Случайные процессы (стр. 2 из 2)

Если

представляет собой ток или напряжение, то будет являться переменной составляющей тока или напряжения. Следовательно,

есть полная мощность процесса, a σ²=Р_~ – характеризует мощность переменной составляющей процесса.

Полная мощность процесса равна сумме мощностей переменной и постоянной составляющих, т.е.

, где .

У любого случайного процесса следует различать кроме мгновенных значений и максимальные значения, которые также являются случайными величинами и характеризуются своими законами распределения. Огибающая случайного процесса определяется как геометрическое место точек, соответствующих максимальным значениям процесса, и обозначается E(t) с плотностью распределения вероятностей W(E).

Остановимся коротко на методике практического измерения временных характеристик случайных процессов.

Математическое ожидание (постоянная составляющая) эргодического случайного процесса определяется выражением. Следовательно, измерение

должно сводиться к достаточно длительному интегрированию реализации процесса и умножению на величину 1/Т. Очень часто операция интегрирования (т.е. усреднения по времени) осуществляется с помощью фильтров нижних частот и в частности, интегрирующих RC – цепочек.

.

Для измерения полной мощности эргодического случайного процесса в соответствии с выражением

необходимо осуществить операции возведения в квадрат исследуемого процесса и интегрирования.

Для случайного процесса с ненулевым математическим ожиданием дисперсия (мощность переменной составляющей) равна

.

В соответствии с этим выражением при измерении полной мощности случайного процесса можно исключить постоянную составляющую и тем самым упростить измерение.

Для измерения ковариационной функции случайного процесса К(τ) необходимо осуществить операции задержки на различное время τ

, умножения и интегрирования. Обычно ограничиваются измерением В(τ) в нескольких точках. При этом необходимо располагать набором перемножителей и линий задержки на фиксированное время задержки kΔt (чаще всего используют линию задержки с отводами).

Определение одномерной функции распределения вероятностей случайных процессов.

Для эргодических случайных процессов по одной реализации могут быть определены не только числовые характеристики, но и функция распределения вероятностей Р(τ) или плотность распределения вероятностей W(x). Функция распределения Р(х) определяется как относительное время пребывания одной реализацию длительностью Т (интервал наблюдения) ниже уровня x.

Соответственно плотность вероятности равна

,

где

представляет собой относительное время пребывания реализации в интервале (х, х+Δх).

Таким образом, аппаратурное определение функции распределения эргодического процесса по одной реализации основано на измерении относительного времени пребывания случайного напряжения в интервале значений от U до (U + ΔU).

При реальных ΔU измеряется вероятность

,

для различных U и строится распределение вероятностей в виде гистограммы. Для получения функции плотности вероятностей W(U) необходимо аппроксимировать гистограмму непрерывной кривой или ожидаемым законом распределения, пользуясь критериями согласия.

Список использованной литературы:

1. Методическое указание к лабораторной работе «Вероятностные характеристики случайных сигналов».

2. «Теория передачи сигналов», А. Г. Зюко, «Радио и связь», 1986.