Анализатор плотности вероятности случайных процессов Советский патент 1979 года по МПК G06G7/52 

(54) АНАЛИЗАТОР ПЛОТНОСТИ ВЕРОЯТНОСТИ СЛУЧАЙНЫХ ПРОЦЕССОВ

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для экспериментального определения плотности вероя ности случайных процессов в области радиоэлектроники, автоматики, кибернетики, физики, биологии и т.д. в случаях, когда |)еализация слугийных процсссов представлена в форм электрических напряжений или преобразована в напряжения. Известны устройства, позволяющие определять плотности вероятности случайных процессов, основанные на измерении яркости свечения экрана электроннолучевых трубок, а также на использовании электронных схем определения относительного времени пребывания а лизируемого напряжения между уровнями ана лиза или путем дискретных выборок 1. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является анализатор, определяющий значения плотности вероятности случайных процессов, содержащий последовательно соединенные входное устройство, блок амплитудной селекции в дифференциальном коридоре, к двум другим входам которого подключены соответствующие выхо|.ы нсточиика регулируемого постоянного напряжения, и регистратор 2. Недостатком известиого устройства яплясгся изменение погрешности измерений плотирст вероятности в зависимости от величины oiip-. деляемой ф т1кции на каждом ypOBfjR зизлизз. Цель изобретения - повышение тонюстн анализа. Указанная цель достигается тем, irro в анялизатор плотности вероятности слу1айных про-. цессов, содержащий блок амплитудной селекции, первый вход которого является входом анализатора, а второй вход соединен с выходовисточника регулируемого постоянного напряжения, и регистратор, введены блок задашш временного интервала, сумматор временных интервалов, измеритель времени. 5лок упрявлення, преобразователь времени в частоту и блок сравнения, первый -вход которого соединен с блоком задания временного И1гтервала, второй вход - с выходом сумматора време1ть х интервалов, а вьгход подключен к входу блока управления, первый выход которого соединен

с входом источника регулируемого постожного напряжения, второй РЫХОД - с первым входом сумматора временных интервалов, второй вход которого соединен с выходом блока амплитудной селекции, третий выход блока управления соединен с входом известными , выход которого через преобразователь времени в частоту подключен к регистратору.

.

На чертеже изображена структурная схема анализатора.

Анализатор шюткостй вероятности случайных процессов имеег бкок 1 амядктудной сеnSKUfui в дифферекцнальном коридоре Ах, которып практически мож4;т быть реализован, например, в вкнс амплитудного селектора с двумя порогами сслекднк (рерхни / и нижним) iviH с исполозованлС:.; ;;л;ух аглцлктудиьгх селекторов :; }ычита С)1Сто устройств, или другимн нзвесгяь М}: схемиь;м1 репениямн, сумматор. 2 ирг.-мгннг...- интерлнтся ; блок 3 сравнения, блок 4 упрйилояия. который имезт три выхода, nepPbiit аз ког(1рь-.х оосрднвк с управляющим входом нсг(:)1г;-ги а 5 рсгзлируемого постоянного .элрлУскпг, Д11Я мь/хода которого подгоиочекы к соогьетстг уюгиллу иороговьгм захдам блокя ямгшитугцгой сеискг/.ии, зторой выход блокл 4 упрачлся ; соед гСк со вторым входом сумматОГ),-, у в.. интервалов. а третий зыхся - ксие1Ю:и:гкльг с соёдииенH jfMH i3 ep- Tcne)vr врсмекч б преоб ;аз0вауелем 7 Еремс:Ьн в I :CTOTV i pci-истратором 8. Со BTOpbUvf ,oV7 бло:- ;; 3 сравкенйк соехогнен

блок 9 ЗЙ/ /1Гг1;1 Ерел1ЗК - ОГО ЙИТСрВаЛй.

Перед 43 v-e-pei K ;M :-гзлй Втся требуемой точностью огределеги): lyioriiocT зерогптюсти, испольауя ч к к личготвоь уровней акклкза или lUHpi-.iioJi д :ффереь:г-; 1льногс коридора Дх, .е1-,5Ь1:( i XTOifaiKO.vi 5 регулируемо го постоянного нйнрлжйкия. Точлость измерения соотяетствует ябсолаглчолу вректсии ./Г пребыватгия иссясцуеного скгиа,;1 i; ляфференол апьиом KGpitacije Лх.

Процесс измерения аггшвтзатс-ром гг:гатности вероятности БлЧ«чается с о/41оя|)е;чен1юй подачи сигналов блокч 4 угграллен-; ян сулгматор 2 временных интс-рйа;.:ои к кз«- еритеиь времени 6 производящих зстаиолку SX з исходное нулезое состояние, и на иг;точ1лкк 5 регулируемого Г 6стоянного ;;аяр)т;;.екия, которьгй лри этом вырабатывает напряжения х, и . f Ах, гюдаваемые пороховые входы блока 1 амплитудкой селек) н соотвегствующие перяому дйфферендиг1Лг.|-гому коридору анализа.

Исследуемый сигнал аостуиает на блок 1 амплитудной се,екдии мере зходтгое устройство которое является сигласу.ощим и выходные сигнаггы которого являготся импульсами, длиельность которь х определяется частными инервалами абсолютного времени пребыва-. щл, в течение которого мгновенные значения лJ. aйнoгo продесса находятся в дифференцильном коридоре Дх, определяемого уровнями нализа х, их . Сумматор 2 временных инервалов осуществляет суммирование частных

нтервалов абсолютного времени пребьшания и .Г At,- исследуемого сигнала в дифференциг

альном кори;доре Дх, а блок 3 сравнения осуществляет сравнение накапливаемой суммы 2 с абсолютным временем пребывания К

исследуемого сигнала в дифференциальном коридоре Дх, которое было выставле;ю на блоке 9 перед измерением исходя из требуемой точности.t

При достижении значення 4, i К блок 3 сравнения подает сигнал на блок 7 управления, при появлении которого блок .4 управления переводит в исходное 1{улевое состояние сумматор 2 врел4енных интервалов и измеритель времени 6, измеряющий время Т достижеьшя суммы частотных интервалов At абсолютного BpeivteiiH пребывания значений продесса в дифференциальном коридоре Дх наперед заданной велииииы К, которое затем преобразуется преобразователем 7 в велишну -f | Т: характеркзугмдую частоту появления значений случайного продесса в дифференциальном коридоре Дх, и для уровней анализа х, и х,) соотвегстнует значению w, (х) Ах, которое регис рируеюя регистратором 9.

Измерения значгтшй плотности вероятности на последуинилх уровнях анализа х и х х j -гАх (где i 2, 3 ... т) производятся аналогично. Причем каждый раз при достижении Sit( К с выхода блока 3 сразнешш на блок 4 управления поступает сигнал окончания очередного этапа измерения на заданных уровнях анализа, а 6;юк: 4 утгравления вырабатывает при зтом сигналы, одлорременно поступающие на сумл-;атор 2 временных интервалов и измеритель времени 6, возвращающие их в исходное нулевое состояние, н на регулируемый источник .5, выходные напряжения которого при зтом изменяются скачкообразно на величину Дх const, -г;о соответствует очередному длфференииат(ьиому коридору анализа.

Таким образом, устройство позволяет последовательно TfpoBecTH анализ случайного продесса во всем етапазоне его возможных значений и получить серию точек кривой распределения ш (х) Ах.

Достигаемый при использовании изобретенг я положительный эффект определяется при сопоставлении погрешности измерения вероятностных характеристик предлагаемым устройством с гюгрешностью, имеющей место при мерении аналогичных характеристик известным устройствами, для которых в случае иормального закона распределеиия случайного процес са она определяется по формуле о|. ,f л Г ч Gx Л

5

- относительная ожидаемая поUJ. грешность определения плотности вероятности;

4t) производная от интеграла вероятности;

®-1

в

-нормированная продолжительность анализа;

т Т.

- иктервал корреляции;

-продолжительность анализа (Т, const).

Нормированиая продолжительность анализа в каждом дифференциальном коридоре Дх в предлагаемом анализаторе в зависит от значения плотности вероятности на этом уровне

К

2

Шш

при этом погрешность измерения выражается зависимостью

rf,.,.()f

lik

ф

Относительное уменьшение ожидаемой погрешности q

с

UJ

5 Формула изобретения

Анализатор плотности вероятности сл чайных процессов, содержаший блок амплитудной селекции, первый вход которого (юляется вхо5дом анализатора, а второй вход соединен с выходом источника регулируемого постоянного напряжения, и регистратор, о т л и ч аю 1U и и с я тем, чго, с целью поишисния точиостя аиатгкзутсрЛ; с содС|) блок :пп. ния Е 1емен ого иьтсрБ., суг4матор opo scu-;-; интервалов, измеритель вре.мени, блок унравл..: .ПИЯ, преобразователь сремек . ц частоту is плп;,. сравнения, первый ьход которого :ое,иион с блоком задаи.ия временного иктгртиь);, нторой вход - с выходом с.умматсрй временных ; :тервалоу. а подигга ;: х Гчлокя управлоиия, лерный sbvxcin которого С(,) с УХОДОМ источника регу.гщруемого ппсгг/яиипго ншчряжения, второй выход - .- первым их; дом сумматора spCMt-inibfx HiTCpp.ri.ier,. i.-iopof; вход которого соеди1 еи с a.i:«.oi,w lifi и1итздной селетсщги, третий ньгсд . лення соедияен с входом измерителя .чрсмен г. выход которого через преобраз- ьчт«ль гзремени н частоту Тсдклгочен к р лио-1тг;|(-ору.

Источник, JSIullOpf.iabTUt.

принятые во niiHv;a4Ke при зкгнг..;:

1,Мирский Г. Л. Аппарр.туркое опр:,1слпм характеристик сп ттайных процгссоо. ;7,--М.. Энергия, 1967, с. 9.

2.Мирский Г. Я. Ашгарэтурнос: oupc;re ie(r;i характеристик случайных npoueccov.. Л,- М. Энергия,-1967, с. 60-61 (притотлп). 698015 Из приведенного расчета BHiiiio, чю чрслилагаемое устройство позволяет сушестнсиии снизить погрешность измерения плотиостя вероятности случайных процессов, причем наиболее сушественное увеличение точности измерения соответствует малым значениям плотности вероятности.