторе 10 используется принудительная синхронизация его периода ло фазе синхронизирующего эталоппого СВЧ-генератора 6 в режиме делсния частоты. Каждый период генерации рециркуляционного генератора 10 контролируется блоком 9 управления частотой, соединенным с имцулЬСНы.Х рециркуляционным генератором 10 через фильтр 11 нижних частот. Сигнал синхронизирующего эталонного СВЧ-генератора 6 поступает на вход блока 9 управления частотой через фильтр 8 нижних частот. В результате этого нроисходит синхронизация момента Срабатывания рециркуляционного генератора 10 по фазе сигнала синхронизирующего эталонного СВЧ-генератора 6. При этом устанавливается такой режим генерации рециркуляционного 1генератора 10, когда каждый нериод измерительной серии жестко связан с фазой синхронизирующ-его

эталонного СВЧ-генератора 6. В этом случае стабильность периода измерительной серии полностью онределяется исходной стабильностью сигнала синхронизиру1оп1;его эталонного СВЧ-генератора 6.

Использование в качестве синхроннзирующего эталонного СВЧ-генератора 6 молекулярного илн кварцевого стандарта частоты позволяет получить стабильность нзмерительной серии импульсов, начало которой совпадает |ПО iфaзe с началом измеряемого случайного процесса, равную стабильности синхронизирующего СВЧ-силнала, т. е. позволяет осуществить стабилизацию щкалы устройства,

Измерительная серия нмшульсов рециркуляционного генератора 10 поступает на вход делителя 12 частоты измерительной серии, где происходит формирование последовательности Опорных интервалов TO (фиг. 2) путем

пересчета измерительной серии. Вььбор величины периода последовательности онорных интервалов TO зависит от величины измеряемого иитервала 1вм(п) и изменяется синхронно в соотВетствии с выбранным диапазоном

нзмерения время-амнлитудного нреобразователя 5. Коэффициент пересчета делителя 12 частоты измерительной серии изменяется таким образом, что величина периода последовательности образцовых интервалов TO на выходе делителя 12 равна диапазону измерения время-амнлитудного преобразователя 5. ВозмОЖНОсть изменения .пределов анализа врсмяамп;1нтуд1юго преобразователя 5 при помощи переключения величины зарядной емкОСТи и

наличие сетки последовательностей опорных интервалов позволяют производить измерения распределения вероятностей между соседни.ми выбросами случайных процессов ic высокой точностью в широком динамическом диапазоне.

В фазе с выходными импульсами блока 2 параллельно с поступлением ситналя на прецизионную дискретную линию задерл ки 3 через Старт-вход 4 запускается время-ам плитудный преобразователь 5 и начинается процесс измерения интервала ). Вслед за этим ближайший импульс последовательности опорных интервалов TO делителя 12, соответствующий ОКончанию измерения, поступает на стоп-вход 13 время-амплитудного преобразователя 5 и выключает его, оканчивая тем самым процесс измерения интервала Л измсп). С выхода 14 время-амплитудного преобразователя 5 сигнал, амплитуда которого пропорциональна измеренному интервалу Д измси), подается на вход многоканального амплитудного анализатора 15, в котором каждому значению амплитуды соответствует свой дискретный канал запоминающего устройства. Выходной сигнал многоканального анализатора подается на блокировочный вход 16 импульсного рециркуляционного генератора 10, где производит блокировку (срыв колебаний) измерительной серии импульсов. Число импульсов последовательности опорных интервалов То, укладывающихся в измеряемый интервал )и.м(п) с выхода делителя 12, и интервал задержки регистрируются параллельно при каждом цикле измерения.

Вслед за этим осун1,ествляется новый цикл измерения интервала /мзм(7г+г)- Серия последовательных измерений величин Лгизм(п .чм(и+1) и т. д. в течение исследуемой длины реализа ции случайного процесса позволяет получить оценку распределения вероятностей. Распределение амплитудных выходных сигналов время-амплитудного преобразователя 5 с высокой точпостью выражает распределение вероятностей между соседними выбросами случайного процесса. Распределение, зафиксированное в памяти многоканального амилитудного анализатора 15 - гистограмма спектра, является исчерпывающей характеристикой, которая позволяет получить необходимые статистические оценки зарегистрированного распределения.

Выбор диапазона измерения время-амплитудного преобразователя 5 и коэффициента пересчета делителя 12 пролзводится в соответствии с априорно известными сведениями об исследуемом случайном про;;ессе.

Возможный диапазон измерения распределения вероятностей между соселними выбросами случайных процессов простирается от 5 Мкс до нескольких секу;:д ( сек) нри времени разрешения 3-ГО- сек. Мпнимальный диапазон ограничен быстродействием блока намяти многоканального амплитхдного анализатора 15, а максимальный - относительной нестабильностью частоты используемого синхронизирующего эталонного генератора 6.

Формула изобретения

А-нализатор расиределений вероятностей

временных интервалов между соседними выбросами случайных процессов, содержащий блок определения временного положения выбрсса, соединенный с первым входом времяамплитудного преобразователя, подключенного выходом к многоканальному амплитудному анализатору, о т л и ч а ю HUI и с я тем, что, с целью устранения зон неоднозначности, анализатор содержит линию задержки, делитель частоты и блоки формирования эталонных

временных сдвигов, причем выход лилии задержки соединен с первым входом блока формирования прецизионных временных сдвигов, второй вход которого подключен к выходу многоканального амплитудного анализатора,

а выход соединен через делитель частоты со вторым входом время-амплитудного преобразователя.