Устройство для вычисления интегральных

1»

О П И Н..И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскиз

Соииалистическиз

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №

Кл, 42m4, 7/48

3 а явлено 06. V 1.1968 (№ 1245570/18-24) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 30.|Х,1969. Бюллетень ¹ 30

Дата опубликования описания 26.II.1970

МПК G 06g

УДК 681.333(088,8) Номитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Автор изобретения

В. Д. Свет

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ ИНТЕГРАЛЬНЫХ

И ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЪ|Х ЗАКОНОВ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ

ВЕРОЯТНОСТЕЙ СЛУЧАЙНЫХ ПРОЦЕССОВ

Изобретение относится к области вычисли. тельной техники.

Известны устройства для вычисления интегральных и дифференциальных законов распределения вероятностей случайных процессов, содержащие усилительные блоки и подключенные последовательно к ним дифференцирующие каскады.

Известные устройства имеют сложные электронные схемы из-за необходимости параллельного анализа (невозможно одновременно обрабатывать несколько реализаций), таким устройствам свойственны большое количество дестабилизирующих факторов, большие габариты самих анализаторов.

Предложенное устройство отличается тем, что, с целью одновременного получения интегральных и дифференциальных законов распределения вероятностей исследуемых реализаций случайных процессов, оно содержит передающий транспарант, с исследуемыми реализациями в виде фонограмм переменной ширины, цилиндрическую линзу, линия фокусов которой совпадает с вертикальным направлением передающего транспаранта, вертикальную щелевую диафрагму, устраняющую экспоненциальный множитель в полученном преобразовании, приемный транспарант, помещенный в задней фокальной плоскости цилиндрической линзы, и многоканальное фотоэлектронное считывающее устройство, подключенное на выходе к усилительным блокам.

Схема предложенного оптического анализатора изображена на чертеже.

Устройство состоит из когерентного источника света 1, коллиматора 2, передающего транспаранта 8, цилиндрической линзы 4, щелевой диафрагмы 5, приемного транспаранта б, многоканального фотоэлектронного считывающего устройства 7, усилительных устройств 8 и дифференцирующих каскадов 9.

Исследуемые реализации (t наносятся на передающий транспарант 8, выполненный на фотопленке. Граница между прозрачным и темным полем пленки соответствует форме записываемого сигнала. Предполагается, что фотопленка имеет однородную фазовую структуру. Число реализаций или одновременно обрабатываемых каналов зависит от разрешаю20 щей способности и апертуры оптических элементов, причем записи сигналов не должны перекрываться.

Передающий транспарант 8 установлен в передней фокальной плоскости цилиндриче25 ской линзы 4 и просвечивается когерентным светом источника 1, Световой поток после цилиндрической линзы попадает через вертикальную щелевую диафрагму 5, установленную в задней фокальной плоскости линзы 4, 30 на приемный транспарант б, который регист253454 рирует интенсивность светового потока. Эта зарегистрированная интенсивность считывается многоканальным фотоэлектронным устройством 7. Электрические сигналы с выходов последнего поступают на соответствующие усилительные каскады 8, с выходов которых производится регистрация интегральных законов распределения вероятностей, и, кроме того, сигналы с усилительных устройств 8 поступают на дифференцирующие каскады 9, с выходов которых производится регистрация дифференциальных законов распределения вероятностей исследуемых реализаций.

Рассмотрим работу описанного устройства для одного К-го канала, работа остальных каналов аналогична.

Создаваемый коллиматором световой поток (когерентный и параллельный) просвечивает передающий транспарант 8 с исследуемыми реализациями. Затем, пройдя цилиндрическую линзу 4 и вертикальную щелевую диафрагму 5, световой поток попадает на приемный транспарант б. Диафрагма 5 и транспарант б установлены в задней фокальной плоскости линзы 4, которая ориентирована таким образом, что линия ее фокусов перпендикулярна горизонтальной оси транспаранта 8. Следовательно, зарегистрированная световая интенсивность на транспаранте б в каком-либо точечном фокусе линзы 4 будет равна суммарной интенсивности светового потока, соответствующей определенному горизонтальному сечению плоскости фокусировки цилиндрической линзы 4, т. е. соответствующей определенному уровню анализа исследуемой реализации

4 ()

В i-той фокальной точке линзы 4 амплитудное распределение света можно записать через преобразование Фурье:

+ (U) = F () = Ф (У,(Х)) =

+х

1У,.(X)exp(" ГX(dX, где Х вЂ” горизонтальные координаты плоскости транспаранта 8; = — — горизонтальные частотные коорfU и динаты транспаранта б;

f — фокусное расстояние линзы 4;

Ф вЂ” оператор Фурье;

У,(Х) — амплитудное распределение света по уровню анализа, У = У, для k-той реализации (канала).

При помощи вертикальной щелевой диафрагмы 5 подинтегральный экспоненциальный множитель превращается в единицу, так как: (=О и Ф(У,(Л)) I.У,(Х)ШХ.

-х,„.

При считывании интенсивности зарегистрированной на приемном транспаранте б многоканальным фотоэлектронным устройством 7, в

k-том канале последнего будет вырабатываться напряжение, равное:

+х +х з

U,— (У,(Х)dX = SУ,(X)dX =АЕЛХ, — Х вЂ” х

10 где ЛХ вЂ” интервалы по оси абсцисс передающего транспаранта 3, определяемые точками пересечения реализацией уровня анализа У = У,;

А — одномерная плотность интенсивности вдоль оси Х, т. е. (.) ; = АЬ Х;.

Таким образом, это напряжение пропорционально ЛХ,, т. е. пропорционально времени пребывания реализации ((i) в данном уровне анализа У = У,. Напряжение U; поступает на вход соответствующего усилительного устройства 8, с выхода которого производится регистрация интегральной функции распределения вероятностей процесса (1): (.(, = К А Л Х, = Р,(У -(У,), 30 где К вЂ” коэффициент передачи усилительного устройства 8.

Для определения дифференциального закона распределения напряжение с выхода устройства 8 подается на соответствующий канал дифференциру.ющего устройства 9, с выхода которого производится регистрация функции плотности вероятности процесса

40 ()

Рт(У ) (i+i (У i)

ИУ

Такой оптический анализатор интегральных

45 и дифференциальных законов распределения вероятностей случайных процессов позволяет намного упростить аппаратуру, не требует сложного электронного тракта преобразования входных сигналов, позволяет обрабаты50 вать одновременно несколько реализаций случайных процессов по нескольким каналам.

Предмет изобретения

55 Устройство для вычисления интегральных и дифференциальных законов распределения вероятностей случайных процессов, содержащее усилительные блоки и подключенные последовательно к ним дифференцирующие ка60 скады, отличпющееея тем, что, с целью одновременного получения интегральных и дифференциальных законов распределения вероятностей исследуемых реализаций случайных процессов, оно содержит передающий транс65 парант с исследуемыми реализациями в вИ253454

Нп регеглра ию

Составитель Е. В. Тимохина

Техред А. А. Камышникова Корректор А. С. Колабин

Редактор Б, Нанкина

За каз 287/13 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва Ж-35, Раушская наб., д. 4(5

Типография, пр. Сапунова, 2 де фонограмм переменной ширины, цилиндрическую линзу, линия фокусов которой совпадает с вертикальным направлением передающего транспаранта, вертикальную щелевую диафрагму, устраняющую экспоненциальный множитель в полученном преобразовании, приемный транспарант, помещенный в задней фокальной плоскости цилиндрической линзы, и многоканальное фотоэлектронное считывающее устройство, подключенное на выходе к

5 усилительным блокам.