В генераторно-измерительной системе подсистема «Случайные процессы» стоит несколько особняком, т.к. функциональные особенности этой подсистемы требуют дополнительных клавиш для формирования входных процессов, выбора цепей (линейных и нелинейных) и т.п.


    Подсистема «Случайные процессы» предназначена для исследования случайных процессов и их прохождения через различные цепи. Система позволяет формировать реализации случайных процессов, исследовать прохождение этих реализаций через линейные и нелинейные цепи, наблюдать осциллограммы, дифференциальные и интегральные законы распределения, нормированные и ненормированные корреляционные функции этих процессов.
    Лицевая панель подсистемы «Случайные процессы» представлена на рисунке. 1. В подсистеме изучаются следующие процессы: «квазидетерминированные» — пилообразный, меандр, трапеция со случайным временем начала процесса и гармонический со случайной начальной фазой; некоррелированные («белый шум») с различными законами распределения (нормальным, равномерным, релеевским, экспоненциальным); коррелированные с нормальным законом распределения и энергетическими спектрами (сформированными низкочастотными или полосовыми фильтрами различных типов). Параметры этих процессов (математическое ожидание, эффективное значение и др. задаются в окне параметров в широких пределах.
    Для всех представленных выше процессов рассчитываются и отображаются следующие характеристики: осциллограммы, дифференциальные законы распределения, интегральные законы распределения, энергетические спектры, функции корреляции (нормированные, ненормированные).
    Представленные выше процессы могут подаваться на вход различных типовых радиотехнических цепей. При этом моделируются: линейные инерционные цепи (однозвенный ФНЧ, однозвенный ФВЧ, колебательный контур, ФНЧ Баттерворта, ФНЧ Чебышева); нелинейные безынерционные цепи типа: у=?(х)*х, у=|х|, у=х^2; линейный амплитудный детектор, выделяющий огибающую узкополосного случайного процесса.
    Особая сложность при разработке данной подсистемы была связана с необходимостью формирования реализаций случайного процесса с произвольным сочетанием корреляционной функции и закона распределения. Это необходимо, чтобы лучше продемонстрировать студентам прохождение случайных процессов через линейные и нелинейные цепи. Но традиционные методы нелинейного преобразования и линейной фильтрации сигналов не позволяют независимо управлять законом распределения и корреляционной функцией в широких пределеах. При нелинейном предобразовании сигнала возникают комбинационные гармоники, а при линейном преобразовании происходит нормализация закона распределения.
    Чтобы преодолеть эти ограничения, в подсистеме случайные процессы применен оригинальный алгоритм, позволяющий независимо управлять корреляционной функцией и законом распределения. Результат работы этого алгоритма представлен на рис. 2.


    Алгоритм основан на методах цифровой сортировки и подробно описан в публикациях по тематике данной работы.