Устройство для определения структурной функции

 

УСТРОЙСТВО ДНЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТРУКТУРНОЙ ФУНК1ЦШ, содержащее первый сумматор, первый вход которого подключен к выходу элемента НЕ, а выход соединен с информационным входом управляемого делителя, группа управляющих входов которого подключена соответственно к выходам счетчика импульсов, выход управляемого делителя соединен с первым входом второго сумматора, второй вход которого объединен с входом элемента НЕ и подключен к вьгходу первого блока памяти, а выход второго сумматора соединен с информационным входом первого блока памяти и является выходом устройства, управляющий вход первого блока памяти объединен с входом делителя частоты и подключен к выходу генератора тактовых импульсов, выход делителя частоты соединен с входом счетчика импульсов и управляющим входом второго блока памяти, информационный вход которого является входом устройства, отличающееся тем, что, с целью расширения класса решаемых задач , в него введены блок вычитания и квадаатор, выход которого соединен с вторым входом первого сумматора, вход квадратора подключен к выходу блока вычитания первый вход которого соединен с информационным входом второго блока памяти, выход которого Г1ОДключей к второму входу блока вычи тания. Ф СП со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

OtVW

РЕСПУБЛИК

g g G 06 С 7/19

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н *втананомм свидетвъствм

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3617367/24-24 (22) 05.07.83 (46) OT.10.84. Бюл. N 37 (72) В.И.Батнщев, В.В.Лизунов, А.А.Рафалович и В.А.Солощев (71) Куйбышевский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт им.В.В.Куйбыиева (53) 621.3(088.8) (56) 1. Балл Г.А. Аппаратурный корреляционный анализ случайных Процессов.

И., "Энергия", 1968, с. 55-63, 144.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке У 3500703/18-24, 21.04.83 (прототип)..

3. Романенко А.Ф., Сергеев Г.А.

Вопросы прикладного анализа случайных процессов ", И., "Советское радио", 1968, с. t82-202. (54) (51) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

СТРУКТУРНОЙ ФУНКЦИИ, содеркащее пер- . вый сумматор, первый вход которого подключен к выходу элемента НЕ, а выход.соединен с информационным входом управляемого делителя, группа управляющих входов которого подключена соответственно к выходам счетчика

I,Я0„„1117659 A импульсов, выход управляемого делителя соединен с первым входом второго сумматора, второй вход которого объединен с входом элемента НЕ и подключен к выходу первого блока памяти, а выход второго сумматора соединен с информационным входом первого блока памяти и является выходом устройства, управляющий вход первого блока памяти объединен с входом делителя частоты и подключен к выходу генератора тактовых импульсов, выход делителя частоты соединен с входом счетчика импульсов и управляющим входом второго блока памяти, информационный вход которого является входом устройства, С! отличающееся тем, что, с целью расширения класса решаемас задач, в него введены блок вычитания и квадратор, выход которого соединен с вторым входом первого сумматора, вход квадратора подключен к выходу блока вычитания первый вход которого ш« соединен с информационным входом вто- ва рого блока памяти, выход которого ш«ю подключен к второму входу блока вычи- «1 тания. Cb

1 11176

Изобретение относится к специали-1 зированным вычислительным средствам, предназначенным для статистической обработки случайных процессов.

Известны устройства циклического типа для определения корреляционной

1функции (циклические коррелометры)

Г1 3.

Недостаток этих устройств связан с ограниченностью динамического диапазона сигналов в накопителе вне зависимости от формы представления информации.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является циклический коррелометр, содержащий первый и второй сумматоры, управляемый делитель, информационный вход которого подключен к выходу первого суит матора, управляющий вход — к выходной шине счетчика импульсов, а выход соединен с первым входом второго сумматора, выход которого является выходом устройства, первый блок памяти, информационный вход которого соединен с выходом второго сумматора, выход подключен к второму входу второго сумматора и к входу элемента НЕ, выход которого подключен-к первому входу за первого сумматора, генератор тактовых импульсов, выход которого подключен к управляющему входу первого блока памяти и входу делителя частоты, выход которого соединен с входом счетчика импульсов и управляющим входом второго блока памяти, информационный вход которого подключен к входу устройства (2).

Известное устройство обладает вы-. сокой точностью и широкими функцио- 40 нальными возможностями, однако область его применения ограничена ста- . ционарными случайными процессами, наиболее близким к которым является класс процессов со стационарными приращениями, для характеристики которого целесообразно использовать структурную функцию (СФ) (3 ).

Структурный анализ нестационарных случайных процессов в ряде случаев 5О приводит к более устойчивым характеристикам по сравнению с корреляционными. СФ включает в качестве составных параметров корреляционные характеристики и в этом смысле она может 55 рассматриваться как результат более общего вида корреляционной обработки случайных процессов.

Ц ель изобретения — расширение класса решаемых задач путем структурI ного анализа класса процессов со стационарными приращениями.

Указанная цель достигается тем, что в устройство циклического типа для определения структурной функции, содержащее первый сумматор, первый вход которого подключен к выходу элемента НЕ, а выход соединен с инфорьационным входом управляемого делителя, группа управляющих входов которого подключена соответственно к выходам счетчика импульсов, выход управляемого делителя соединен с первым входом второго сумматора, второй вход которого объединен с входом элемента НЕ и подключен к выходу первого блока памяти, а выход второго сумматора соединен с информационным входом первого блока памяти и является выходом устройства, управляющий вход первого блока памяти объединен с входом делителя частоты и подключен к выходу генератора тактовых импульсов, выход делителя частоты соединен с входом счетчика импульсов и управляющим входом второго блока памяти, информационный вход которого является входом устройства, введе-. ны блок вычитания и квадратор, выход которого соединен с вторым входом первого сумматора, вход. квадратора подключен к выходу блока вычитания, первый вход которого соединен с информационным входом второго блока IIB» мяти, выход которого подключен к второму входу блока вычитания °

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства, на фиг.2 — временные диаграммы работы устройства.

Устройство (фиг.1) содержит блок 1 вычитания, квадратор 2, первый сумматор 3, управляемый делитель 4, второй сумматор 5, счетчик 6 импульсов, элемент НЕ 7, первый и второй блоки

8 и 9 памяти, делитель 10 частоты, генератор 11 тактовых импульсов, причем информационный вход управляемого делителя 4 подключен к выходу первого сумматора 3, а его управляющий вход - к выходной шине счетчика 6 импульсов, выход управляемого делителя

4 соединен с первым входом второго сумматора 5,.выход которого является выходом устройства, первый блок 8 памяти, информационный вход которого соединен с выходом второго сумматора

1117 (5) )о (к) 09 1 19 измерений

5, выход подключен к второму входу второго сумматора 5 и к входу элемента НЕ 7, выход которого подключен к первому входу первого сумматора 3, Йыход генератора 11 тактовых импульсов подключен к управляющему входу первого блока 8 памяти и входу дели" теля 10 частоты, выход которого соединен с входом счетчика 6 импульсов и управлякщим входом второго блока 1р

9 памяти. информационный вход которого подключен к входу устройства, выход квадратора 2 подключен к второму входу первого сумматора 3, а вход квадратора 2 подключен к выходу блока

1 вычитания, вход уменьшаемого у которого подключен к входу устройства, а вход вычитаемого соединен с выходом второго блока 9 памяти.

На фиг.2 приведены временные диаг-20 раммы входного в общем случае нестационарного, нецентрированного процесса х(4) и выходного О ь,„(C) сигналов устройства и сигналов управления (1), ч)(Ц соответственно на выхо- 25 дах генератора 11 тактовых импульсов и делителя 10 частоты.

Устройство работает следующим образом.

Реализация случайного процесса х{ C) поступает одновременно соответственно на вход уменьшаемого блока 1 вычитания и информационный вход второго блока 9 памяти, управляемого импульсами x(C) с выхода делителя

10 частоты. В момент появления импульса g(t;) на выходе второго блока

9 памяти, следовательно на входе вычича емого блока 1 вычитания устанавливается соответствукмцее этому моменту времени значение сигнала )((;), На вход уменьшаемого блока 1 вычитания непрерывно подается сигнал x(t)

Следовательно, выходной сигнал блока

1 вычитания определяется следующим 45 выражением 2(C)=Х(1;+-.) - (;), (11

i где - временная задержка между сигналами X(C) -и x(t;) изменяющаяся синхронно с те- 50 кущим временем.

Выходной сигнал блока 1 вычитания подается на вход квадратора 2, с выхода которого сигнал .Z (C) преобразуется в цепи, состоящей из двух $5 сумматоров 3 и 5 и управляемого делителя 4, и поступает на вход первого блока 8 памяти, представляющего

659 4) собой совокупность и последовательно соединенных )ячеек памяти, тактируемых импульсами, поступающими на управляющий вход первого блока 8 памяти. При поступлении по цепи управления тактового импульса происходит перезапись содержимого ячеек из предыдущей в последующую ("проталкивание"). .По такому принципу работают широко внедряемые в настоящее время приборы с зарядовой связью (ПЗС).

Управляющие импульсы поступают от генератора 11 тактовых импульсов. Период следования (Ь ) тактовых импульсов определяется, исходя из области определения, оцениваемой СФ (интервала структурной корреляции (, „ ), и числа оцениваемых значений (n) СФ, равного в свою очередь числу ячеек в первом блоке 8 памяти и коэффициенту деления делителя 10 частоты, т.е. л и

На некотором ))-м цикле на выходе сумматора 5 формируется сигнал, отображающий оценку СФ, согласно выражению,3"„(7)=М" (х (C+(,)-хф1, (И где М f-) - оператор усреднения.

Как следует из функциональной схемы (фиг.1),оценка СФ на )) -м шаге формируется в виде,.р (1= („)++((+")-x(t„)) -2д x()), !

В начальный момент времени во всех ячейках первого блока 8 памяти записываются О, т.е.

Рассмотрим несколько первых циклов

D"„(

=(x(t„+tj-x(t„))

Dx Ф= В" М+ " ((x (t,+t)- (с,82- В"„ ():

"-(x(t )-"М +4Ц (1- (Ч) -(x(t is)-х(,g (- ((x(t„xs)-x(t„)) +

t(x (Ф +1)-х (tx)) );.1117659

D>(<) 2() а(, «)-.()) -)())=

=1 -(х (с„+т)-x(t )) i (x(t it)-x(t ))

+- ((" (в ) "(в)) — (" (") "(1))

--(х(1 + )-х(Ф )) J=-"j(x(t„sf-x(t„)) +

+(х(а,+с)-х(а,)) ф(с,+ ) -«(t,)) ) .

Продолжая далее до 1 и получим м. "и(" м (Ôê*×-"(к)) . Выражение (6) совпадает с дискретной трактовкой выражения (3) и, следовательно, 3" (с") есть оценка СФ.

Цифровйми элементами в предлагае» мом устройстве являются счетчик 6 импульсов, обеспечивающий на своем выходе параллельный код числа:импульсов, поступивших íà его вход, и управляемый этим параллельным кодом М, управляемый делитель 4, работающий

"О схем. устройство можно реализовать полностью на микроэлектронных интег.ральных элементах.

Таким образом, в предлагаемом устройстве циклический метод определения характеристик случайных процессов, иимеющий ряд преимуществ f13 получил распространение на область структурного анализа, являющегося эффективным средством исследования процессов со стационарными приращениями, являющихся более общим классом по отношению к стационарным случай(ным процессам.

1 117659

t(s) $(tJ

Составитель А.Иванова

Редактор P,Öèöèêà Техред Ж.Кастелевж

Корректор С.Чевни

Заказ 7222/34 Тираж 698 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент" ° г.Ужгород, ул.Проектная, 4