Коррелятор

 

Фl (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) 3алвлеио 0 1.06.76 (21) 2 3 69 84 l /18-2 4 с присоединением заявки М (23) Приоритет (51)М. Кл.

G06 Г 15/34

Государственный коинтет

СССР по делан нзобретеннй к отнрытнй

Опубликовано 05.11.79. Бюллетень М 41

Дата опубликования описания 081179 (53) УДК 681.323 (088. 8) Д.С, Кан и Ю.С, Спиридонов (7)) Заявитель (54) КОРРЕЛЯТОР

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано при разра" ботке аппаратуры корреляционного ана. лиза случайных процессов.

Известно устройство аналогичного назначения, в котором минимальный интервал наблюдения устанавливается в процессе вычисления оценки взаимокорреляционной функции, что существенно уменьшает время анализа при заданной точности (1), Однако известное устройство достаточно сложно, т.к. вычисляет не только оценку взаимокорреляционной функции, но и дисперсию оценки.

Йаиболее близким по технической сущности к предложенному является цифровой коррелятор для оперативного анализа случайных процессов, Он содержит первый и второй аналого-цифровые преобразователи, входы которых являются соответственно первым и вторым входами устройства, а выходы подключены соответственно к первому и второму входу блока памяти, третий вход которого соединен с первым выходом арифметического блока, первый вход которого соединен с выходом блока памяти. Второй выход арифметического блока соединен со входом блока регистрации, а второй вход соединен с выходом счетчика циклов. Третий выход арифметического блока подключен к первым входам блока определения экстремальных значений и сумматора, второй вход кбторого подключен к выходу блока задания ошиб1О ки, а третий — к выходу блока определения экстремальных значений. Управляющие входы аналого-цифровых преобразователей, блока памяти, счетчика циклов, сумматора и блока определения экстремальных значений соеди15 динены с соответствуюшйки выходами блока управления. В устройстве вычисления производятся до того момента, когда разность между двумя соседними экстремальными значениями оценки взаимокорреляционной функции (при Z= à с, ) где - аргумент взаимокорреляционной функции) становится меньше некоторой наперед заданной величины 5 (21, Однако длина интервала наблюдения, установленная таким образом, в процессе оперативного вычисления оценки взаимокорреляционной функции может оказаться нег статочной для достижеЗО ния заданной статической точности, 696474 так как разность соседних экстремальных значений взаимокорреляционной функции меньшая 8 может достигаться при сильном смещении оценки относительно истинного значения взаимокорреляционной функции, поскольку оценка, вычисленная на конечном интервале наблюдения, является случайной функцией этого интервала.

Цель предлагаемого изобретения повышение точности вычислений.

Она достигается тем, что в кор Релятор введен дополнительный счетчик, счетный и установочный входы которого. подключены к первому и второму выходам сумматора, а выход соединен со входом блока управления, На чертеже приведена структурная схема коррелятора.

Коррелятор для оперативного анализа случайных процессов содержит аналого-цифровые преобразователи 1 . и 2, блок памяти 3, арифметический блок 4, счетчик циклов 8 и регистратор 6, составляющие блок вычисления ординат корреляционной функции, а также блок автоматического определения экстремальных значений последней точки корреляционной функции, содержащий блок 7 определения экстремальных значений, сумматор 8, блок

9 заданий допустимой ошибки, счетчик 10, Для синхронизации работы всего коррелятора в схему введен блок управления 11.

1S

30

Входные аналоговые сигналы, представляющие исследуемые процессы, аналого-цифровыми преобразователями 1 и 2 квантируются по времени с шагом t и преобразуются в цифровой код, а затем записываются в блок памяти 3, В процессе работы коррелятора в блоке 3 .хранится от ординат процесса x(t), одна ордината процесса у((:) и m сусл парных произведений вида х у + А .

В 5-ом цикле вычисления ордината у процесса у(t) считывается попар1 но со всеми ординатами х ц х @ 4,..., х процесса x(t) в арифметический блок 4, где они перемножаются, и полученные элементарные произведения прибавляются к соответствующим суммам парных произведений.

После выполнения таких операций ордината х „„ процесса х(), которая уже йспользовалась в m циклах, и ордината у> процесса

y(t) стираются, на их место записываются соответственно новые ординаты процессов, в счетчик циклов 5 добавляется единица, и со держимое ячейки, в которой накапливается сумла элементарных произведе

Коррелятор работает следующим образом. ний для последней точки корреляционной функции, делится на содержимое счетчика 5. B блоке 7 хранится в дополнительном коде значение оценки последней точки корреляционной функI ции 2,5,„" (Г» „„. ), вычисленное в (5 — 1) -ом цикле и знак разности

«к " .„(„„, ) - Ф„ (Г, „ ) . В сумматоре 8 хранится последнее экстремальное значение последней точки корреляционной функции, записанное в дополнительном коде, а в блоке 9 заданное перед началом работы значение допустимой ошибки Е . С арифметического блока 4 новое значение оценки корреляционной функции измененным знаком подается в дополнительном коде на сумматор блока 7 определения экстремальных значений. В результате в сумматоре блока. 7 образуется разностьй," (г „, ) - R, (с.„„„.„), записанная в дополнительйом коде, Знак этой разности сравнивается с запсм(5-2) ненным знаком разности К р ДХЧ

Я-41 х т ((Иах При совпадении знаков (что говорит об отсутствии экстремума), записи в сумматоре 8 и блоке 7 стираются и в них в дополнительном коде записывается значение последней точки корреляционной функции, вычисленное в 5-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 5 -ОМ ЦИКЛЕ, ИЗМЕняется знак, и это число в дополниTçëüHoãë коде подается на сумматор 8.

В результате на сумматоре в дополнительном коде записывается ошибка в вычислении Д . Знак этой ошибки запоминается в отдельном триггере сумматора и, в зависимости от того, положительна 8 или отрицательна, значение допустимой ошибки из блока 9 передается в сумматор 8 соответственно дополнительным или прямым кодом.

Если состояние знакового разряда сумматора 8 не изменилось (ошибка вычисления оценки по абсолютной величине больше допустимой ошибки), записи в блоке 7 и сумматоре 8 стирается и в них записывается последнее значение оценки последней точки корреляционной функции, после чего коррелятор переходит к новому циклу вычислений. Если состояние знакового разряда сумматора изменилось, то импульс с первого сумматора поступит на счетный вход счетчика 10, уменьшив его содержимое на единицу, а затем цикл вычислений повторяется вновь. Если условие )Я < выполняется

П раз подряд (n-число, записанное в счетчик 10 перед началом работы кор696474 релятора),,то счетчик 10 атнуляется и сигнал с его выхода поступает на вход блока управления 11, который прекращает работу коррелятора после деления тп накопленных cyw элемен тарных произведений на число циклов, полученных в счетчике 5, и выведения результатов на регистратор 6. каждом невыполнении условия импульс с второго выхода су тора устанавливает в счетчике

10 - ..:Ола и

Таксе выполнение коррелятора позволяет увеличить достоверность ge yzтата определения .,Ваимокорреля=.

° ционной функции. поскольку работа

> коррелятора пре.<раща=.:ся лишь тогда, когда Н раз подряд выполняется условие (Ю F-, а не Один раз как было в известном устройств=". Действительпустg условие О .„, . в ° полни= лОсь B первый ра 3 f .ÎÃäñ1 раз НОст ь между оценкой и истинным значением взаимокорреляционнай функц и была больше Я . Вероятность этого события р а вероятность 11 -кратнога повР и торения этого события равна Р, Следовательно,в предлагаемом устройстве выбором величины r1 вероят:ocòü отклонения оценки o= истинного значения взаимокорреляцианнай функции более чем на величину C мажет быть сведена практически и нулю.

Формула изобретения, Коррелятор, содержащий первый и второй аналого-цифровые преобразоваТЕЛИ р ВХОДЫ КОТОРЫХ ЯВЛЯЮТСЯ СООТ ветственно первым и вторым входами устройства, а выходы подключены соответствевна к первому и второму Входу блока памяти, третий вход которого соединен с первым выходом арифметического блока, первый вход которого соединен с выходом блока памяти, второй выход арифметического блока соединен са входам блока регистрации, а второй вход соединен с выходом счетчика циклов, третий выход арифметического блока подключен к первым входам блока определения экстремальных значений и сумматора, второй вход которого подключен к выходу блока задания ощибки, а третий — к выходу блока определения экстремальных значений, управляющие вход ю ана« лаго-цифровых преобразователей, блока памяти счетчика циклов, сумматора и блока определения экстремальных значений соединены с соответствующими вьыодами блока управления, о т л и ч а ю шийся тем, чта, с целью повышения то LHocTH в корреля25 тор введен дополнительный счетчик, счетный и ус".àíoâo ный входы которо1-о подключены к первому и второму выхсдам сумма в îðà,,а выход соединен со входам блока управления.

30 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельства СССР

Р 378892,М, кл. 06 T 15/34, 1971, 2. Авторское свидетельство C CCP

35 Р 264789,М. кл „506 V 15/34, 1968 °

ЦНИИП И Заказ 6 769/50

Тираж 780 Папписн ае

Филиал ППП Патент, r, Ужгород, ул. Проектная, 4