Анализатор функции распределе-Ния СлучАйНыХ пРОцЕССОВ Советский патент 1981 года по МПК G06G7/52 

Изобретение относится к вычислительной технике и может бьать использовано для экспериментального определ ния функции распределения случайных процессов. Известно устройство, определяющее функцию распределения случайных процессов, содержащее блок, задающий уровень анализа, амплитудный селектор, выдающий прямоугольные импульсы/ характеризующие время пребывания случайного сигнгша выше или ниже уро ня анализа, усредняющее устройство, определяющее относительное время пребывания исследуемого сигнала выше или ниже уровня анализа и регистратор til . Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство, определяющее функцию распределения случайных процессов по относительному времени пребывания анализируемого сигнала выше или ниже уровня анализа, содержащее блок согласования, выход которого соединен с первым входом блока амплитудной селекции, второй вход которого подключен к выходу источника постоянного напряжения, а выход бХ1ока .амплитудной селекции через бло усреднения соединен с регистраторомНедостатком известного устройства является изменение погрешности измерений функции распределения в зависимости от величины определяемой функции на каждом уровне анализа. .Цель изобретения - повышение точности измерения. Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемое устройство введены сумматор временных интервалов, схема сравнения, измеритель времени, блок задания интервалов, преобразователь времени в частоту н блок управления, первый выход которого последовательно соединенные измеритель времени и преобразователь времени в частоту подключен к регистратору, второй выход блока /правления соединен с входом источника постоянного напряжения, третий выход - с первым входом сумматора временных интервалов, второй вход которого подключен к выходу блока амплитудной селекции, а выход соединен с первым входом схемы сравнения, второй вход которой подключен к выходу блока задания интервалов, а всаход схемы сравнения соединен с входом блока управления. На чертеже изображена схема предлагаемого устройства. Устройство содержит блок 1 согласования, блок 2 амплитудной селекции сумматор 3 временных интервалов, схему 4 сравнения, блок 5 управления источник 6 постоянного напряжения, измеритель 7 времени, преобразовател 8 времени в частоту, рех истратор 9 и блок 10 задания интервалов. Выход блока 1 согласования соединен с первым входом блока 2 амплитудной селекции, ко второму входу ко торого подключен выход источника 6 постоянного напряжения. Блок 5 управ ления имеет три выхода, первый из ко торых через последовательно соединен ные измеритель 7 времени и преобразователь 8 времени в частоту подклю чен к регистратору 9 , второй выход блока 5 управления соединен с входом источника б постоянного напряжения, а третий выход блока 5 управ ления подключен к первому входу сумматора 3 временных интервалов , второй вход которого соединен с выходом блока 2 амплитудной селекции. Выход сумматора 3 временных интервалов соединен с первым входом схемы 4 сравнения , второй вход которой подключен к выходу блока 10 задания интервалов, а выход- схемы 4 сравнения соединен с входом блока 5 управ ления. Блок 2 амплитудной селекции може быть выполнен в виде амплитудного с лектора, или содержать двухтаканый фазоинвертор и амплитудный селектор либо суммирующую схему и амплитудны селектор. При подаче сигнггла команды сбро с блока 5 управления на сумматор 3 временных интервалов и измеритель 7 времени происходит установка их в исходное нулевое состояние. Одновре менно с блока 5 управления поступает сигнал команды на источник 6 пос тоянного напряжения, который при этом вырабатывает постоянное напря жение х, соответствующее первому уровню анализа. При этом блок 2 амплитудной селекции формирует импу сы, длительность которых равна част ньнч интервалам д tj абсолютного вре мени, в течение к.оторого мгновенные значения случайного сигнала, поступающего через блок 1, который обеспечивает согласование динамического диапазона устройства с дисперсией исследуемого процесса, превышают (или оказываются меньше) первый уро вень анализа Х|, которые затем суммируются в сумматоре 3 временных интервалов ( у л-t i поступают на схему 4 сравнения, которая при достижении значения ut.K t-и I где К - абсолютное время пребывания исследуемого сигнала выше или ниже уровня анализа, которое задается исходя из требуемой точности -определения функции распределения блоком 10, подает сигнал на блок 5 управления, при появлении которого этот блок переводит в исходное нулевое состояние сумматор 3 временных интервалов и измеритель 7 времени, измеряющий время Т достижения суммы частных интервалов j j ; абсолютного времени прерывания значений процесса выше или ниже уровня анализа наперед заданной величины К, которое затем преобразуется преобразователем 8 в величину i /Т , характеризующую частоту появления значений случайного процесса выяе или ниже данного уровня apiaлиза, что соответствует значению функции распределения F(х и регистрируется регистратором 9. Таким образом определяется первое значение функции распределения случайного процесса. Измерения значений функции распределения на последующих уровнях анализа х;, (где i 2 , 3 , , . . . , п) производится аналогично. Причем каждый раз при достижении Z с выхода схемы 4 сравнения на блок 5 управления поступает сигнал, свидетельствующий об окончании измерения на данном уровне анализа, а блок 5 управления вырабатывает одновременно с сигналом сброс, поступающим на сумматор 3 временных интервалов и измеритель 7- времени, сигнал команды, подаваемый на регулируемый источник б постоянного напряжения, выходное напряжение которого при этом изменяется скачкообразно до величины следующего уровня анализа и поступает на блок 2 амплитудной селекции . Таким образом, устройство позволяет последовательно производить анализ случайного процесса во всем диапазоне его возможных значений от уровня х до уровня х и полностью определить функцию FCx). Достигаемый при использовании положительный эффект наглядно виден из сопоставления погрешностей измерения вероятностных характеристик предлагаемым устройством с погрешностями, имеющими место при измерениях известными устройствами, для которых

они определяются в случае нормального -закона распределения случайного процесса по формулам

относительная ожидаемая погрешность определения функции распределения; интеграл вероятности

9-T;/tv

где 9, - нормированная продолжительность анализа; V - интервал корреляции, Т - продолжительность анализа

(Tj const).

Нормированная продолжительность анализа на каждом уровне в предлагаемом устройстве ©2 зависит от значения функции распределения на этом ypoBEie

К

ожидаемая погре1лность измерения в этом случае выражается зависимостью

I -J р 1

(Ь )Д%)Г l.rby)J

Z

Ф (t)iir

Относительное уменьшение ожидаемой погрешности измерения

€

.где с

,. ( У 1

(ъх

Следовательно, предлагаемое устройство позволяет существенно снизить погрешность измерения функции распределения случайных процессов, причем г)огрешность измерения по сравнению с известнглми устройствами уменьшается обратно пропорционально измеряемой величине функции распределения , что особенно важно на уровнях анализа, соответствующих малой вероятности реализации случайного процесса.

Формула изобретения

Анализатор функции распределения случайных процессов, содержащий блок согласования, выход которого соединен с первым входом блока амплитудной селекции, второй вход которого подключён к выходу источника постоянного напряжения, регистратор, о тличающ. ийся тем, что, с целью повышения точности измерения он Содержит, сумматор временных интервалов, схему сравнения, измеритель времени, блок задания интервалов, преобразователь времени в частоту и блок управления, первый выход vf торого через последовательнб соединеные измеритель времени и преобразователь времени в частоту подключен к регистратору, второй выход блока управления соединен со входом источника постоянного напряжения , третий выход - с первым входом сумматора временных интервалов, второй вход которого подключен к выходу блока а(.тлитудной селекции, а выход соединен с первым входом схемы сравнения, второй вход которой подключен к выходу блока задания интервалов, а выход схемы сравнения соединен с входом блока управления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Мирский Г.Я. Аппаратурное определение характеристик случайных процессов. М.-Л., 1967, с. 43-178.

2.Мирский Г.Я. Аппаратурное определение характеристик случайных процессов. М.-Л., 1967, с. 57 (прототип) .

7988Q8