Способ измерения статистических характеристик стационарных случайных процессов и устройство для его осуществления

Способ измерения статистических характеристик стационарных случайных процессов и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

№ 126546

Класс 21е, 112в

42d, 10

СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

М, С. Александров

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СТАТИСТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК

СТАЦИОНАРНЫХ СЛУЧАЙНЫХ ПРОЦЕССОВ И УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Заявлено 29 апреля 1969 г, за № 6266!4/26 в 1(омитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Опубликовано в «Бюллетене изобретений» № 6 за 1960 г.

Известны различные способы и устройства для исследования статистической структуры сигналов источника сообщений.

Предлагаемый способ основан на применении техники дискретного счета событий и обладает более высокой точностью и более широким диапазоном измерений, чем известные ранее.

По описываемому способу определение среднего значения произведения случайных напряжений осуществляется итерационным методом (путем замены умножения повторным сложением). Регулируемая задержка изучаемого напряжения, необходимая для снятия функции автокорреляции, заменяется задержкой управляющих сигналов, что достигается простым изменением тактовой частоты работы устройства — изменением частоты колебаний генератора звуковой частоты. задающего период повторения управляющих сигналов.

Устройство для осуществления описанного способа измерений представляет собой специализированныи вычислительный прибор дискретного действия, работающий в натуральном масштабе времени. При помощи этого устройства могут измеряться следующие статистические характеристики исследуемого стационарного случайного напряжения: одномерный интегральный закон распределения вероятностей; одномерный дифференциальный закон распределения вероятностей (плотность вероятности); двумерный интегральный закон распределения вероятностей для одного или двух случайных напряжений в одинаковые или различные моменты времени наблюдечия; коэффициенты взаимной и автокорреляции; моменты распределения вероятностей.

¹ 126546

Принцип действия устройства ocl!OHBrr на периодическом сравнении изучаемого случайного напряжения с эталонными напряжениями, постояннымн или изменяемыми в проце сс измерения по определенной программе, и регистрации результатов сравнения в пересчетном устройстве.

В устройстве автоматизировано выполнение программы переключения эталонных напряжений, необходимых для измерения среднего или среднеквадратичного значения исследуемого сигнала, а также для измерения коэффициентов взаимной или автокорреляции. После производства замера прибор автоматически выключается.

Скелетная схема устройства показана на черте ке. Управляющее напряжение У, р, полуЧаемое от задающего генератора звуковой частоты, преобразуется в формирующем устройстве 1 в импульсы стандартной амплитуды и длительности, которые запускают схему двоичного счетчи,ка. Продифференцированные импульсы с разных анодов лампы выходного каскада формирующего устройства, после дополнительного формирования и усиления, запускают сравнивающие устройства 2 и 8 поочередно через одинаковые интервалы времени, равные периоду управляющего напряжения.

Каждое сравнивающее устройство (первого или второго измерительных каналов) представляет собой симметричный мультивибратор с импульсным анодным питанием. В сеточные цепи мультивибратора вводятся: эталонное напряжение Е (на одну сетку) и исследуемое напряжение U „,. (на другую сетку). B зависимости от знака неравенства U,„)

) Е или V,„ Е в момент подачи импульса анодного питания мультивибратор примет одно из двух возможных состояний (один из триодов заперт, другой отперт, или наоборот), В анодных цепях триодов мультивибратора стоит симметричный трансформатор. Знак импульса напряжения во вторичной обмотке этого трансформатора зависит от того, в какую сторону опрокинулся мультивибратор, и,следовательно, от знака неравенства между сравниваемыми напряжениями. Симметрия схемы сравнивающего устройства ооеспечивает высокую точность и стабильность его работы.

Сравниваемые напряжения Г,„н Е подаются на сравнивающие устройства непосредственно или через катодные повторители 4 и 5. Выходные импульсы сравнивающих устройств поступают на усилители б и 7, пропускающие только положительные импульсы.

При снятии одномерного интегрального закона распределения вероятностей и измерении среднего значения случайного напряжения используется одно сравнивающее устройство (один измерительный канал), а при снятии двумерного интегрального законы распределения вероятностей, измерении плотности вероятности н измерении коэффициентов взаимной и автокорреляции используются два сравнивающих устроиства (оба измерительных канала) и схема простых нли задержанных на период повторения управляющего напряжения совпадений или антисовпадений 8. Задержка совпадений. на время Т, равное периоду управляющего напряжения Т,„осуществляется при помощи мультивибратора памяти 9, имеющего два устойчивых состояния: «возбуждение» и «покой».

Если в какой-то момент времени выполнялось условие U ) E„то на

nbrxope первого mMeprrTe. rbrroro канала rrosa.rHeTcH rr rrr : rbc, который переводит мультивибратор памяти в «возбужденное» состояние. Время пребывания его в «возбужденном» состоянии равно Т = T независимо от длительности, периода повторения управляющего напряжения Т,. Величина интервала времени T может изменяться в широких пределах путем изменения частоты управляющего напряжения.

Если в следующий момент временивыполнялосьусловие U +т) Еъ то на выходе второго измерительного канала появляется импуль, возвращающий мультивибратор памяти в состояние «покоя».

Если в момент времени со второго измерительного канала импульс почему-либо не поступил, то мультивибратор памяти будет возвращен в состояние «покоя» синхронизующим импульсом через схему мультивибратора задержки 10, выполненную на мультивибраторе с одним устойчивым состоянием. Сигнал с выхода схемы совпадений или антисовпадений регистрируется в пересчетном устройстве 11. Программа измерений устанавливается переключателем 12.

Программирующее устройство И служит для автоматического переключения эталонных напряжений в заданной последовательности через одинаковые интервалы времени. Переключение эталонных напряжений, устанавливаемых по вольтметрам, перед началом измерений, осуществляется при помощи шатовых искателей, статорные контакты которых присоединены к отводам калиброванных потенциометров. Шаговые искатели приводятся в действие тиратронами. Один пз тпратронов включен по схеме релаксационного генератора, который задает частоту переключения эталонных напряжений. По выполнении программы переключений эталонных напряжений тиратрон запирается и пересчетное устройство отключается от прибора.

Предмет изобретения

1. Способ измерения статистических характеристик стационарных случайных процессов, основанный на применении техники дискретного счета событий в устройстве, где производят периодическое сравнение изучаемого напряжения с эталонными и регистрируют результаты сравнения в пересчетном устройстве, отличаю щи йся тем, что, с целью повьп.р.ния точности и расширения диапазона измерений, применяют повторное сложение (итерационный метод) для определения среднего значения произведения случайных напряжений, а регулируемую задержку изучаемого напряжения, необходимую для снятия функции автохорреляции, заменяют задержкой управляющих сигналов, что достигают изменением тактовой частоты работы устройства, вводят сравниваемые напряжения в сеточные цепи ламп симметричных мультивибраторов с импульсным анодным питанием, а получаемый выходной сигнал стандартной амплитуды и длительности, знак которого зависит от знака неравенства сравниваемых напряжений, снимают со вторичной обмотки дифференциального трансформатора, включенного в анодные цепи ламп.

2. Устройство для осуществления способа по п. 1, о т л и ч а ю щ ееся тем, что, с целью расширения диапазона измерений, в схеме задержанных совпадений применяют мультивибратор с двумя устойчивыми состояниями. № 126546

Комитет по делам изобретений н открытий при Совете Гйинистров СССР

Редактор Н. С. Кутафина Гр. 95; 166

Гипография Комитета по дела., изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Петровка, 14.

Информационно-издательский отдел.

Об ьем 0 34 IT..1. Зак. 3094

Поди. к печ. I.IV-60 r.

Тираж 950 Цена 50 коп.