Устройство для определения интервала корреляции

 

С. А. Прохоров, В. П. Сухинин, В. Н. Белол и В. Il. Мартовой (72) Авторы изобретеиии

ВСЕСОЮЗНАЯ

IfATEHTH0ТЕХНИЧЕСКАЯ

ВИЬЛИОТЕКА

Куйбышевский ордена Трудового Красного Зна политехнический институт им. В. В. Куйбыш (7l ) Заявитель (54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ИНТЕРВАЛА КОРРЕЛЯЦИИ

Изобретение относится к измеренид характеристик случайных процессов и может быть использовано для оперативного определения корреляционных ха" рактеристик текущего стационарного

5 случайного процесса.

Известно устройство для оценки интервала корреляции, содержащее блок нормирования, два регулируемых фильтра, блок вычитания, блок умножения, блоки усреднения, блок регулировки параметра, квадратор, функциональный преобразователь (lj.

Недостатком этого устройства является невозможность определения максимального .интервала корреляции, опре" деляемого в соответствии с выражением W (". " «ь"„.) а, 11 где Я (7) - нормированная корреляционная функция исследуемого случайного процесса;

Г -. сколь угодно малая вели- чина, например 0,02-0,05р

"к

max

- максимальный интервал кс:р реляции, который наиболее полно характеризует случайный процесс.

Известно также устройство для определения экстремумов функций, содержащее регистр текущего значения, вход которого подключен к выходу сумматора, а выход - параллельно к первому входу сумматора и информационному входу коммутатора, выход которого соединен со входом регистра экстремального значения, а управляющий вход объ едимен с установочным входом тригге ра и подключен к выходу блока умножения, первым вход которого соединен с выходом триггера, а второй вход " объединен со вторым входом сумматора и подключен ко входу устройства (23.

Это устройство может быть исполь, зовано для измерения максимального интервала корреляции, ВА в этом случае сравнение КФ с заданным уровнем гического элемента И 6, установочному входу триггера 7 выключения,, входу генератора 8 импульсов, счетчика 9 импульсов, информационному входу элемента И 10 входу регистра 11, Управляющий вход элемента И 10 подключен к выходу блока 5 сравнения. Выход блока 2 умножения подключен ко второму входу. элемента И 6.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом работы в регистр 4 текущего значения заносится начальное значение нормированной корреляционной функции 9<(ip)= 1. Счетчик 9 импульсов устанавливается в нулевое состояние. С началом работы триггер 7 выключения устанавливается в единичное состояние, т. е. запускает генератор

8 импульсов, и на первый вход устрой" ства подается первое значение приращения нормированной корреляционной функции.

Допустим, исследуемые нормированные корреляционные функции представляют собой колебательную функцию, На выходе сумматора 1 образуется первое текущее значение нормированной корреляционной функции о („), которое поступает на вход регйстра 4 текущего значения. При поступлении второго значения приращения g у„() нормированной корреляционной функции на выходе регистра 4 текущего значения формируется второе текущее значение у„(), которое также поступает ва вход регистра 4 текущего значения и т. д. до

Н-значения приращения.

Блок 2 умножения и триггер 3 анализируют текущее значение нормированной корреляционной функции на экстре" мум. Текущие значения нормиоованной корреляционной функции рх(7;),.где и поступают на второй вход блока 5 сравнения, первый вход которого подключен к источнику заданного уровня Е . Если текущее значение нормированной корреляционной функции удовлетворяет условию 1p„(I,;) y f. (3), то блок 5 сравнения разрешает прохождение содержимого счетчика 9 импульсов который подсчитывает импульсы с генератора 8 импульсов, врез элемент

И 10 в регистр 11.

Если на вход блока 5 сравнения поступает текущее значение нормирован-

3 960864 ф должно осуществляться по экстремальным значениям Р„()(1) .

Однако при этом ошибка определения ь„ „может достигать половины периода колебаний КФ. Кроме того, оно не может быть использовано для определения С монотонно-убывающих функтпах ций.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей и 1Î повышение точности измерения максимального интервала корреляции.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для определения интервала корреляции, содержащее сумма- 1з тор, первый вход которого объединен с первым входом блока умножения и яв" ляется первым входом устройства, выход сумматора подключен ко входу первого регистра, выход которого соединен со вторым входом сумматора, выход блока умножения подключен ко входу первого триггера, выход которого соединен со вторым входом блока умножения, введены два элемента И, второй триггер, второй регистр, генератор импульсов, счетчик и блок сравнения, первый вход которого являешься вторым входом устройства, а второй подключен к выходу первого регистра, первые вхс ды элементов И объединены и пс@ключены к выходу блока сравнения, второй вход первого элемента И соединен с выходом блока умножения, выход первого элемента И подключен к установочному входу второго. триггера, выход которого соединен с управляющим входом генератора импульсов, выход которого подключен ко входу счетчика, выход которого соединен со вторым вхо40 дом BTopof элемента И, выход которого соединен со входом второго регистра

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства; на фиг. 2 и 3 — нормированные корреляционные функции.

Первые входы сумматора 1 и блока

2 умножения объединены и подключены к первому входу устройства. Выход блока ? умножения подключен через триггер 3 ко второму входу блока 2 умножения. Выход сумматора 1 подключен через регистр 4 текущего значения ко второму входу сумматора 1, Вторым входом устройства является первый вход блока 5 сравнения, второй вход которого подключен к выходу ре гист ра 4 текущего значения, а выход последовательно к первому входу ло960864

5 ной корреляционной функции, удовлетворяющее условию !.р. (";) . () (на фиг. 2 - незаштрихованные облас- и ти), то блок сравнения 5 сигналом, поступающим на управляющий вход вто рого элемента И запирает его, тем самым запрещая прохождение содержимого счетчика 9 импульсов в регистр ll,

Если при выполнении условия (4), нормированная корреляционная функция проходит через экстремум, т. е. меняется знак значения приращения текущего значения рх(;), то на выходе блока 2 умножения вырабатывается импульсный сигнал, который, проходя через 20 открытый элемент И 6, переключает в нулевое состояние триггер 7 выключения, который останавливает генератор

8 импульсов, При этом в регистре 11 фиксируется код числа импульсов, про- 25 порциональноГо Тх

AlÎÌ

На фиг. 2 отрезки кривой g (i) АВ, .CD., EF соответствуют циклу работы уст ройства при выполнении условия (3) .

Отрезки кривой ВС, DE, EG — при выполнении условия (4) . F соответствует Тх „„G соответствует окончанию работы устройства„

Если исследуемая нормированная кор- реляционная функция представляет собой монотонно-убывающую функцию, то выключение генератора 8 импульсов в устройстве не происходит. Элемент И

10 открыт до тех пор, пока текущее 4О значение нормированной корреляционной функции удовлетворяет условию (3), и закрывается в момент выполнения условия (4), При этом в регистре 11 фиксируется код числа, пропорционального

„п,с,„(на фиг. 3 (° ) F ). (Погрешность определения Тк „в предла гаемом уст рой ст ве определяется интервалом дискретизации исследуемой нормированной функции, а не положени- 5О ем экстремумов (т ° е. периодом колебаний корреляционной функции) . Таким образом, точност ь определения максимального интервала корреляции с по мощью предлагаемого устройства (выра- М жение 1) может быть сделана выше по ,сравнению с известным на 1/2 периода колебаний корреляционной функции.

Техническая реализация устройства может быть осуществлена с использованием элементов ЦВТ.

Сумматор 1 накапливающего типа, регистр 4 текущего значения, блок 5 сравнения, логический элемент И 6, триггер 7 выключения, счетчик 9 импульсов, регистр 11, блок 2 умножения, триггер 3, являясь обычными узлами

ЦВТ, могут быть выполнены на интег" ральных схемах. Генератор 8 импульсов должен управляться потенциальным сигналом по входу, элемент И 10 многораз)рядный, должен открываться нулевым сигналом и закрываться единичным, Сум матор 1, регистр 4 текущего значения, блок 5 сравнения, счетчик 9 импульсов элемент И 10, регистр 11 работают с параллельными кодами. Разрядность сумматора 1, регистра 4 текущего значе"" ния, блока 5 сравнения, и определяется разрядностью входов устройства.

Разрядность счетчика импульсов 9, эле мента И 10 и регистра 11 и может определяться иэ формулы n = 1оц2К й, где N — количество текущих значений нормированной корреляционной функции;

К - целое число, Блок 2 умножения одноразрядный.

Использование блока сравнения, двух элементов И, триггера выключения, ге" нератора импульсов, счетчика импульсов и регистра позволило определять г

< max большей точностью по сравнению с,известным на 1/2 периода koneбаний нормированной корреляционной функции за счет непосредственного фиксирования момента пересечения текущим значением нормированной корреляционной функции заданного уровня. формула изобретения

Устройство для определения интервала корреляции, содержащее сумматор, первый вход которого объединен с первым входом блока умножения и является первым входом устройства, выход сумматора .подключен ко входу первого регистра, выход которого соединен со вторым входом сумматора, выход блока умножения подключен ко входу первого триггера, выход которого соединен со вторым входом блока умножения, о т " л и ч а ю щ е е с я тем, что)с целью повышения точности в устройство введены два элемента И, второй триггер, второй регистр, генератор им7 960864 8 пульсов, счетчик и блок сравнения, которого подключен ко входу счетчика, первый вход которого является вторым выход которого соединен со вторым входом устройства, а второй подклю- . входом второго элемента И, выход ко" ,чен к выходу первого регистра, пер- торого соединен со входом второго ре° вые входы элементов И объединены и у гистра. подключены к выходу блока сравнения, Источники информации, вто " д, рой вход, первого элемента И соеди- принятые во .внимание при экспертизе

CP нен с выходом блока умножения, выход 1. Авторское свидетельство СС первого элемента И подключен к уста- У .703836, кл. G 06 G 7/19, 197 8 овочному входу второго триггера, вы-!О 2. Авторскбе свидетельство СССР ход которого соединен с управляющим по заявке-N 2921670/18-24/, входом генератора импульсов, выход кл. G 06 F 15/36, 1980 (прототип).

9608б4

Составитель В. ЖовинскийТехред Е,Харитончик Корректор Н. Буряк

Редактор Т. Киселева

Тираж 731 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 728б/61

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