Устройство для измерения плотностей вероятностей

 

,Ф

ОП ИС

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

390536

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

М. Кл. G 06K 7/52

Заявлено,30.Ч11.1971 (№ 1686439/18-24) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 11.Ч11 1973. Бюллетень № 30

Дата опубликования описания 11.XII.1973

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

УДК 681.33;3:519.2 (088.8) Лвтор изобретения

Г. Я. Мирский

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ПЛОТНОСТЕЙ ВЕРОЯТНОСТЕЙ

Изобретение относится к обл асти вычислительной техники.

Известны устройства для измерения плотностей вероятностей, содержащие амплитудно-импульсный модулятор, соединенный через амплитудный селектор с первым входом первого элемента «И» непосредственно, а с первым входом второго элемента «И» — через первый переключатель, выход первого элемента «И» соединен со входом счетчика импульсов, выход второго элемента «И» соединен со входом делителя частоты, выход которого подключен ко входу счетчика импульсов и единичному входу первого триггера, к нулевому входу которого через кнопочный выключатель и далее через второй переключатель подключен выход генератора им пульсов выборок; единичный выход первого триггера соединен со вторыми входами первого,и второго элементов «И» непосредственно, с третьим входом первого элемента «И» — через третий переключатель, с третьим входом второго элемента

«И» — через четвертый переключатель и с первым входом третьего элемента «И» — непосредственно, второй вход третьего элемента

«И» через элемент сравнения, соединенный вторым входом со входом устройства, подключен к выходу источника напряжения.

Все известные устройства не позволяют вычислять функцию коллигации.

В предложенном устройстве указанный ндостаток исключен.

Устройспво отличается от известных тем, что оно содержит второй и третий триггеры, четвертый и пятый элементы «И», элемент задержки, элемент «ИЛИ» и пятый переключатель, причем выход третьего элемента «И» соединен с первым входом четвертого элемента «И», ненулевым |входом третьего триггера и клеммами второго и пятого переключателеи; выход генератора импульсов выборок соединен с единичным входом второго триггера и первым входом пятого элемента «И», выход которого присоединен к первому входу эле15 мента «ИЛИ» и единичному входу третьего триггера, выход которого подключен ко второму входу пятого элемента «И» непосредственно и ко второму входу второго элемента

«И» — через четвертый переключатель; выход

20 четвертого элемента «И» через элемент задержки соединен со вторым входом элемента

«ИЛИ» и нулевым входом второго триггера, выход которого присоединен ко второму входу четвертого элемента «И» непосредственно

25 и к третьему входу первого элемента «И»вЂ” через третий переключатель, выход элемента

«ИЛИ» соединен со входом амплатудно-импульсного модулятора через пятый переключатель, одна из клемм которого соединена с

30 клеммами первого и второго переключателей, Блок-схема устройства для измерения плотностей вероятностей представлена на чертеже.

Устройство имеет вход 1 и содержит амплитудно-импульсный модулятор 2, ампл итудный селектор 8, элемент «И» 4, счетчик импульсов

5, элемент «И» 6, делитель частоты 7, триггер

8, кнопочный выключатель 9, переключатель

10 с контактами 11 и 12, генератор импульсов выборок 18, элемент «И» 14, элемент сравнения 15, источник напряжения 16 (17 — вход устройства), триггеры 18 и 19, элементы «И»

20 и 21, элемент задержки 22, элемент «ИЛИ»

23, переключатель 24 с контактами 25, 26 и 27, переключатель 28 с контактами 29 и 30, переключатель 81 с контактами 32 и 88, переключатель 84 с контактами 35 и 86.

Устройство работает следующим образом.

Когда переключатели 24, 28, 81, 84 и 10 замкнуты соответственно на контакты 27, 29, 88, 86 и 11, измеряется безусловная плотность распределения вероятностей ы(у).

Напряжение у(Ц подводится через вход 1 ко входу амплитудно-импульсного модулятора 2, на стробирующий вход которого подаются импульсы генератора импульсов выборок

18. Выходные импульсы ампл итудн о-импульсного модулятора 2, амплитуды которых пропорциональны значениям напряжения реализации в моменты поступления стробирующих импульсов — выборок, подаются на амплитудный селектор 8, где установлены уровень анализа у и ширина дифференциального коридора Лу. В течение интервала измерений, определяемого наличием разрешающего потенциала на контактах 82 и 33, импульсы, появляющиеся на выходе амплитудного селектора 8, проходят на счетчик импульсов 5. Число А, сосчитанное счетчиком импульсов 5, отнесенное к количеству выборок N за интервал измерений и ширине дифференциального коридора, дает оценку плотности распределения

1 А (у) = —.—

Лу N

Так как количество выборок N равно коэффициенту пересчета С делителя частоты 7, то когда С вЂ” 10 !Ëó, показание А счетчика импульсов 5 в конце интервала измерения представляет собой оценку и*(у) =А 10 — (q — целое число — определяет положение запятой в показании А).

Если переключатели 24, 28, 31, 34 и 10 замкнуть соответственно на контакты 26, 29, 88, 86 и 12 то прибор будет измерять условную плотность распределения вероятностей и(у/х).

Напряжение реализации у(Ц случайного процесса Y(t) подводится ко входу 1, а напряжение реализации x(t) случайного процесса Х®, стационарно связанного с исследуемым, подается через вход 17 на один вход элемента сравнения 15. На другой вход этого элемента поступает от источника напряжения

16 напряжение х, относительно которого определяется условная плотность вероятности. Когда выполняется условие х® =х, на выходе элемента сравнения 15 появляется импульс, который попадает через элемент «И» 14 (при наличии на его втором входе «разрешающего» напряжения) на стробирующий вход амплитудно-импульсного модулятора 2. Из импульсов, образующихся в моменты выборок на его выходе, те, что попали в дифференциальный коридор амплитудного селектора 3, поступают через элемент «И» 4, пока он открыт, счетчик импульсов 5. Если за интервал измерения условие х® =х выполняется N раз, т.е. общее количество вы борок равно Е, и в счетчике импульсов 5 зафиксировано В импульсов, то оценка условной плотности распределения вероятностей

Зо

ы*(у(х) = в

Ay N

Так как коэффициент пересчета делителя частоты 7 С = 10 /Лу и C = N, то оценка

ы*(у(х) = В.10-

Чтобы непосредственно измерить функцию коллигации, т. е, отношение

w(y(t + )/x(t) = х)

Ь)

Переключатели 24, 28, 81, 84 и 10устанавливают в положения, указанные на чертеже, т. е. замыкают соответственно на конктакты 25, 30, 82, 85 и 11. Напряжения реализаций y(t) и х(/) подают на входы 1 и 17.

До начала работы схемы триггеры 18 и 19 находятся в нулевом положении и на вторых входах элементов «И» 20 и 21 — «запрещающие» потенциалы. Когда начинает работать генератор импульсов выборок 13, то его импульс перебрасывает триггер 18 в единичное положение. Элемент «И» 20 подготовлсн к передаче импульсов, которые могут поступить с выхода элемента «И» 14, а элемент «И» 4— к пропусканию выходных импульсов амплитудного селектора 3.

После нажатия кнопочного выключателя 9 первый импульс ген ератора импульсов выборок 18 перебрасывает триггср 8 в единичное положение и на элементы «И» 4, 6 и 14 поступает «разрешающее» на пряжение. С этого момента создается возможность псредачи выходных импульсов амплитудного сслектора 3 в счетчик импульсов 5 через элемент «И» 4 (если на его втором входс имеется «разрешающее» напряжение триггера 18) или в делитель частоты 7 через элемент «И» б (если подано

«разрешающее» напряжение с выхода триггера 19). Кроме того, отпирается элемент «И»

14. Первый импульс, появляющийся на выходе элемента сравнения 15 при выполнении условия x(t) =x, проходит через элемент «И» 14 и, перебросив триггер 19 г единичное положение, передается через элемент «И» 20, элемент задержки 22, элемент «ИЛИ» 28 и контакты

25 — 27 на стробирующий вход амплитудно-им пульсного модулятора 2. Если выходной им39Я36

65 пульс амплитудно-импульсного модулятора ? (амплитуда которого пропорциональна у(1 +т)), попадает в дифференциальный коридор Лу амплитудного селектора 8, то он передается через элемент «И» 4 в счетчик импульсов 5. Импул ьс, появляющийся на выходе элемента задержки 22, перебрасывает триггер 18, возвращая его в нулевое положен ие.

Пока сохраняется такое положение, выходные импульсы элемента «И» 14 не могут проходить через элемент «И» 20. Так как триггер 18 в нулевом положении, а триггер 19 — в единичном, то элемент «И» 4 заперт, а элемент «И»

6 открыт.

Очередной импульс генератора импульсов выборок 18 параллельно поступает на вход триггера 18, перебрасывая его в единичное положение, и на первый вход эл емента «И» 21, Так как этот элемент открыт (триггер 19 в единичном положении), то импульс проходит через него, элемент «ИЛИ» 28 и контакты 25 на стробирующий вход амплитудно-импульсного модулятора 2. Кроме того, он поступает на вход триггера 19 и возвращает его в нулевое положение, что делает невозможным дальнейшую передачу импульсов генератора импульсов выборок 18 через элемент «И» 21 до того момента, пока не появится импульс на выходе элемента сравнения 15, который снова перебросит триггер 19 в положение «1».

Выходной импульс амплитудно-импульсного модулятора 2 при условии, что его амплитуда, пропорциональная напряжению реализации

1g(t) в момент поступления стробирующего импульса на амплитудно-импульсный модулятор

2, окажется внутри дифференциального коридора, проходит через открытый элемент «И»

6 в делитель частоты 7.

Таким образом, амплитудно-импульсный модулятор 2 поочередно стробируется то выходным импульсом элемента сравнения 15 (выборка условного распределения), то импульсом генератора импульсов выборок 18 (выборка безусловного распределения) . Это означает, что осуществляемые за время анализа числа выборок условного и безусловного распределений одинаковы и равны Л .

Если за интервал анализа при стробировании амплитудно-импульсного модулятора 2 импульсами элемента сравнения 15 на выходе амплитудного селектора 8 появится В импульcov, (из общего числа М выборок), а при стробировании сигналами генератора им пульсов выборок 18 возникнут А импульсов, то оценка измеряемого отношения (функции коллигации) л*т=В/А. Так как анализ продолжится до момента переполнения пересчетной схемы делителя частоты 7, то, установив коэффициент пересчета равным 10 /Лу, обусловим продолжител ьность анализа до момента, пока в делитель частоты 7 не поступит А=10 импульсов. Тогда оценка определится из формулы л":т==В 10 — .

Так как удобнее пользоваться усовершенст5

45 вованной функцией коллигации ф (т) = ), (т) — 1, то в устройстве предусмотрена запись в счетчик импульсов 5 числа 10 в обратном коде.

Эта операция осуществляется выходным импульсом делителя частоты 7.

Предмет изобретения

Устройство для измерения плотностей вероятностей, содержащее амплитудно-импул ьсный модулятор, соединенный через амплитудный селектор с первым входом первого элемента «И» непосредственно, а с первым входом второго элемента «И» — через первый переключатель, выход первого элемента «И» соединен со входом счетчика импульсов, выход второго элемента «И» соединен со входом делителя частоты, выход которого подключен ко входу счетчика импульсов и единичному входу первого триггера, к нулевому входу которого через кнопочный выключатель и дал ее через второй переключатель подключен выход генератора импульсов выборок, единичный выход первого триггера соединен со вторыми входами первого и второго элементов «И» непосредственно, с третьим входом первого элемента «И» — через третий псреключатель, с третьим входом второго элемента «И» — через четвертый переключатель и с первым входом третьего элемента «И» непосредственно, второй вход третьего элемента «И» через элемент сравнения, соединенный вторым входом со входом устройства, подключен к выходу источника напряжения, отличаюи ееся тем, что, с целью расширения класса решаемых задач, оно содержит второй и третий триггеры, четвертый и пятый элементы

«И», элемент задержки, элемент «ИЛИ» и пятый переключатель, причем выход третьего элемента «И» соединен с первым входом четвертого элемента «И», нулевым входом третьего триггера и клеммами второго и пятого переключателей, выход генератора импульсов выборок соединен с единичным входом второго триггера и первым входом, пятого элемента «И», выход которого присоединен и первому входу элемента «ИЛИ» и единичному входу третьего триггера, выход которого полк,»очен ко второму входу пятого элемента «И» непосредственно и ко ьторому входу второго элемента «И» — через четвертый переключатель, выход четвертого элемента «И» через элемент задержки соединен со вторым входом элемента «ИЛИ» и нулевым входом второго триггера, выход которого присоединен ко второму входу четвертого элемента «И» непосредственно и к третьему входу первого элемента

«И» — через третий переключатель, выход элемента «ИЛИ» соединен со входом амплитудно-импульсного модулятора через пятый переключатель, одна из клемм которого соединена с клеммами первого и второго переключателей.

3905,36

Составитель Г. Сорокин

Редактор Б. Нанкина Техред Л. Борисова Корректоры: О. Тюрина и О. Усова

Заказ 326% Изд, ¹ 1797 Тираж 647 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобрезеиий и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2