Анализатор законов распределения вероятностей Советский патент 1980 года по МПК G06G7/52 

I

Изобретение относится к области вьг«г . числительной техники и может быть использовано для получения характеристики случайных сигналов. .

Известны анализаторы законов распределения вероятностей, содержащие источник регулируемого напряжения, амплитудный селектор, формирователь, усреднитель и индикатор Щ .

Недостатком известных устройств является значительная погрешность, поя вляющаяся.вследствие нестационарности исследуемого сигнала.

Известно также устройство для анализа законов распределения вероятностей, содержащее; последовательно соединенные входной блок, амплитудный селектор,, формирователь, блок усреднения, индикатор, причем выход входного блока через вычислитель текущих значений математического ожидания, центрирующий фильтр и сумматор,- второй вход которого соединен с выходом источника регулируемого

напряжения, соединен со вторым входом амплитудного селектора 22.

Известное устройство устраняет погрещ1юсти анализа, вызванные нестащгонарностью математического оишдания исследуемого сигнала, Однако наряду с нестационар юстью математического ожидания исследуемый сигнал может иметь нестационарную дисперсшо. Так, если исследуемый сигнал имеет вид

10

y-K(t)(t) ,

гдек - стационарный случайный процесс;

K{t) Л n(t) - функции времени, то математическое ожидание и стандарт15ное отклонение нестационарного сигнала выражаются-через математическое ожи.дание и дисперсгао стационарной составляющей следующим образом

(t)(t)

20

(}6

Следовательно, Для устранения оишбок нестационарности недостаточ коррйк3 ( ), как это сделано Шта: за счет п в известном устройстве, необходимо учесть еще вш-ют-ше К ( ), Таким образом, ьелью предлагаемого изобретения является повъгшешш точности путем устранения несташюнарности дисперсии исследуемого . Поставленная цель достигаетх:я тем, что анализатор закогдав распределения вероятностей, содержащий источник регул руемого напряжения, cy пvIaтop бло7 регулирования амплитуды входного сигнала, выход которого подключен к птвому входу амплитудного селектора, выход которого через последовательно соединенные формирователь импульсов, блок усреднения соединен с индикатором, при этом выход сумма1х ра соединен оо вторым входом амплитудного селектора, содержит блок определения разности, блок умножения, блок нормирования и блок вычисления текущего стандартного отклонения, вход которого соединен с выходом блока регулирования агушлитуды входного сигнала, а выход через блок нормирования сое- -динен с первыми входами блока умноже- 1шя и блока определения разности, второй вход которого соединен с выходом блока вычисления текущего среднехч), а выход блока определения разности подключен к первому входу сумматора, второй вход которого соединен с выходом блока умножения, второй вход которого подключен к выходу источника регулируемого напряжения. На чертеже приведена структурная схема йредлагаемогч) устройства. Анализатор законов распределения вероятностей содержит последовательно сое динеттаые блок 1 регулирования амплитуды входного сигнала, амплитудный селектор 2, формирователь 3 импульсов, блок сравнения, индикатор 5, причем выход блока 1 через блок 6 вычисления текуще го стандартного отклонения, блок 7 нормирования, блок 8 умножения, второй вход которого соединен с выходом источшиса 9 регулируемого напряжен.ия, сумматор 10 соединен со вторым входом амплитудного селектора 2, а выход бло- ка 7 через блок 11 определения разности, второй вход которого через блок 12 вычисления текущего среднего соединен с выходом блока 1, соединен со вторым входом сумматора .10., Устройство паботает следующим образом . 154 Анализируемый сигнал, пройдя блок 1, который обеспечивает регулировку амплитуды входного сигнала, поступает на сход ампл1ггуд1гого селектора 2 и в блоки 12 н 6. В амплитудном селекторе 2 происходит вьщеление сигнала, меньшего уровня анализа, который, пройдя формирователь 3, формирующего прямоугольные импульсы одшгаковой амплитуды, подается в блок 4 усреднетгия, который предназначен для накопления сигиалов и усреднения их на интервале измерения. Затем сигнал поступает на индикатор 5. Одновременно с этим происходит вычисление текущих значений математического ожидания гЛу в блоке 12 и стандартного отклонения бу в блоке 6, Блок 7 норм1грования определяет величину измене1«1я текущего стандартного от клонения dy от1юсительно его начального значения б) , т.е. определяется величина К ( t ). Блок 11 определения разности вычисляет значение функции Г (-.) согласно выражению n(tbmv-K(l)-m Значение к ( t ) с блока 7 умножается в блоке 8 на сигнал уровня анализа, поступающий от источника 9, и складывается с сигналом гл { i: ) с блока 11. В результате на выходе сумматора 1О получают сигнал, меняющийся во времени. При этом, изменения сигнала такие, что учитывают изменения как математического ожидания, так и дисперсии (стандартного отклонения). Таким образом, происходит слежение уровня анализа за изменением математического ожидания и дисперсии и устраняется, возникающая вследствии этого изменения, ошибка анализа. Так, например, в случае, когда X равном ернораспределенный сигнал с М 0 Hn(t), предложенный анализатор устранит влияние величины К ( t ) и построит равномерное распределение. В то же время анализатор не учитывает изменения дисперсии сигнала за счет нестационарности к ( t ) . В результате этого будет построено распределение, правый и левый склоны которого определяются видом к ( ). В случае линейного характера К (t )(.-t будет получено распределение Симпсона (треугольное). Таким образом, если анализатор законов распределения входит в состав уст57

ройства paciioaHaBaFffiH сигногюв, то за счет несташ-юнарности дисперсии сигнала может быть получена неправильная идеи- ти)Ика1Шя объекта. Этот недостаток устраняе1х;я в данном анализаторе.

Формула изо, бретения

Анализатор законов распределетшя вероят1юстей, содержащий источник регулируемого напряжения, суммаtrop, блок регулирования амплитуды входного сигнала, выход которюго подк/почен к перво му входу амплитудного селектора, выход KOTopoixt через последователыю . ные формирователь импульсов, блок усреднения соединен с индикатором, при этом выход сумматора соединен со вторым входом амплитудного селектора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности работы анализатора, путем устранения нестационар ности дисперсии исследуемого сигнала,

29156

он содернагг блок определения разности, блок у даожешш, блок норкшрованпя и блок вычисления текущего стандартного отклонения, вход которого соедтгае о 5 ВЫХОДОК) блока регул.ироваиия амплитуды входного сигнала, а выход ч€5рез блок норм5фования соед1шен с первыми входаг и блока ук1ножеш1я и блока определения разности, второй вход которого

10 соед1шен с выходом блока вычисления текущего среднего, а выход блока определещга разности подключен .к первом:у входу сумматора, вгорой вход которого соед1га;ен с выходом блока умножешм,

5 второй вход которого подключен к выходу источника регул1фуемого напряжения.

Источншш- Ш формации, принятые во вшгманне при экспертизе

1.Авторское с втщетельство СССР № 377791, кл. Q 06 г 15/36, 1970.

2.Авторское свидетельство СССР № 381075, кл. Q 06 G 7/52, 1971

inpOTOTinfl.