Воздействие стационарных случайных процессов на безынерционные нелинейные цепи, страница 3

и заданными математическим ожиданием  и дисперсией  В2. Изобразите графики  и .

10. Используя результат, полученный при решении задачи 9, определите математическое ожидание , второй начальный момент  и дисперсию  тока .

11. На НЭ с характеристикой вида (9.16) ( мкА,  В-1) действует нормальный (см. формулу (9.18)) случайный процесс  с нулевым математическим ожиданием и дисперсией  В2. Найдите плотность вероятности  тока .

12. На односторонний квадратор с характеристикой (9.13) при  В-2 действует нормальный процесс с нулевым математическим ожиданием и дисперсией  В2.

Определите плотность вероятности  и математическое ожидание  тока .

13. Нормальный случайный процесс  с нулевым математическим ожиданием и дисперсией  В2 действует на нелинейный преобразователь с характеристикой (9.15), при этом  мА,  мА/В,  мА/ В2.

Найдите плотность вероятности  тока .

14. На затвор полевого транзистора КП103Ж, проходная характеристика (рис. 8.7) которого аппроксимирована выражением

, мА,

где  мА,  1/В, подается случайный сигнал  с равномерной плотностью вероятности (9.14).

Определите плотность вероятности  тока стока .

15. Проходная характеристика полевого транзистора КП303Е описывается кусочно-нелинейной зависимостью

На затвор транзистора действует случайный сигнал  с равномерной плотностью вероятности (9.14).

Определите плотность вероятности  тока транзистора.

16. Характеристика полупроводникового диода (см. рис. 8.9) аппроксимируется выражением

.

Определите плотность вероятности  и математическое ожидание  тока диода, если к нему приложено случайное напряжение  с равномерной плотностью вероятности (9.14).

17. Характеристика  типового безынерционного нелинейного устройства приведена в табл. 9.1. Входной стационарный случайный процесс  характеризуется симметричным законом распределения  с нулевым математическим ожиданием:

а) ;

б) .

Определите плотность вероятности  процесса  на выходе устройства.

Таблица 9.1

п/п

Тип устройства

Аппроксимирующая функция

Выражение

График

1

Нелинейный усилитель

,

при

2

Нелинейный усилитель

3

Нелинейный усилитель

4

Односторонний квадратичный детектор (квадратор)

5

Двусторонний квадратичный детектор

Окончание табл. 9.1

п/п

Тип устройства

Аппроксимирующая функция

Выражение

График

6

Односторонний

Ограничитель

7

Двусторонний ограничитель

8

Компаратор

(пороговое

устройство)

9

Квантователь на два уровня

10

Квантователь на три уровня

9.4.         Контрольное задание

Воздействие стационарного случайного сигнала на безынерционный нелинейный элемент

На вход нелинейного безынерционного элемента действует стационарный случайный процесс  с одномерной плотностью вероятности . Характеристика нелинейного элемента, вид аппроксимирующей функции и смещение такие же, что и в задании 8. Среднеквадратическое значение напряжения  случайного процесса взять равным  из задания 8 (табл.8.3).

Закон распределения вероятностей входного случайного процесса:

· равномерный – для вариантов 0–7

 при ,

где ;


· нормальный (гауссов) – для вариантов 8–9

.

Требуется:

а) определить одномерную плотность вероятности  на выходе НЭ;

б) построить графики  и ;

в) найти математическое ожидание , дисперсию  и среднюю мощность  случайного процесса на выходе безынерционного НЭ.

    Методические указания

Вопросы преобразования случайных процессов в безынерционных нелинейных цепях даны в [1¼3], а примеры и задачи – в [7¼9].

При нахождении одномерной плотности вероятности  для НЭ, аппроксимированного кусочно-линейной зависимостью, проверьте условие нормировки

.

Для выполнения этого условия ввести при необходимости в выражение  слагаемое в виде дельта-функции (Дирака)  с соответствующим коэффициентом , т. е. .

Для вариантов 8 и 9 следует воспользоваться справочными данными, приведенными в прил. П.3 и П.7.