Коррелятор для оперативного анализа случайных процессов

 

ОП ИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советски»

Социалистически»

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 07.Х.1968 (№ 1276726!18-24) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано ОЗЛ1!.1970. Бюллетень ¹ 9

Дата опубликования описания 24Х1.1970

Кл. 42гпз, 15134

Комитет ло делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

МПК G 06т

УДК 681.325.36(088.8) Авторы изобретения

В. А. Тихонов, Ю. П. Юрченко и В. Т. Тертышный . :

Заявитель Киевский политехнический институт им. 50-летия Великой Октябрьской„. социалистической революции

ЦИФРОВОЙ КОРРЕЛЯТОР ДЛЯ ОПЕРАТИВНОГО АНАЛИЗА

СЛУЧАЙНЫХ ПРОЦЕССОВ

//„,х /;/.= — j х//1 //// -/-;1 //, о

1 / (т) Л1 / к 01

Изобретение относится к области вычислительной техники и предназначено для оперативного в,шислсния корреляционных функций ,случайных процессов, заданп11х в виде непрерывно изменяющихся напряжений. 5

Известен коррелятор, содср>кащпй входные устройства, запоминающие и множительное устройства, а также сумматор; интервал наблюдения задается в корреляторе перед началом работы и зависит от некоторых априор- 10 ных данных об исследуемых процессах.

Предложенный коррелятор отличается тем, что содер>кит блок автоматического определения экстремальны . значений последней точки корреляционной функции, состоящий из 15 сумматора, блока задания допустимой ошибки и блока определения экстремальных значений, причем входы сумматора соединены с выходами блока задания допустимой ошибки, блока определения экстремальных значений, 20 арифметического устройства и устройсгва управления, а выход сумматора соединен со входом устройства управления; входы блока определения экстремальны: значений соединены с арифметическим устройством и уст- 25 ройством управления.

Это позволяет повысить точность вы шслений благодаря возможности автоматического определения интервала набл/одения, минимального при заданной точностll вычисления. 30

На фиг. 1 изооражена блок-схемы корреля lора; на фиг. 2 — кривая прнолнжения оценки корреляционной функции к cc . точно/му значению.

Устройство содержит аналого-цифровые преобразователи 1 и 2, запоминающее устройство >, арифметическое устройство 4, счетчик циклов 5 и регистратор б, составляю|цпе блок вычисления точек корреляционной функции, а также Олок автоматического Определения экстремальных значений последней точки корреляционной функции, содер>кащий, в свою очередь, блок 7 определения экстремальных значений, сумматор 8 и блок 9 заданий допустимой ошибки. Для синхронизации работы всего коррелятора в схему введено управляющее устройство 10.

Известно, что оценка корреляционной функции, вычисленная IIB конечном интервале по формуле: т — -. является случайной функцией интервала наблюдения Т при аналоговом вычислении нли количества ординат V при дискретном вычислении. Точное жс значение корреляционной фуш<цнн яв Iÿåòся математическим ожиданием оценки корреляционной функции:

264789

Поэтому оценка корреляционной функции при увеличении интервала наблюдения приближается к точному значению (заранее неизвестному), совершая затухающие колебания вокруг этого неизвестного значения. Если при приолижении оценки корреляционной функции к ее точному значению разность между двумя соседними экстремальными значениями д по аосолютной величине уменьшается до е,, то все последующие вычисленные значения оценки оудут отличаться от точного значения не оолее чем на в. 1 ричем, если условие II ((B выполняется для последней точки корреляционной функции, соответствующей задержке, то тем оолее оно будет выполняться для всех остальных, так как эта точка вычисляется на самом коротком интервале

1 — т „(или N — m для дискретного коррелятора) и имеет наибольшую ошибку вычисления. коррелятор работает следующим образом. ьходные аналоговые сигналы, представляющие исследуемые процессы, аналого-цифровыми преооразователями 1 и 2 квантуются по времени с шагом At и преооразуются в цифровои код, а затем записываются B запоминающее устройство 8. Б процессе работы коррелятора в запоминающем устройстве хранится

m ординат процесса x(t), одна ордината процесса уф и m сумм парных произведений вида хну+;. °

В 1-ом цикле вычисления ордината у1 процесса g(t) считывается попарно со всеми ординатами х,- „, х,„+1,..., х- процесса х(/) в арифметическое устройство d, где они перемножаются, и полученные элементарные произведения прибавляются к соответствующим суммам парных произведений. После выполнения т таких операций ордината х1, процесса x(t), которая уже использовалась в т циклах, и ордината у процесса у(1) стираются, на их место записываются соответственно новые ординаты процессов, в счетчик циклов 5 добавляется единица, и содержимое ячейки, в которой накапливается сумма элементарных произведений для последней точки корреляционной функции, делится на содержимое счетчика б. В блоке 7 хранится в дополнительном коде значение оценки последней точки корреляционной функции К вЂ >(-,„,Ä), пт вычисленное в (1 — 1)-ом цикле, и знак разHocTH R„ )(-,п,„) — R ) (+maz) В cvII маторе 8 хранится последнее экстремальное значение последней точки корреляционной функции, записанное в дополнительном коде, а в блоке 9 — заданное перед началом работы значение допустимой ошибки з.

В полученном в арифметическом устройстве

4 новом значении оценки корреляционной функции изменяется знак, и это число подается в дополнительном коде на сумматор блока

7 определения экстремальных значений. В результате в сумматоре блока 7 образуется раз5

4 ность ц(п,„,) — R ô („„„), записанная в дополнительом коде. Знак этой разности сравнивается с запомненным знаком разности

К . — > (-maz) —.Й< >(-,„„). При совпадении знаков (что говорит об отсутствии экстремума), сумматор 8 блока 7 сбрасывается в «О», и в него в дополнительном коде записывается значение последней точки корреляционной функции, вычисленное в j-ом цикле, после чего коррелятор переходит к новому циклу вычисления.

При несовпадении знаков разностей (что говорит о наличии экстремума) по сигналу с блока 7 в значении оценки корреляционной функции, вычисленном в j-ом цикле, изменяется знак, и это число в дополнительном коде подается на сумматор 8. В результате на сумматоре в дополнительном коде записывается ошибка в вычислении 6. Знак этой ошибки запоминается в отдельном триггере сумматора и, в зависимости от того, положительна д или отрицательна, значение допустимой ошибки из олока 9 передается в сумматор

8 соответственно дополнительным или прямым кодом. При этом изменение состояния знакового разряда сумматора будет сигналом для прекращения вычислений, по которому m накопленных сумм элемен|арных произведений делятся на число циклов, полученное в счетчике 5, и результаты выводятся на регистратор б.

Если состояние знакового разряда сумматора 8 не изменилось (ошибка вычисления оценки по абсолютной величине больше допуCTHIIoH ошибки), сумматор блока 7 и сумматор 8 сбрасываются в «О», и в них записывается последнее значение оценки последней точки корреляционной функции, после чего коррелятор переходит к новому циклу вычислений.

Пр едм ет изобретения

Цифровой коррелятор для опер ативного анализа случайных процессов, содержащий аналого-цифровые преобразователи, запоминающее устройство, арифметическое устройство, устройство управления, регистратор и счетчик циклов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности вычислений, коррелятор содержит блок автоматического определения экстремальных значений последней точки корреляционной функции, состоящий из сумматора, блока задания допустимой ошибки и блока определения экстремальных значений, причем входы сумматора соединены с выходами блока задания допустимой ошибки, блока определения экстремальных значений, арифметического устройства и устройства управления, а выход сумматора соединен со входом устройства управления; входы блока определения экстремальных значений соединены с арифметическим устройством и устройством управления. 264789

Кку К)

Составитель В. В. Игнатущенко

Редактор Б. С. Нанкина Техред 3. Н, Тараненко Корректор Г. П. Шильман

Заказ 1559/13 Тира>к 500 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, 5К-35, Раушская пэб., д. 4)5

Типография, пр. Сапунова, 2