Способ измерения функции распределения и плотности вероятности случайной электрической величины и устройство по этому способу
Класс 42m 36 № 147377
СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Подписная группа № 174
Г. М. Махонин
СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ФУНКЦИИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ
И ПЛОТНОСТИ ВЕРОЯТНОСТИ СЛУЧАЙНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ
ВЕЛИЧИНЫ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
ЭТОГО СПОСОБА
Заявлено 17 марта 1961 г. за № 722252/26-9 в Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР
Опубликовано в «Бюллетене изобретений» № 10 за 1962 r.
Известен ряд электронных схем анализаторов случайных процессов, основанных на способе, состоящем в измерении отношения длительности существования входного напряжения, превышающего заданный уровень с1о, к времени наблюдения. Всем этим схемам в той или иной степени присущ общий недостаток: зависимость точности измерения от частоты, так как длительность фактически измеряемых прямоугольных импульсов, соответствующих длительностям выбросов напряжения, сильно меняется с частотой.
Предлагаемый способ измерения функции распределения и плотности вероятности случайной электрической величины отличается от известных тем, что для увеличения частотного диапазона и точности измерения находят первую производную от среднего значения ограниченной снизу (сверху) входной величины по уровню ограничения и приравнивают ее функции распределения, а найденную вторую производную среднего значения ограниченной снизу (сверху) входной величины приравнивают плотности вероятности.
Устройство для реализации описываемого способа, представляющее собой многоканальный амплитудный анализатор, каналы которого содержат ограничители разного уровня и усредняющие устройства, отличается от известных тем, что для проведения более точных измерепий на постоянном токе и для увеличения скорости измерения на выходе каждой пары усредняющих устройств включены первые вычитающие устройства, а на выходе каждой пары первых вычитающих устройств включены вторые вычитающие устройства. Выходы последних, так же как выходы п pBbIx вычитающих устройств и выходы с ограничителей, соединены с тремя коммутаторами. № 147377
На чертеже приведена функциональная схема устройства, реализующего описываемый способ для измерения функций распределения и плотности вероятности случайной электрической величины.
Способ основан на равенстве функции распределения и производной от среднего значения ограниченной снизу (сверху) входной величины по уровню ограничения и состоит в том, что входную величину ограничивают по нулевому уровню и сверху по уровню Uz и измеряют среднее значение ограниченного сигнала.
Затем уровень ограни;ения Up увеличивают (или уменьшают) на небольшую величину ЛУ, и вновь измеряют среднее значение ограниченного сигнала. Далее вычисляют отношение разности средних значений к приращению AUo, т. е.: сл - ср ьц, dU, Проводя ряд подобных измерений, получают функцию распределения: — "=f(U) =+1(Ф>U.). ср о
Аналогичным образом, изменяя U< и дифференцируя второй раз среднее значение по уровню ограничения, измеряют плотность вероятности ы(УО).
Устройство, реализующее описываемый способ, содержит и ограничителей l — ln, которые работают с уровнями ограничения U„, равными О,ЛУ„2ЛУ,.... nAU, соответственно; и одинаковых усредняющих устройств 2 — 2n; (и — 1) одинаковых первых вычитающих устройств
3 — 8(а — 1), на выходе которых образуются первые разности
ЛУ„,.;=U,ð.,+ — U,ð.,", (и — 2) также одинаковых вторых вычитающих устройств 4 — 4 (n — 2), на выходе которых образуются вторые разности
ЛЧ/,р.,- — — ЛУ,р.;+> — ЛУ„,.;, и трех механических или электронных коммутаторов 5а, 5К 5с, работающих синхронно и синфазно. Разности
ЛУ,„.; и ЛЧ, ср., пропорциональны
Иl, Ь U, дц, ьу, поскольку AUo =const для любой соседней пары каналов. На выходе коммутатора 5а образуется ступенчатое напряжение, используемое для горизонтальной развертки луча осциллографа, с выхода 56 снимается на вертикальные пластины напряжение
ЬЦ, " — a(U ) 1.) (1о а с выхода 5с — напряжение
gT
rp (у )
gU2
Время измерения практически равно времени усреднения
Т„,„ Т,„ и не зависит от числа и ступенек ЛУ,.
Таким образом, во всех случаях измеряемой величиной является постоянный ток или напряжение, поэтому переменная составляющая, проникающая через емкость диода ограничителя, не влияет на результат измерений, поскольку не может вызвать изменений постоянной составляющей. № 147377
Вследствие этого описываемое устройство не имеет резко выраженной частотной зависимости показании и может работать с большой точностью в практически неограниченном аиапазоне частот.
Предмет изобретения
1. Способ измерения функции распределения и плотности вероятности случайной электрической величины, отличающийся тем, что для увеличения частотного диапазона и точности измерения находят первую производную от среднего значения ограниченной снизу (сверху) входной величины по уровню ограничения и приравнивают ее функции распределения, а найденную вторую производную среднего значения ограниченной снизу (сверху) входной величины приравнивают плотности вероятности.
2. Прибор для осуществления способа по п. 1, представляющий собой многоканальный амплитудный анализатор, каналы которого содержат ограничители разного уровня и усредняющие устройства, отл ич а ющийся тем, что, с целью проведения более точных измерений на постоянном токе и для увеличения скорости измерения, на выходе каждой пары усредняющих устройств включены первые вычитаюшие устройства, а на выходе каждой пары первых вычитающих устройсгв включены вторые вычитающие устройства, и выходы с этих устройств, так же как выходы с первых вычитающих устройств и выходы с ограничителей соединены с тремя коммутаторами. № 147377
Поди. к печ. 12/11 — 63 г. Формат бум. 70 К 108 /к Объем 0,35 изд. л. лак. 7647 Тираж 650 Цена 4 коп.
ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР
Москва, Центр М. Черкасский пер, д, 2/6, Типография, пр. Сапунова, 2.
Зак, 11/1о
Составитель А. И, Хохлов
Редактор Н. С. Кутафина Техред Г. М. Болотова Корректор С. Ю. Цверина
