Патент ссср 433487

 

(») 433487.

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социал истимеских

Республик (61) Дополнительное к авт, саид-ву K.— (22) Заявлено02.03.71 (21)1628092/18-24 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет

Опубликовано25.06. 74,Бюллетень № 23

Дата опубликования описания 19 09 7 (51) М. Кл.

Q 06 f 15/34

Гооударстеенный комитет

Совета Министроа СССР оо делам изооретений и открытий (S8) УДК 681.32:519.2 (088. 8) (72) Авторы изобретения

З.П.Катилас и В.А.Берсенев

Институт технической кибернетики (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ КОРРЕЛЯ

11ИОННЫХ ФУНК11ИЙ

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при корреляционном анализе случайных процессов.

Известны коррелометры параллельного анализа, содержашие ряд вычислительных каналов, каждый из которых служит для вычисления одной точки корреляционной функции.

Однако эти коррелометры имеют невысокую точность вычисления корреляцион» ной функции, вследствие неоптимальности выбора величин временного сдвига, определяюшей значение аргументов вычисляемых точек корреляционной функции. Так, если величина временного сдвига выбрана малой, то коррелометр определит значс«ния корреляционной функции в области, лежашей вблизи ее центрального максимума, а значения функции, соответствую шие большим величинам временного сдвига, останутся неизвестными. При большой величине временного сдвига значительная часть каналов коррелометра будет вычислять значения корреляционной функции в области больших временных сдвигов, где корреляционная функция близка к нулю.

Для расширения функциональных воэможностей устройства для корреляционЬ ных функций в него введен блок анализа вычисленных значений, к первому входу которого подключен ттервый выход коррелометра, ко второму входу - выход пер вого элемента "И", а к выходу - вход; триггера управления, и делитель частоты, выход которого соединен с входом коррелометра, первый вход - с выходом перв<>го элемента И, второй вход «.с выходом второго элемента "И, третий вход - через дифференцируюшую цепочку с единичным выходом триггера управления и первым входом второго элемента "И", ко второму входу которого подключен выход генера тора тактовых импульсов и первый вход первого элемента "И, второй вход кото рого соединен с нулевым выходом трит . гера управлении, ко второму входу кото рого подключен второй выход корреломеъа

25 На основе анализа результатов предва433487 рительного вычисления корреляционной функции производится изменение временного сдвига такое, чтобы при следующем вычислении корреляционной функции величина максимального временного сдвига: равнялась интервалу корреляции этой функции.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для вычисления корреляционных

f функций на фиг. 2 изображены автокоррь ляцион ные функции, вычисленные при различных величинах временных сдвигов (упри малой величине; 6- при большой;

В - при оптимальной).

Устройство для вычисления корреляционных функций содержит коррелометр 1 параллельного анализа, выполненный по известной функциональной схеме на аналоговых или цифровых элементах. Йля вычисления 6 точек корреляционной функции коррелометр содержит В вычислительных каналов, каждый из которых состоит из запоминаюшей ячейки блока регулируемого запаздывания, устройства умножения и интегратора. Каждая точка корреляционной функции образуется путем усреднения фиксированного числа произведений пар ординат реализаций случайных процессов, сдвинутых между собой с помощью блока запаздывания, и определяется частотой управляющих импульсов, приходящих из управляемого делителя частоты 2.

Управляемый делитель частоты 2 содержит счетчик, реверсивный счетчик и подключенную к их выходам схему сравнения кодов.

Первый и третий входы делителя частоты 2 являются соответственно входами вычитания и суммирования реверсивного . счетчика.

Вторым входом делителя частоты 2 является счетный вход младшего разряда счетчика, а выходом - выход схемы сравнения кодов. Управляемый делитель частоты представляет собой счетчик, коэффициент пересчета которого равен коду, находя пемуси на реверсивном счетчике. При достижении равенства кодов счетчика и реверсивного счетчика схема сравнения вырабатывает сигнал, обнуляюший содержимое счетчика и служащий одновременно выходным сигналом для схемы управляемого делителя частоты.

Узел анализа 3 вычислительных значений корреляционной функции служит для сравнения вычисленных ординат корреля пионной функции с ее центральным максимумом, определения номера вычислител ного канала коррелометра, вычислившего точку корреляционной функции, лежащую ходит вычисление tt точек корреляцион60 ной функции.

10 (Ь

30 на границе интервала корреляции, и выработки управляющих сигналов. Узел анализа содержит схему опроса выходов коррелометра 1, состоящую из цифрового счетчика коммутации, дешифратора и ключей, позволяющую поочередно подключать выходы коррелометра; содержащие вычисленные значения корреляционной функции, к входу схемы сравнения, второй вход которой соединен через масштабный преобразователь с выходом коррелометра, содержащим вычисленное значение центрального максимума корреляционной функции. В случае представления значений „:", корреляционной функции в виде аналоговых величин масштабный преобразователь вы« полнен на основе делителя напряжения, в случае цифрового представления значений функции масштабный преобразовательустройство умножения кода на постоянный коэффициент.

Управление и синхронизация работы устройства для вычисления корреляционных функций производится с помощью генератора 4 тактовых импульсов, элементов "И" 5 и 6, триггера управления 7, дифференцируюшей цепи 8. !

Работа устройства для вычисления корреляционных функций происходит сле.дующим образом. На оси ординат отло-! жены значения корреляционной функции, на оси абсцисс «значения временного сдвига.

Предположим, в рассматриваемый про межуток времени триггер управления 7 находится в единичном состоянии. Импуль сы генератора 4 через элемент "И" 6 поступают на второй вход управляеллого делителя частоты 2. На его выходе частота ил пульсов будет равна (1)

8ЫХ ЬХ К р.с где 1 и,- частота выходных импульсов делителя частоты 2; 6 - частота импульсов, генерируемых генератором 4, p,q — код, находящийся на реверсивном счетчике управляемого делителя частоты

2, не меняющийся в течение рассматриваемого промежутка времени. Импульсы поступают на вход управления временным сдвигом коррелометра 1, где определяют величину временного сдвига реализаций случайного процесса. Величина временного сдВига прямо пропорциональна периоду повторения управляющих импульсов. Проио433487

После окончания вычислений коррелометр 1 вырабатывает сигнал останова, который переводит триггер управления

7 в нулевое состояние. Элемент И» 5 отпирается, а элемент « И" 6 запирается.

Через элемент И 5 импульсы поступают на второй вход узла анализа 2, являющийся входом его счетчика коммутации. Счетчик коммутации узла анализа, переключаясь, через дешифратор и систему ключей поочередно подключает выходы коррелометра 1 к схеме сравнения, которая сравнивает вычисленные значения корреляционной функции с ее центральным максимумом.

Опрос вычислительных каналов начинается с канала, вычислившерэ точку.:корреляционной функции-. л= максимальным значением временного сдвига, и происходит в порядке убывания временного сдвига. Пока выполняется неравенство 20

R(i,r) "(0,0) N где Я . — анализируемое значение (t,„g) корреляционной функции, зависящее от номера вычислительного капала и ве- 5 личины временного сдвига Г R <, I — значение центрального максимума корреляционной функции, 1Ч -наперед заданный коэффициент, определяемый параметрами масштабного преобразователя (0 < М < 1 ) > 30 .схема сравнения не выдает сигнала конца анализа и опрос вычислительных каналов коррелометра продолжается. Одновременно на первый вход управляемого делителя частоты 2 поступают через элемент "И" 35

5 импульсы, подсчитываемые реверсивным счетчиком. Количество этих импульсов равно количеству опрошенных вычислительных каналов.

Как только значение анализируемой 40 точки корреляционной функции превысит произведение Я(, (Ц, схема сравнеФ ния выдаст сигнал конца анализа, поступающий на единичный выход триггера управления 7. Перепад потенциала, возни- 45 кающий при перебросе триггера 7, формируется дифференцирующей цепью 8 и передается»а третий вход управляемого делителя частоты 2.

Ф

Код реверсивного счетчика, уменьшивший-50 ся ранее на число, равное числу опрошенных вычислительных каналов коррел<жлетра, для которых выполнялось неравенство (2), увеличится теперь на одну единицу. Пропорционально коду изменится коэффициент деления управляемого делителя частоты 2, а следовательно, и величина временного сдвига коррелометра 1. Коррелометр, вследствие перехода триггера управления

7 в единицу, будет снова вычислять 60 корреляционную функцию. Если число опрошенных вычислительных каналов, для которых выполняется неравенство (2) больше одного, то код реверсивного счетчика управляемого делителя частоты 2, а вместе с ним и величина временного сдвига коррелометра, уменьшится. При новом вычислении корреляционной функции точки ее будут располагаться гуще, большее их число будет находиться а наиболее информативной области корреляционной функции.

При многократном йовторении процессов вычисления -и .подстройки временного сдвига наступит-:такой момент, когда лишь одна крайняя точка корреляционной функции, соответствующая максимальному временному сдвигу, окажется за пределами области, т.е. удовлетворит неравенству (2).

Такое положение соответствует оптимально выбранной величине временного сдвига и код на реверсивном счетчике управляемого делителя частоты 2 уже не будет измю» няться при повторении процессов вычислэ ния и подстройки. С другой стороны, если величина временного сдвига с самого на» чала была выбрана слишком малой и значении корреляционной функции, соответ ствующее максимальному временному сдвигу, не удовлетворяет неравенству (2 ); то код реверсивного счетчика и величина временного сдвига коррелометра будет увеличиваться, пока не достигнут оптиллальной величины.

Таким образом, применением предложенного устройства достигается вычисле ние корреляционной функции в ее наиболее информативной области, что повышает точ ность ее определения.

Предмет изобретения

Устройство для вычисления корреляциоьных функций, содержащее коррелометр, генератор тактовых импульсов, триггер управления, элементы И и дифференцирующую цепочку, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью расширения функ» циональных возможно -п и устр йства, оно содержит блок аналн..:.л вычисленных значе ний, к первому входу которого подключен первый выход коррелометра, ко второму входу - выход первого элемента И, а к выходу — вход триггера управления, и делитель частоты, выход которого соединен с входом коррелометра, первый вход — с вы ходом первого элемента "И", второй входс выходом второго элемента И", третий вход — через дифференцируюшую цепочку с единичным выходом триггера управления и первым входом второго элемента "И", 433487

Заказ 5069 Изд. М J Тираж фЦ Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР

Предприятие «Патент», Москва, Г-59, Бережковская наб., 24 ко второму входу которого подключен выход генератора тактовых импульсов и первый вход первого элемента И", второй вход которого соединен с нулевым выходом триггера управлении, ко второму входу которого подключен второй выход коррелометра.