Giới thiệu ứng dụng của xác suất trong điện – điện tử

Học phần xác suất cho điện – điện tử có các ứng dụng cho các giải pháp giải quyết các vấn đề phát sinh trong việc phân tích các tín hiệu và hệ thống. Nó cũng cung cấp các phương pháp xác suất để đánh giá hiệu suất của các giải pháp cho các vấn đề kỹ thuật phức tạp.

Bây giờ ta tìm hiểu một số ứng dụng cơ bản sau:

1. Tín hiệu đầu vào ngẫu nhiên
   • Để một hệ thống vật lý thực hiện một nhiệm vụ hữu ích, thông thường cần phải áp dụng một số tín hiệu đầu vào cho nó. Các tín hiệu đầu vào có các biểu diễn toán học đơn giản.
   • Tín hiệu đầu vào có nhiều khả năng liên quan đến một lượng nhất định không chắc chắn và không thể đoán trước được nên ta coi nó như một tín hiệu ngẫu nhiên.

Ví dụ:

• Tín hiệu lời nói và âm nhạc đóng vai trò là đầu vào cho hệ thống liên lạc
• Các chữ số ngẫu nhiên được áp dụng cho máy tính
• Tín hiệu lệnh ngẫu nhiên áp dụng cho hệ thống điều khiển bay của máy bay
• Các tín hiệu ngẫu nhiên thu được từ việc đo một số đặc tính của sản phẩm được sản xuất và được sử dụng làm đầu vào cho hệ thống kiểm soát quá trình
• Chuyển động vô lăng trong hệ thống trợ lực lái ô tô.
• ….

2. Rối loạn ngẫu nhiên
   • Nhiều hệ thống có nhiễu không mong muốn được áp dụng cho đầu vào hoặc đầu ra của chúng ngoài các tín hiệu mong muốn. Những nhiễu như vậy hầu như luôn luôn có bản chất ngẫu nhiên và yêu cầu sử dụng các phương pháp xác suất để tính các tín hiệu không mong muốn xảy ra. 
   • Nếu đầu ra của bộ khuếch đại được kết nối với loa, người ta thường nghe thấy nhiều tiếng tách, tiếng bật. Nhiễu ngẫu nhiên này phát sinh từ chuyển động nhiệt của các điện tử dẫn trong mạch đầu vào bộ khuếch đại hoặc từ các biến thể ngẫu nhiên về số lượng điện tử (hoặc lỗ trống) đi qua các bóng bán dẫn. Rõ ràng là người ta không thể hy vọng tính được giá trị của tiếng ồn này tại mọi thời điểm vì giá trị này đại diện cho các tác động tổng hợp của hàng tỷ điện tích chuyển động riêng lẻ. Tuy nhiên, có thể tính toán công suất trung bình của tiếng ồn này, phổ tần số của nó và thậm chí xác suất quan sát một giá trị tiếng ồn lớn hơn một số giá trị xác định. 
3. Đặc điểm hệ thống ngẫu nhiên
   • Bản thân hệ thống có thể có các đặc điểm chưa được biết đến và thay đổi ngẫu nhiên theo thời gian. 
   • Một số ví dụ điển hình là máy bay trong đó tải trọng (tức là số lượng hành khách hoặc trọng lượng của hàng hóa) thay đổi theo từng chuyến bay;
   • Các hệ thống liên lạc trong đó sự suy giảm của đường dẫn thay đổi hoàn toàn theo từng thời điểm; 
   • một điện hệ thống điện trong đó tải trọng (lượng năng lượng được sử dụng) dao động ngẫu nhiên; 
   • hệ thống điện thoại trong đó số lượng người dùng thay đổi theo từng thời điểm.
4. Độ tin cậy hệ thống
   • Tất cả các hệ thống đều bao gồm nhiều phần tử riêng lẻ, và một hoặc nhiều phần tử này có thể bị lỗi, do đó làm cho toàn bộ hệ thống hoặc một phần của hệ thống bị lỗi. 
   • Thời gian mà những hư hỏng như vậy sẽ xảy ra là không xác định, nhưng thường có thể xác định xác suất hư hỏng cho các phần tử riêng lẻ và từ đó xác định "thời gian thất bại trung bình" cho hệ thống. 
   • Các nghiên cứu về độ tin cậy như vậy liên quan sâu sắc đến xác suất và cực kỳ quan trọng trong thiết kế kỹ thuật. Khi các hệ thống trở nên phức tạp hơn, tốn kém hơn và chứa số lượng phần tử lớn hơn, các vấn đề về độ tin cậy trở nên khó khăn hơn và có ý nghĩa quan trọng hơn.
5. Kiểm soát chất lượng
   • Một phương pháp quan trọng để nâng cao độ tin cậy của hệ thống là cải thiện chất lượng của các phần tử riêng lẻ và điều này thường có thể được thực hiện bằng một quá trình kiểm tra. 
   • Vì có thể quá tốn kém để kiểm tra từng phần tử sau mỗi bước trong quá trình sản xuất, nên cần phải xây dựng các quy tắc để kiểm tra các phần tử được chọn ngẫu nhiên. Các quy tắc này dựa trên các khái niệm xác suất và phục vụ mục đích có giá trị là duy trì chất lượng của sản phẩm với chi phí ít nhất.
6. Lý thuyết thông tin
   • Mục tiêu chính của lý thuyết thông tin là cung cấp một thước đo định lượng cho nội dung thông tin của dữ liệu số hoặc các quan sát vật lý về nhiệt độ, khoảng cách, vận tốc, cường độ bức xạ và lượng mưa. 
   • Biện pháp định lượng này là cần thiết để cung cấp các kênh truyền thông vừa đủ và hiệu quả để chuyển tải thông tin này từ nơi này đến nơi khác. 
   • Vì các thông báo và quan sát như vậy hầu như luôn luôn không được biết trước và có bản chất ngẫu nhiên, nên chúng chỉ có thể được mô tả dưới dạng xác suất. Do đó, thước đo thông tin thích hợp là thước đo xác suất. 

» Tin mới nhất:

• Ý nghĩa của hàm cận biện trong kinh tế. (17/07/2022)
• Xây dựng phương trình vi phân trong thực tiễn (16/07/2022)
• Một số ví dụ về công thức gần đúng (12/07/2022)
• Doanh thu lớn nhất. (11/07/2022)
• Xác định hàm lượng Cl- trong nước máy (18/06/2022)

» Các tin khác:

• ỨNG DỤNG PHƯƠNG TRÌNH VI PHÂN: CÁC MÔ HÌNH TĂNG TRƯỞNG DÂN SỐ (19/08/2021)
• Phân tích hồi quy (18/06/2021)
• Ứng dụng của tích phân xác định trong kinh kế 2 (18/06/2021)
• Hệ phương trình con mồi - thú săn mồi (18/06/2021)
• Tích phân đường (18/06/2021)
• Hóa học và y học: Các chỗ loét (dạ dày) (17/06/2021)
• Hướng dẫn cách xác định Cl bằng phương pháp Mohr (17/06/2021)
• Ứng dụng của hệ phương trình (17/06/2021)
• Ứng dụng của cực trị hàm hai biến (17/06/2021)
• Sự sống và cân bằng (18/05/2021)