SU1220008A1 - Устройство дл определени законов распределени веро тностей случайных процессов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к вычислительной технике и может быть использовано дл  определени  веро тностных характеристик случайных процессов . Целью изобретени   вл етс  повышение быстродействи . Цель достигаетс  за счет введени  m каналов, содержащих m коммутаторов, (т-1) усилителей , m интеграторов, m блоков определени  среднеквадратичного значени , а также блок управлени , 3 ил,

Description

Изобретение относитс  к вычислительной технике и может быть использовано /дл  автоматического изм€ рени  веро тностных характеристик случайных процессоз многоканалькь;); источ- нико в,

Цель изобретени  - повышение быстродействи .

На фиГо приведена структурна  электрическа  схема, на фиг,2 - струк турна  электрическа  схема измерительного каналаJ на фиг.З - структурна  электрическа  схема блока управлени .

Устройство содержит m измерительных каналов 1.; мультиплексор 2 счетчик 3 сщреса, арифметический блок 4Jблок 5 пам тиj тину о блок 7 управлени S генератор 8 импульсовs счетчик 9 импульсов выборки генератор 10 тактовых импульсов., шины 11-13 коммутатор i4s блох 15 согласовани  регулируемые усилители iG, блок 17 определени  среднеквадратичного значени , масштабируюпщй блок 18; амплитудный дискриминатор 19} интегратор 19s интегратор 20, распределитель 21 импульсовf счетчик 22 адреса распределитель 23 импульсов фС рми- рователь 24 временных интервалов;, счетчик 25 циклов генератор 26 команд шину 27.

Устройство работает следующим образом .

Измерение эначен   функции распре

делени 

в точке ДрЧ  каждого исследуемого процесса х;- (t)j (где i 1,,оз к| к - число входов каждого измерительного канала i; j 1 j, . „. ,, m; m чиспо измерительных каналов 1) основано на методе дискретных выборокs Значение реализации х- (t) Npa сравниваетс  с уровнем .анализа

C i

ес-пи х;- (t ) C;j ,р е ел и X ; I {t) С

представл юща  собой бинарный сигнал

Полученные значени  Ь;- суммируютс  в дискретные моменты времени и затем вычисл етс  среднее значение накопленной суммы

т „ е :, вычисл етс  функгш 

h-. J

(Jr.

где F ,,,.,, N; N - объем выборки s  вл ющейс  оценкой веро тности превышени  исследуемой реа:1изац1-5и порога С .- , Значение функции распределени 

J

р

j

(3)

10

Вычисление оценки накопленной сум- МЬ1 Р;; АПК всехх- вустройстве осущест ш  &тс  параллельно-последовательным методоМ;, т,е, параллельно вычисл ютс  функции h;; и PJ yl  m входных реализаций и процесс измерени  повтор етс  в раз„ Общее число автоматически анализируемых процессов равно произведению m на К .

Дл  получени  сопоставимых значений оценок Р;: при некотором фиксиро- ванном пороге С необходимо знать вепичину дисперсии j (мощности) дл  каждого исследуемого случайного сигнала и по известной дисперсии вычислить нормированные значени  Р; .

Дп  того, чтобы исключить допол- иите тьные вычислени  и упростить алгоритм обработки 5 в устройстве дл  получени  нормированных значений Р- осуществл етс  измерение средне- квадратичного значени  случайного процесса в каждом исследуемом канаЧ

J

и по этим значени м вычисл ютс  лорогк

j

(4)

где L - коэффициент пропорциональности D

3 предлагаемом устройстве г-даожество иС1:ипедуемз1х случайных процессов iX; (f-)i поступает одновременно на соответствующз- е входы m измерительных каналов I

Рассмотри работу устройства с неко горого момента времениj определ емого импульсом Начало измерений. ймтгульс Пуск поступает на первый вход распределител  215 который выраоагьшает передний фронт строба из- мереш-1  Т ,, тем самым разреша  про- хоку..ение тактовых импульсов с выхода гератора 10 тактовых HNmynbCOB чег;е  второй вход распределител  21,

 в.( ю1цийс  вторым входом блока 7 уп- pз. на вход счетчика 22 адреса команд к первый вход распределител  23,. С выхода распределитеп  23,  в;; юшегос  зторым выходом блока 7

управлени  и тульс1,1 опроса поступают на второй вход адресного счетчика 3 и на вход генератора 8 импульсов выборок, а с выхода последнего

т, т

импульсы выборок поступают на вход счетчика 9. Период i, импульсов выборок выбираетс  лри отличающихс  временах коррел ции случайных процессов равным максимальному из них. Импульсы с выхода счетчика 9 поступают на вход формировател  24,  вл ющийс  также первым входом блока 7 управлени , где из них вьфабатываютс  интервалы Tj, Т , Т, и импульсы счета циклов, поступающие на вход счетчика 25 циклов.Длительность интервала. Т, выбираетс , исход  из требуемой точности оценки дисперсии (j;j случайного процесса X;- ; Т N. с,; Tj определ етс  временем регистрации. Дл  упрощени  по снени  принципа работы устройства

Тэ.

Импульсы интервалов Т,, Т , Tj с выхода формировател  24 интервалов по шине 27 команд nocTyn JOT на первый вход генератора 26 команд, который в зависимости от них вырабатывает соответствующие команды по шине 11 команд, и на второй вход распределител  23, разреша  на его соответствующих выходах выдачу импульсов опроса во врем  интервала Tt или импульсов вьшо- да во врем  интервала Т. Счетчик 25 циклов по окончании К циклов измерений вырабатывает импульс Стоп, поступающий с его выхода на третий вход распределител  21, который по этому импульсу формирует задний фронт строба измерени  Т, и тем самым, запреща  прохождение тактовых имгГульсов в блок 7 управлени ,прекращает процесс измерени 

Таким образом, автоматическое измерение m функций распределени  (3) процессов fx, ;l выполн етс  за три интервала Т, , Т, Т, образующее цикл измерени  Тц;. Все m+k функций распределени  (3) измер ютс  за k повтор ющихс  циклов Тц; В течение строба измерени  Т .

Рассмотрим работу устройства внутри каждого из интервалов Т,, Т, Т.

В течение интервала Tj счетчик 22 адреса команд по шине 12 адресов инициирует в генераторе 26 команд команды , пoдключaюш e по шинам 12 адресов и 11 команд На входы х;- , j 1,.,. m (рассмотрим, например, первый цикл Тц,, данный процесс повтор етс  аналогично К раз) m изме20008

рите;1ьных каналов 1 случайные процессы f X ... x.V В каналах 1 за L 11 im J

врем  Т, осуществл етс  подготовка к вычислению функции (1). Во врем  с интервала Т,, блок 7 управлени  по шине 11 команд разрешает работу блока 4, который может вычисл ть либо функцию (2), либо функцию (3). Работу многоканального блока 4

10 рассмотрим на примере вычислени  функций (2). В начале интервала Т ,за врем  с, в блоке 4 в блок 5 пам ти записываетс  исходное значение функции Pjj, 0. На вход блока 4 с

15 выхода мультиплексора 2 под воздействием кода адреса с выхода адресного счетчика 3 с тактом опроса , /т поступают выработанные в m измерительных каналах 1 значени  функции (1), а на

2Q его второй вход по двухнаправленной шине 6 данных - значени  функции

че. Ь je

25 вычисленные в предыдущем такте опроса мультиплексора 2 и выбранные из блока 5 пам ти по тому же коду адреса счетчика 3. В блоке 5 с тактом не менее t, /m по алгоритму накапливающего суммировани 

30

P,jtV h-e

формируетс  текуща  оценка функции (2) дл  j-ro измерительного канала,

котора  запоминаетс  в той же  чейке блока 5. В течение интервала Т. мультиплексор 2 осуществл ет последовательный опрос m измерительных каналов , причем импульсы выборок в соседних каналах 1 сдвинуты на ц/т один относительно другого. За интервал Т многоканальный блок 4 формирует оценки функций (2) процессов ,, которые запоминаютс  в соответствующих  чейках блока 5, Емкость последнего дл  запоминани  результатов по всем случайным процессам должна составл ть не менее mtk- S бит, где S , N разр дность оценки функЦии (2) .

Импульсы вывода данных вьфабатываютс  на первом выходе распределител  23,  вл ющимс  также первым выходом блока 7 управлени .

Интервал Т может быть исключен из диаграммы, так как по окончании процесса измерений в блоке 5 пам ти наход тс  значени  оценок функций (2)

S

лсех m-k случайных процессов. Введение Т- целесообразно дл  оперативной регистрации результатов по окончании цикла измерений,

Б измерительном канале 1, например первом одна из исследуемых реализаций х;1 поступает через электронный коммутатор 14 и блок 15 на вход регулируемого усилител  16. Номер i анализируемой реализации и момент включени  коммутатора 14 определ ютс  соответственно адресом и командой,, поступающим по .шинам 12 адресов и I1 команд из блока управлени  о Коммутатор 14 может быть выполнен на основе стандартных электронных ключ ей 5 изготавливае1Ф1х J как правилоэ со схемами управлени ,

С выхода регулируемого усилител  16 процесс Xj поступает на вход блока 17 и на второй вход амплитудного дискриминатора 19 По измеренному в блоке 17 значению C), j в блоке 18 вычисл етс  порог С; , Значение порога С;, ,, как видно из выражени  (4) г нормировано по кзмеренномт, дн  каждого исследуемого процесса

значению

d;

Далее вычисленное

значение С;, поступает на другой вход амплитудного дискриг-1инатора 19j в котором вычисл ютс  значени  функции h J, определ емой выражением (1)

Значени  функций П;; также будут нормированы по мощности, что позволит в устройстве вычислить нормированные значени  функций Р;;

-

определ емых соответственно вьф;аже- аи ми (2) и (3) без усложнени  дальнейшей обработки. Это в свою очередь делает возможным непосредственное сравнение результатов, полученных на выходе предлагаемого устройства , при одинаковых значени х коэффициента пропорцнональдчости,

В измерителе I7 осуществл етс  измерение среднеквадратичного зка- чени  ijj. путем возведени  в ква/: ;рат

X

Claims (1)

1 ( Т

зходного сигнала

ном на интервале t

DIJIM извлечением квадратичного кор1 Я

, усреднен- j и посшедуюй1 ,Ч-|г

(х. )

и

dt

о

В блоке 18 порог С;; вычисл етс  по выражению (4), Так как в измерителе 17,с1; может быть представлено в виде напр же1ш  посто нного то-200086

ка, то величину С;; легко вычислить с помощью усклител  посто нного тока ,, с коэффициентом усилени  ран- шм L.

S AJv литyдньш дискриминатор 19 в предлагаемом устройстве представл ет собой компаратор напр жени , на один вход которого поступает исследуема  реализаци  х ;, ,, на другой - to порог Ci; , и на выходе формируетс  бинарный сигнал hj; . ВЬЕХОДОМ измерительного канала 1  вл етс  выход амплитудного п cкpиминaтopa i9.

5 Ф о р м у л а изо

Р а т е н и  

i. Устройство дл  определени  законов распределени  веро тностей слу- чайнык nponeccoBj содержащее усилитель ., регулируемьй усилитель амплитудный дискриминатору масштабирующий блок,, арифметический блок генератор ш-гпульсов счетчик импульсов выборки , счетный вход которого соединен с

.выходом генератора импульсовj выход масштабирующего блока подключен к ин- формадионномз входу амплитудного дис- кримлнатора. вход задани  порога которого соединен с вьгходом регулируемого усилител ,; отличаюшее- с   тек чтоJ с целью повышени  быстродействи ;: в него введены блок пам ти, генератор тактовых и шyльcoв, счетчик .адреса, мультицлексор р m коммутаторов , 2 (m-l) усилителей, m интеграторов 5 П1 блоков определени  с. ре дне квадратичного значени  и блок упраьпенн , содержакшй счетчик адре- ;:а команд, генератор команд,, счетчик

iLHKJ,:o.B, формирователь временных ин теркалсв,: распредслите.г1к импульсов, : актовый вход первого распределите- , л импульсов подключен к ВЬЕХОДУ гене- ра- -пра тактовых импульсов, первый вы ) формировател  временных кнтерва- ,;. О11 через счетчик циютов соединен с входом С тог; первого распределител  ммпульсоЕр третий вход которого  вл - г ; .   входом Пуск б.пока управлени  J

оьмод nepBOj o распределител  ш-шуль- СОЕ подключен к счетному входу счет- ц.ика ад.реса и .к тактовому входу второго распределител  импульсов, информационный вход которого объединен с

входом зада-ч.и  временных интервалов генератора команд,, вход которого соединен с выходом форт1ровател  вре- менньс интервалов 5 выход счетчика

7

адреса команд подключен к адресному входу генератора команд, первым уп- равл юшим входом i-x коммутаторов (i 1, т) и к старшим разр дам адресного входа блока пам ти, информационный вход которого соединен с выходом арифметического блока, первь1и информационный вход которого подключен к выходу блока пам ти, вход задани  команд арифметического блока, мультиплексора коммутаторов и вход записи-считывани  блока пам ти объединены и соединены с выходом генератора команд, кпадшие разр ды адресного входа блока пам ти объединены с адресным входом мультиплексора и подключены к выходу счетчика адреса , тактовый вход которого объединен с входом генератора импульсов и соединен с первым выходом второго распределител  импульсов, второй выход которого подключен к счетному входу счетчика адреса, информационный выход мультиплексора соединен с вторым информационным входом арифметического блока, выход i-ro амплитуд него дискриминатора подключен к i-информационному входу мультиплек20008

сора, выход i-ro коммутатора соединен с вводом i-ro входного усилител , выход которого подключен к информационному входу i-ro регулируе5 ного усилител , вход управлени  коэффициентом усилени  которого соединен с выходом i-ro интегратора, первый вход которого подключен к выходу блока определени  среднеквадратич10 кого значени , который соединен с входом масштабирующего блока, выход i-ro усилител  подключен к входу блока определени  среднеквадратичного значени , вход i-ro. коммутатора  в15 л етс  i-M информационным входом устройства анализа случайного процесса .

2, Устройство по п.1, о т л и - 20 чающеес  тем, что генератор команд содержит первый, второй и третий дешифраторы, первые входы которых объединены и  вл ютс  адресными входами генератора команд, вторые 25 входы дешифраторов  вл ютс  управл ющими входами генератора команд, выходы дешифраторов  вл ютс  выходами генератора команд.

.I

2 h-

т

V7 -,,й Г//Г. 9

fiJ КЗ и 9 игл J

цзм

Составитель П.Мухин Редактор Н,Тупица Техред Л„Олейник Корректор Л.Пилнпенко

Заказ 1323/54 Тираж 671 Подписное ВНШПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва Ж-35,, Раушска  наб., д.4/5

Филиал П1Ш Патент, г.Ужгород, ул„Проектна , 4