Устройство для анализа случайных процессов

 

ОПИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

K АВТОРСКОМУ СВКДЕТЕДЬСТВУ (i 11 62209 l

Сова Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 27.10.76 (21) 2415587/18-24 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опуоликовано 30.08.78. Еюллетень № 32 (45) Дата опубликования описания 31.07.78 (51) М Кa "- С 06Г

15/36

Государственный номите1

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 681 3:519 2 (088.8) (72) Авторы изобретения Г. Г. Живилов, Н. В. Попенко, В. А. Прянишников и М. А. Утин (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ AHAJlИЗА СЛУЧАЙНЫХ

ПРОЦЕССОВ

Изобретение относится к вычислительной и электроизмерительной технике, в частности к области аппаратурного измерения характеристик случайных процессов и предназначено для измерения моды случайных процессов.

В настоящее время моду случайных процессов определяют с помощью анализатора распределения вероятностей.

Известен анализатор, содержащий вход- 10 ное устройство, амплитудный селектор, усредняющее устройство и устройство регистрации. Такие анализаторы могут быть выполнены как в одноканальном, так и в многоканальном варианте (1). Недостатком одноканальных устройств, используемых для определения моды с высокой точностью, является большая продолжительность времени анализа. Недостатком многоканальных устройств является необходимость существенного наращивания параллельной структуры, что приводит к увеличению габаритов и стоимости.

Наиболее близким к изобретению является устройство для анализа случайных процессов, содержащее блок управления, амплитудные селекторы, первые входы которых являются входом устройства, вторые входы подключены к выходам источника уровней селекции, а выходы амплитудных 30 селекторов через соответствующие элементы И и счетчики подключены к управляющим входам ключей (2). Недостатком устройства, используемого для определения моды с высокой точностью, является необходимость существенного наращивания параллельной структуры (амплитудные селекторы, источник уровней селекции, счетчики, ключи и элементы И) .

Кроме того, вышеназванные устройства требуют присутствия оператора, определяющего моду случайного процесса по максимальному. значению плотности распределения вероятностей.

Целью изобретения является автоматическое измерение моды случайного процесса с высокой точностью. Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены первый и второй блоки памяти, сумматор, первый и второй вычитатели, делитель .и элемент ИЛИ вЂ” НЕ, входы которого соединены с выходами счетчиков, а выход подключен к управляющим входам элементов

И и к входу блока управления, первый выход которого соединен со входами сброса счетчиков, а второй — с управляющими входами блоков памяти, информационные входы которых подключены к выходам сумматора и первого вычитателя соответственно, а выходы блоков памяти — к соответст622091

65 вующим входам источника уровней селекции и ко входам второго вычитателя, выход которого через делитель соединен с первыми входами сумматора и первого вычитателя, вторые входы которых соединены с выходом ключей и являются выходом устройства, информационные входы ключей подключены к соответствующим выходам источника уровней селекции.

На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства.

Оно содержит амплитудные селекторы 1, источник 2 уровней селекции, элементы И

3, счетчики 4, элемент ИЛИ вЂ  5, блок управления 6, ключи 7, блоки памяти 8, сумматор 9, вычитатели 10 и делитель 11.

Первые входы селекторов 1 соединены со входом устройства, а вторые входы — с соответствующими выходами источника 2 и информационными входами ключей 7. Выходы селекторов 1 через элементы И 3 подключены к информационным входам счетчиков 4, выходы которых подсоединены к управляющим входам ключей 7 и входам элемента ИЛИ вЂ” HE 5. Выход последнего соединен со вторыми входами элементов И

3 и входом блока управления 6. Выходы ключей 7 подключены к вторым входам сумматора 9 и первого вычитателя 10 и являются выходом устройства. Выходы сумматора 9 и первого вычитателя 10 соединены с информационными входами блоков памяти 8, выходы которых подключены ко входам источника 2 и второго вычитателя

10. Выход последнего через делитель 11 связан с первыми входами сумматора 9 и первого вычитателя 10. Первый выход блока управления 6 соединен со входами сброса счетчиков 4, а второй выход — с управляющими входами блоков 8.

Устройство работает следующим образом.

Исследуемый сигнал x(t), квантованный по уровню и дискретизированный во времени, поступает на входы амплитудных селекторов 1. При равенстве входного сигнала уровню селекции, поступающему с источника 2, селектор 1 формирует короткий импульс. Величина кванта входного сигнала по уровню однозначно определяет ширину дифференциального коридора, а период дискретности во времени позволяет определить относительное время пребывания сигнала в дифференциальном коридоре.

Источник 2 формирует уровни селекции, например, в соответствии с выражением

i — 1

" е сто+ ("с пах +min)i

n — 1 где х; — уровень селекции -ro канала;

i= 1, 2, ..., n; n — количество каналов.

Источник 2 выполнен, например, в виде резистивного делителя, состоящего из (n— — 1) последовательно включенных резисторов, причем свободные контакты крайних резисторов являются выходами уровней

З0

55 селекции х и х„, а также входами источника 2. К послсдним подключены выходы блоков 8, в одном из которых в исходном состоянии записана величина нижнего (минимального) уровня селекции, а в другом— верхнего (максимального) уровня, Через открытые элементы И 3 импульсы селекции поступают на счетчики 4, на которых и формируется оценка плотности вероятности.

Первый переполнившийся счетчик 4 через элемент ИЛИ вЂ” НЕ 5 закрывает элементы

И 3 и открывает соответствующий ключ 7.

Уровень селекции, являющийся оценкой моды, через открытый ключ 7 поступает на первые входы сумматора 9 и первого вычитателя 10, на вторые входы которых с выхода второго вычитателя 10 через делитель 11 поступает сигнал пропорциональной разности уровней селекции, хранящихся в блоках 8. Делитель 11 с коэффициентом

1 деления, например, равным, опредеп — 1 ляет величину шага между уровнями селекции соседних каналов. Причем шаг селекции должен быть кратен шагу квантования входного сигнала, Сумматор 9 формирует сумму оценки моды и шага селекции, а первый вычитатель 10 — их разность.

Результаты суммирования и вычитания по команде из блока улравления 6 записывается в блоки 8, одновременно счетчики 4 сбрасываются в нулевое состояние. Далее цикл измерения повторяется с той разницей, что в блоках памяти 8 находятся соответственно сумма оценки моды и шага селекции и их разность, полученные в предыдущем цикле. Таким образом, с каждым циклом работы, устройства (их количество задается блоком управления 6) уточняется оценка моды, за счет чего и достигается автоматическое измерение моды случайного процесса с высокой точностью. Количество каналов может быть небольшим (например, n=5) и выбирается исходя из требуемой точности.

Изобретение обеспечивает автоматизацию процесса измерения моды, повышение точности по сравнению с прототипом (по крайней мере при одинаковом числе каналов), расширение области использования устройства (для анализа некоторых классов случайных процессов, для которых значение моды совпадает со значениями медианы и математического ожидания, например, для широко распространенного класса нормальных процессов) .

Формула изобретения

Устройство для анализа случайных процессов, содержащее блок управления, амплитудные селекторы, первые входы которых являются входом устройства, вторые входы подключены к выходам источника уровней селекции, а выходы амплитудных се622091

Составитель Э. Сечнна

Техрсд А. Камышникова

Редактор Н. Громов

Корректоры: Е, Хмелева и Н. Федорова

Заказ 1465/17 Изд. Ко 572 Тираж 799

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, К-35, Раушская паб., д. 4/5

Подписное

Типография, пр. Сапунова, 2 лекторов через соответствующие элементы

И и счетчики подключены соответственно к управляющим входам ключей, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью автоматического измерения моды случайного процесса, оно 5 содержит первый и второй блоки памяти, сумматор, первый и второй вычитатели, делитель и элемент ИЛИ вЂ” НЕ, входы которого соединены соответственно с выходами счетчиков, а выход подключен к управляю- 10 щим входам элементов И и к входу блока управления, первый выход которого соединен со входами сброса счетчиков, а второй — с упрвляющими входами блоков памяти, информационные входы которых под- 15 ключены к выходам сумматора и. первого вычитателя соответственно, а выходы блоков памяти — к соответствующим входам источника уровней селекции и ко входам второго вычитателя, выход которого через делитель соединен с первыми входами сумматора и первого вычитателя, вторые входы которых соединены с выходами ключей и являются выходом устройства, информационные входы ключей подключены к соответствующим выходам источника уровней селекции.

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 .п1ов 387372, кл. G 06F 15f36, 1972.