Статистический анализатор

 

СТАТИСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗАТОР , содержащий усилитель, вход коTqpoTQ явлйется входом анализатора., а выход соединен с информационным входом амплитудного селектора, выход которого через формирователь импульсов подключен к информационному входу интегратора , выход которого замыкающий когогакт переключателя роДа работ соединен с инфсф1мационнь1М входом индикатора , управляющий вход которого объединен с управлякпцим входом амплитудного селектора и подключен,к выходу блока задания ОШ1Я анализа, о т л и ч а юш и и с я тем, что, с целью повышения точности и упрош 1ия, в него введен щ ёобразователь частота-напряжение, вход которого соединен с выходом форми§ рователя импульсов, а выход соединен с размыкающим контактом переключателя (Л рода работ, при этом управляющий вход интегратора соединен с выходом блока с задания уровня анализа. ел ) О5 СО

СОЮЗ СОВЕТСНИХ.

СОЦ)ИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1057969 А

3(д ) G 06 Q 7/52

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, "

Н ABTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИЙ (21) 3493438/18-24 (22) 21.09.82 (46) 30,11,83. Бюл. % 44 (72) С..А Брюно, В. Н. Ерзунов и В. И. Сапаров (71) Казанский ордена Трудового Красного Знамени н ордена Дружбы народов авиационный институт им. А. Н. Туполева (53) 681.3 (088.8) (56) 1. Мирский Г. Я. Радиоэлектронные измерения. М.; Энергия", 1975, с. 477490.

2. Котюк А. Ф. и др. Методы и аппарату ра для анализа характеристик случайных процессов. М., "Энергия", 1967, с. 94-95 (прототнп).

Ij (54) (57) СТАТИСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗАТОР, содержащий усилитель, вход которого является входом анализатора„- а выход соединен с информационным входом амплитудного селектора,. выход которого через формирователь импульсов подключен к информационному входу интегратора, выход которого через замыкающий контакт переключателя рода работ соединен с информационным входом индикаторе, управляющий вход которого обьединен с управляющим входом амплитудного селектора и подключен к выходу блока задания уовня анализа, о т л и ч а юm и и с я тем, что, с целью повышения точности и упрощения, s него- введен преобразователь частота-напряжение, вход которого соединен с выходом формирователя импульсов, а выход соединен с размыкающим контактом переключателя рода работ, при этом управляющий вход интегратора соединен с выходом блока задания уровня анализа, 20

1 10579

Изобретение относится к измерительной технике и специализированным средствам вычислительной техники и может быть использовано для оценок одномерных функций распределения и плотности веро.. ятностей мгновенных значений реализаций физических процессов, преобразованных в электрические сигналы.

Известен статистический анализатор, позволяющий определять функции распреде- 0 ления и плотности вероятностей, основанный на методе измерения относительного времени пребывания реализации случайного процесса выше заданного уровня или в интервале уровней, содержащий входное устройство, амплитудный селектор, формирующее устройство, регистрирующий прибор 1 3.

В устройстве вследствие неточности установки уровней анализа и ширины диффереюшиального коридора их дрейфа существенно снижается точность оценки измеряемой функции, кроме того, с помощью этих устройств невозможно иэмерягь и функции распределения, и функ:ции плотности вероятностей мгновенных значений.

Наиболее близким к предлагаемому . по технической сущности является статистический анализатор, содержащий усилитель, выход которого подключен к одним из входов двух амплитудных селекторов, другие входы которых соединены с выходом устройства управления уровнем анализа, а выходы через формирующие устройства соединены с входами вычитающего устройства, выход которого подключен к одному из входов переключателя рода работ, другой выход которого соединен с выходом формирующего устройства, а выход через интегратор - с одним 40 из входов графического индикатора, другой вход которого соединен с выходом устройства управления уровнем анали эа (23.

Одщисо устройство обладает невысок- 45 кой точностью измерения функции плотности вероятностей иь-за наличия вычитающего устройства, которое обуславливает значительные погрешности измерения.

Кроме. того, иэм ение ширины дифферен- 50 циального кооридора d Х = X -Х„., обусловленное флуктуациями пороговых уровней

Х„и Х> амплитудных селекторов, также существенно влияет на точность измерений.

Цель изобретения - повышение точности измерения функции плотности вероятностей и упрощение анализатора, 69 2

Укаэанная цель достигается тем, что статистический анализатор, содержащий усилитель, .вход которого является входом анализатора, а выход соединен с информационным входом амплитудного селектора, выход которого через форми рователь импульсов подключен к информационному входу интегратора, выход которого через замыкшощий контакт. переключателя рода работ соединен с информационным входом индикатора, уп:равляющий вход которого обьединен с управляющим входом амплитудного сежктора и подкпючен к выходу блока задания уровня анализа, содержит преобразователь частота-напряжение, вход которого соединен с выходом формирователя импульсов, а выход соединен с раэмыкающим контактом переключателя рода работ, при этом управляющий вход интегратора соединен с выходом блока задания уровня анализа.

На чертеже представлена структурная схема анализатора.

Анализатор содержит последовательно соединенные усилитель 1, амплитудный селектор 2, формирователь 3 импульсов, преобразователь 4 частота-напряжение, переключатель 5 рода работ, индикатор 6, интегратор 7, вход которого со динен с выходом формирователя 3, а выход - с переключателем 5.рода работ; и блок 8 зщ(ания уровня анализа, выход которого соединен с другими входами

Ю амплитудного селектора 2, интеграт ра 7 и индикатора 6.

Анализатор работает следующим образом.

Исследуемый сигнал через усилитель 1 поступает на амплитудный селектор 2, на другой вход котОрого подается нап ряжвние с блока 8, которое и задает уровень анализа. Выбросы напряжения исследуемого сигнала, превысившие заданный уровень, поступают на формирователь 3, где производится их нормализа= ция по амплитуде и длительности. Сформированные импульсы поступают одновременно на преобразователь 4 частота-напряжение и интегратор 7. Напряжение с преобразователя 4, тождественное функции плотности вероятностей исследуемого ггроцесса, либо напряженые с интегратора 7, тождественное функции распределения, подается с помощью переключателя 5 рода работ на индикатор 6, на котором отображается кривая плотности вероятнос ти или функции распределения. Блок 8 задания уровня анализа управляет разверч

Можно показать, что для таких nponО= %чч„(ко) в где ьц - среднее. число выбросов, превышающих пороговое значение х,; яц„(ко)- значение одномерной плотности вероятности при пороговом значении х =

xQi

1< - среднее значение положительной производной случайного процес сах(+) j оно не зависит от выбранного уровня х и является, следовательно, постоянной величиной, Таким образом, среднее число выбросов пропорционально значению одномерной плотности вероятности при пороговом уровне. хо.

Так как с выхода формирователя 3 последовательность импульсов имеет среднюю частоту следования F p (Хо), равную среднему числу выбросов Оо, то на выходе преобразователя 4 частота-напряжение напряжение О(ХО), тождественное жачению одномерной плотности %r (х„f.

Следовательно, изменяя пороговое жачение Х с помощью блока 8, полу.чаем на графическом индикаторе 6 кривую одномерной плотности вероятности или фуикциП распределения (в зависимости от положения переключателя 5).

Статистический анализатор (прототип) сдержит в себе, кроме прочих блоков, Составитель Э. Сечина

Техред И.Метелеьа Корректор А. Тяско

Редактор С. Юско

Заказ 9465/52 Тираж 706. Подписное

ВНИЙПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Ф илиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Пр ое кти а я, 4

3 10 кой индикатора 6 и интегратором 7. При этом время интегрирования Т„„. задается равным времени анализа процесса при конкретном значении уровня анализа Хо.

Для определенного класса стационарных случайных процессов сам случайный процесс и его первая производная являются статистически независимыми

+z+x(tl, х(1+ x„(x) m„(x) 57 969 1 вычитающее устройство и два амплитудных селектора, и при его построении к ним необходимо предъявить очень жесткие требования. Неидеальность работы вычитающего устройства приведет к тому, что при проведении измерений появляется систематическая погрешность, не позволяющая точно измерить действительное значение функции плотности вером ностей. Дрейф уровней х. и х в цепях амплитудных селекторов приводит к тому, что величина дифференциального коридора дх=- х -x постоянно флуктуирует, что также не позволяет производить точное измерение функции плотности вероятнос тей.

Следовательно, основной причиной, ко торая определяет невысокую точность измерения функции плотности вероятноотей с помощью устройства, выбранного в качестве прототипа, является наличие в нем вычитающего устройства и двух амплитудных селекторов.

Поскольку предлагаемоме устройство . 5 . содержит только один амплитудный селектор, а вычитающего устройства не содержит совсем, то точность измерения функции плотности вероятностей устройства выше, чем у прототипа, вследс ввие сокращения общего числа блоков, входящих в предлагаемый статистический анализатор, он проще по конструкции.

Таким образом, введение в предлагаемый анализатор преобразователя частотанапряжение вместо вычитающего устройства и замена дифференциального коридора, образованного двумя пороговыми уровнями, одним уровнем анализа путем исключения второго амплитудного селектора и второго формирующего устройства поз40 воляют повысить точность измерения функции плотности вероятностей и упростить устройство.