Устройство для определения плотностей вероятностей случайных процессов Советский патент 1982 года по МПК G06G7/52 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЛОТНОСТЕЙ ВЕРОЯТНОСТЕЙ СЛУЧАЙНЫХ ПРОЦЕССОВ Изобретение относится к специали- зирьванным средствам вычислительной техники, предназначенным для аппаратур ного определения характеристик случайных процессов. Известен анализатор распределения вероятностей случайного процесса, соде жащий последовательно соединенные вход ное устройство, суммирующую схему, амплитудный селектор, формирующее устройство, а также источник постоянных напряжений, подключенный выходом к одному из входов суммирующей схемы Недостатком этого устройства является ограниченный класс решаемых задач - определение только плотности вероятностей случайных процессов при последовательном изменении уровней анализа. Наиболее близким по техническому рещению к предложенному является уст ройство для измерения плотностей вероятностей случайных процессов, состояще из группы измерительных каналов, каж- дый из которых содержит два амплитудных селектора, схему совпадения, три усреднителя, два блока деления, пять схем И и регистрирующее устройство, а также источник постоянного напряжения, подключенный к делителю напряжения, выходы которого соединены с входами амплитудных селекторов соответствующих измерительных каналов, и генератор импульсов, выход которого подключен к входу счетчика, связанного своим выходом с управляющими входами всех схем И каждого канала 2. Недостатком данного устройства является его сложность. Цель изобретения - упрощение аппаратурной реализации устройства при сохранении эксплуатационных характеристик. Эта цель достигается тем, что в устройстве для определения плотностей вероятностей случайных процессов, содержащем блок регистрации, генератор импульсов, соединенный с входом счет9чика, источник постоянного напряжения, выход которого соединен с входом делителя напряжения, два выхода, которого подключены соответственно к первому и второму управляющим входам ампли- тудного селектора, информационный вход которого является первым входом устро ства, и группу измерительных каналов, каждый из которых содержит четыре элемента И, три усреднителя, два блока деления и амплитудный селектор, информационный вход которого в каждом . . канале, является вторым входом устройства, а управляющие входы амплитудного селектора каждого канала подключены к соответствующей паре выходов делителя напряжений, выход амплитудного селектора соединен с входом первого усреднителя своего канала и первым входом первого элемента И своего канала, выход которого подключен к входу Bipporo усреднителя своего канала, при этом выход счетчика соединен с первыми входами соответственно второго, третьег и четвертого элементов И каладого канала, в каждом измерительном канале вход третьего усреднителя и второй вход первого элемента И объединены i подключены к выходу ам плит дкого сеI лектора, выходы усреднителя в каждом канале подключены к вторым входам соответственно второго, третьего и четвертого элементов И своего канала, выход второго элемента И в 1саждом кана ле- соединен с первым входом первого бло ка деления своего канала и соответствующим входом блока регистрации, выход третьего элемента И в каждом канале соединен с соответствующим входом блока регистрации и вторым входом первого блока деления своего канала, выход которого подключен к соответствующему входу блока регистрации и первому входу второго блока деленрш своего канала, выход которого соединен с соответствующим .входом блока регист рации, выход пятого элемента -И каждого канала подключен к второму входу вто рого блока деления и соответствующему входу блока регистрации. На чертеже представлена структурная схема устройства. Устройство содержит входы 1 и 2 устройства, измерительный канал 3, ампл тудные селекторы 4 и 5, элемент И 6, усреднители 7-9, элементы И 10-12, блоки 13 и 14 деления, генератор 15 импульсов, счетчик 16 импульсов, блок 0 4 17 регистрации, делитель 18 напряжения, источник 19 постоянного напряжения. Устройство работает следующим образом. Напряжение реализации {. случайного процесса Y(t) со входа 1 подается на амплитудные селекторы 5 каждого измерительного канала 3, на управляющие входы которого подаются напряжения j и 4 йУ с выхода делителя 18 напряжений. Напряжение реализации x(t} случайного процесса.X(t) со входа 2 поступает на амплитудный селектор 4, управляющие входы которого соединены с соответствующими выходами делителя 18 напряжений с значениями напряжений X.J4 , + Л) , На выходе амплит дных селекторов 4 и 5. образуются 1 мпульсы стандартной амплитуды и дли- цельностью, пропорциональной времени пребывания реализации Xlt) и ilt) соответственно в интервалах ) и +Д Входные сигналы амплитудных селекторов 5 в каждом измерительном канале 3 поступают на один из входов элемента И 6. На второй вход элемента И 6 всех измерительных каналов 3 подается сигнал с выхода амплитудного селектора 4. На выходе элемента И 6 образуется ci rнал стандартной амплитуды и длительностыо, пропорциональной времени со-Бместного пребывания реализаций )((tj и i/tt) в интервалах fS(,- A:i; (t). Импульсы с выходов амплитудных селекторов 4 и 5, а также элемента И 6 поступают на входы блоков 7, В и 9 усреднения соответственно. На выходе блоков 7, 8 и 9 i -го измерительного канала 3 появляются напряжения Я-, и С: I которые связаны с оценками одномерных и двумерной плотностей ве- .роятностей следующими соотношениями : UJ(X Ь кЬТхТл i n Ъ .)-.ь; где Т - продолжительность измерений; , -постоянные времени блоков усреднения (кнтегра торов). Напряжение с выходов блоков 7, 8 и 9 усреднения поступает гоответс твенно на сигнальные входы элементов И 10, 11 и 12, управляющие входы котопых 5 соединены с выходом счетчика 16, Генератор 15 импульсов вырабатывает импульсы с частотой следования , которые и считаются счетчиком 16. По истечении продолжительности измерю НИИ Т и ( - емкость счетчика) с выхода счетчика 16 подается разрешаю щее напряжение на управляющие входы элементов И всех измерительных каналов. На их выходах образуются напряжения, пропорциональные оценкам одномерных и двумерной плотностей вероятностей, которые подаются на блок 17 регистрации. Кроме. того, сигналы с вы ходов элементов И 10 и 11 подаются на входы блока. 13 деления, на выходе которого образуется напряжение, пропорциональное оценке условной плотности вероятностей процесса л„ ,, . v..l..(4) UIXO Л Напряжение с выхода блока 13 деления поступает на блок 17 регистрации и на один из входов блока 14 деления, на второй вход которого поступает напряжение с выхода элемента И 12. На его выходе образуется напряжение, пропорци нальное оценке коэффициента коллигации ) . Длительность из йepeний Т выбираетс из условия обеспечения погрешности измерений не бол бе заданной. При вьшолнении условий . i- oйХТ - й:)Т устройство получается прямопоказывающ а числа. А, В, С, Д, Е определяют поло жение запятой в соответствующем отсче те. Формула изобретения Устройство для определения плотностей вероятностей случайных процессов, содержащее блок регистрации, генер)атор импульсов, соединенный с входом счетчика, источник постоянного напряжения, выход которого соединен с входом дели 70 теля напряжения, два выхода которого подключены соответственно к первому и второму управляющим входам амплитудного селектора, информационный вход которого является первым входом устройства, и группу измерительных каналов, каждый их которых содержит четыре элемента И, три усреднителя, два блока деления и амплитудный селектор, инфор- мационный вход которого в каясдом канале является вторым входом устройства, а управляющие входы амплитудного селектора каждого канала подключены к соответствующей паре выходов делителя напряжений, выход амплитудного селектора соединен с входом первого усреднителя своего канала и первым входом первого элемента И своего канала, выход которого подключен к входу второго усреднителя своего канала, при этом выход счетчика соединен с.первыми входами соответственно второго, третьего и четвертого элементов И каждого канала, отличающее с я- тем, что, с целью упрощения при сохранении эксплуатационных характеристик, в кагк- дом измерительном канале вход третьего усреднителя и второй вход первого элемента И объединены и подключены к выходу амплитудного селектора, выходы усреднителя в каждом канале подключены к вторым входам соответственно второго, третьего и четвертого элементов И своего канала, выход второго элемента И в каждом канале соединен с первым входом первого блока деления своего канала и соответствующим входом блока регистрации, выход третьего элемента И в каждом канале соединен с соответствующим вхо- дом блока регистрации и вторым входом первого блока деления своего канала, выход которого подключен к соответствующему входу блока регистрации и первому входу блока деления своего канала, выход которого соединен с соответствующим входом блока ретастрации, выход пятого элемента И кансдого канала подключен к второму входу второго блока деления и соот ветствующему входу блока регистрации. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Мирский Г. Я. Аппаратурное определение характеристик случайных процессов, М., Энергия, 1972, с. 281. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2870520, кл. q 065 7/52, 1980 (прототип).