Вероятностный спектрокоррелятор
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДИТВЛЬСТВУ
Союз Советских
Социал истимеских
Республик (i
2 (51) М. Кл
Я 06 Р 15/34 с присоединением заявки №вЂ”
Государственный коиктет
СССР по делам изоаретенкй и открытий (23) Приоритет—
Опубликовано 25.01.79.Бюллетень № 3
Дата опубликования описания28.01.79 (53) УДК 681.323 (088. 8) E. Е. Владимиров, В. Г. Кс рчагин, Л. Я. Kpaerrpw -Ю..Б.Садомов, Л. М. Хохлов и Т. Л. Черейская
"" "- : - - з .. .. Я
I..: ..:.-.. „.
Государственное Союзное конструкторско-техн логическое бюро по проектированию счетных машин """ -"- - "- . :- .:! .:.p
"-«"tl: (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ВЕРОЯТНОСТ НЫЙ СПЕКТРОКОРРЕЛЯТОР
Изобретение относится к области вычислительной техники и предназначено для вычисления математического ожидания, дисперсии, авто-и взаимокорреляционных функций, спектральной плотности и безусловной энтропии любого из двух случай- З ных процессов с независимыми отчетами в реальном.масштабе времени и может найти применение во многих областях науки и техники (ядерная физика, гидрометеорология, геофизика, электроника, меди- 1п цина и др.), где исследуемые процессы носят случайный характер.
Известно специализированное устройство (1), с помощью которого при использовании функционального преобразования можно получать случайные сигналы с произвольным загоном распределения.
Эти приборы по функциональной структуре не могут осуществлять анализ случайных процессов. К другому:птассу устройств,, среди которых выделяется прототип, относятся многофункциональные анализаторы. Вероятностный спектрокорреля2 тор - прототип 2 содержит блок согласования, вход которого является входом спектрокоррелятора, а выход соединен через цифровую линию задержки с первым входом блока вероятностного умножения, второй, третий и четвертый входы которого соединены соответственно с выходами блока постоянной памяти и с первыми выходами генератора псевдослунаййых чисел и блока функционального преобразования, второй выход которого соединен со входом блока постоянной памяти, а вход — со вторым выходом генератора псевдослучайных чисел, блок накопителей, первый вход которого подключен K выходу блока вероятностного умножения, а выходы соединены с управляющим входом цифровой линии задержки и блоком вывода результата.
Недостаток прототипа связан с тем, что в нем отсутствует воэможность его использования в качестве генератора случайных функций с заданными статистическими характеристиками, что, естественн
643885 но, сужает область применения устройства.
Целью предлагаемого изобретения является расширение функциональных возможностей устройства и сферы его применения за счет осуществления генерации случайных функций с заданными статистическими параметрами.
Поставленная цель достигается тем, что в сйектрокоррелятор введен блок извлечения квадратного корня, вход которого подключен соответственно к выходу блока накопителей,. а выход — ко второму входу блока накопителей.На чертеже представлен вероятностный спектрокоррелятор, содержащий блок 1 согласования, подключенный к цифровой линии задержки 2, выход которой соединен с одним из входов блока 3 вероятI постного умножения. другие входы блока 3 вероятностного умножения соединены соответственно с выходами блока 4 постоянной памяти, генератора 5 псевдослучайных чисел и блока 6 функционального преобразования, один из выходов которого соединен со входом блока 4 постоянной памяти. Выход блока 3 вероятностного умножения соединен со входом блока 7 накопителей, выходы которого подключены к цифровой линии задержки
2, к блоку 8 вывода результата и входу блока 9 извлечения квадратного корня, выход которого подключен к одному из входов блока 7 накопителей.
Спектрокоррелятор работает в двух
= "режимах: в режнме вычисления статистических параметров, в режиме генерации случайных функций с заданными статистическими параметрами.
При вычислении статистических параметров ординаты случайных функций через блок 1 поступают на цифровую ли-. нию задержки 2, где вероятностно кодирутотся путем сравнения с равномерно распределенными псевдослучайными числами, затем перемножаются в блохе- 3 вероятностного умножения и частичные произведения накапливаются в блоке 7 накопителей. Полученные в блоке 7 накопителей значения корреляционной функции поступают в блок 8, или поступают на цифровую линию задержки 2 для послеЙувзп бт"о- вычйсления ординат спектральной плотности.,Палее ординаты корреляционной функции, записанные в цифровой линии задержки 2, а также соответ с вующие значения косинуса, поступают из блока 4 постоянной памяти, вероятностно кодируются и перемножаются в блоке 3 вероятностного умножения. Частные произведения с блока 3 поступают и накапливаются в блоке 7 накопителей.
После этого значения спектральной плотности поступают в блок 8 вывода результата, либо остаются в блоке 7 накопителей и используются для генерации случайной функции.
Принцип функционирования и назначение блоков вероятностного спектрокоррелятора в режиме генерации случайных функций с заданными статистическими параметрами можно проиллюстрировать выражением случайной функции при ее неканоническом представлении в замкнутой. форме: где Х(Я ijj O,n-g — реализация случайной функции в интервале (о );
Я И j+- независимые случайные числа; N =цфис 3., j определяются из условия!Я-АМ3 1*аЮ где Я..— случайные величины сщ О.
Случайные величины Я. и iL генерируются в генераторе 5 псевдослучайных чисел, распределенных равномерно в интервале (0,1). Случайные числа Я. и М формируются в блоке 6 функционального преобразования.
35 г
g(av j } = о n бх(ььоЗ»),j»c{.Ä, j =О,n-i— заданная спектральная плотность, зна« чения которой хранятся в блоке 7 накопителя, f+(nQ ) ), j»nI Ä;) *Q,n-1 — ппонноопь вероятности случайных величин Р, (в случае, если случайные величины Я, равномерно распределены в интервале (- > ),ф (ЬИ ™)=СООЬ1 ).Значенияа (h©j+ ) формируются в блоке 9
О извлечения квадратного корня и хранятся затем в блоке 2 цифровой линии задержки.
ЗначениЯ S1n g a),nnS(n e),3=ОOP 4 сранятся в блоке 4 постоянной памяти.
При генерации случайной функции с заданными статистическими параметрами осуществляется извлечение квадра643885 гного корня из хранящихся в блоке 7 накопителей значений спектральной плотности, пля чего последние поступают в блок 9 извлечения квадрагного корйя, в затем в цифровую линию задержки 2.
При этом равномерно распределенные в заданном интервале псевдослучайные числа из генератора 5 псевдослучайных чисел поступают в блок 6 функционального преобразования, где последние пре« образуются в последовательность целых чисел, являющихся адресами блока 4 постоянной памяти, используемого для хранения тригонометрических функций и цифровой линии 2 задержки.
После этого в блок 3 вероятностного умножения поступают с выхода блока
4 постоянной памяти значения тригонометрических функций, а с генератора
5 псевдослучайных чисел — равномерно распределенные в заданном интервале псевдослучайные числа. Результаты вероятностного умножения поступают в блок 7 накопителей, где суммируются с другими значениями тригонометрических функций, поступающими по соответствующим адресам иэ блока 4 постоянной памяти. Лвлее на блок 3 вероятностного умножения поступают полученные значения из блока 7 накопителей и из цифровой линии задержки 2 по соответствующим адресам значения квадратного корня спектральной плотности. Полученные в .результате вероятностного умножения значения ординат случайной функции завыписываются в блок 7 накопителей.i
Описанное устройство выгодно отличвегся от прототипа, гак как позволяет расширить его функциональные возможности и сферу использования за счет генерации случайных функции с заданными статистическими параметрами, а также их использования, в частности, для ускорения настройки и контроля измерительных каналов. При этом генерация случайных функций осуществляется во время, близкое K реальному, а для ее
5 реализации требуются незначительные дополнительные аппарагурные затраты.
Формула изобретения
Вероятностный спектрокоррелягор, содержащий блок согласования, вход которого является входом спектрокоррелятора, а выход соединен через цифровую линию задержки с первым входом блока вероятностного умножения, второй, третий и четвертый входы которого соединены соответственно с выходами блока постоянной памяти и с первыми выходами генерагора псевдослучайных чисел и блока функционального преобразования, второй выход которого соединен со вхопом блока постоянной памяти, а вход — со втоdbIM выходом генератора псевдослучвй25 ньтх чисел, блок накопителей, первый вход которого подключен к выходу блока вероятностного умножения, а выходы соединены с управляющим входом цифровой линии задержки и блоком вывода резульЗо гагв, отличающийся тем, что, с целью расширения функциочвлькых возможностей, в спектрокоррелягор введен блок извлечения квадратного корня, ахоп ./ 3 которого подключен к выходу блока накопителей, в выход — ко второму входу блока накопителей.
Источники информаций,.принятые во внимание при экспертизе.
40 1. Рогкоп Л. Л. Статистические методы исследоввния нв электронных моделях, М.«Л,"Энергия", 1967, с. 90.
2. Авторское свидетельство СССР
% 432509, кл. Cj 06 V- 15/34, 1975.
Составитель В. Жовинский .
Редактор А. Садомов Техред И, Асталош Корректор А, Власенко
Закаэ 159/49 Тираж 779 Подписное
БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4
