Статистический анализатор Советский патент 1987 года по МПК G06F17/18 

112

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для статистическо- го анализа случайных процессов в системах обработки сигналов на фо- не помех.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей анализатора за счет вычисления ковариа- ции коэффициентов Уолша.

На чертеже представлена фу кцио- нальная схема статистического анализатора.

Анализатор содержит генератор 1 обобщенных интегральных функций Уолша (ГОИФУ), триггеры 2 и 3, блок 4 памяти,.счетчик 5, элемент И б, блок 7 преобразования -в дополнительный код, умножитель 8, накапливающий сумматор 9, коммутатор 10, элемент ИЛИ 11, одновибратор 12, сумматор 13 по модулю два, элементы ИЛИ 14 и-15.

Работа предлагаемого устройства. основана на следующих положениях.

Пусть x(t) - стационарный в широ-

ком смысле случайный процесс с мате- матическ;им ожиданием т, О и автоковариационной функцией (t).Обозначают через С(р) коэффициенты разложения .отрезка реализации процесса x(t) в ряд по функциям Уолша, упорядоченных по Качмажу, т.е.

N-1

(1)

hro

C,(P)ZI: x(t) wat (p,t)

Тогда математическое ожидание C(p) равно нулю, а их ковариация определяется соотношением

N-1 М-1 COV С,(р), С() П EI R,(t-p).

«wat (p,t) wat (,r)

(2)

Преобразуя равенство (2), получают 45

cov IC,(P), С (t) 11: R(t)

t--o

4K(p,e,t) + K(e,p,t),

(3)

где К. (p,C,t) --обобщенные интегральные функции Уолша N-14 (ОИФУ) KN(p,t,t) Е1 ae (р,г) war(t,t+r);

R,(t)

R (о)/2, t О

R,(t), t 0.

(4) (5)

182

Так как К(р,f,t)

- (-1) К (f,p,t)

(6)

то из уравнения (3) следует, что ковариация р-го и -го коэффициентов Уолша случайного процесса x(t) равна нулю при сумме (р+1) нечётной, а при четной сумме (р-ь С) имеет вид

N-I

cov{ С(р), С/О ,(t)

t--o K(p,I,t),(7)

-Где

R,(t)

R(0), t О 2R Ct), t 0.,

Статистический анализатор работает следуюш м образом.

Сигналом Пуск триггер 3 и счетчик 5 обнуляются, при этом тактовые импульсы поступают через коммутатор 10 на тактовый вход счетчика 5, формирующего адреса блока 4 памяти, и через элемент ИЛИ 14 на вход Запись блока 4 памяти, чем обеспечивается запись в блок 4 памяти входного массива данных

R (t)

R (t), при t о

I

2R(t), при t / 0..

0

5

0

При заполнении блока 4 памяти на выходе переполнения счетчика 5 сформирован имцульс, который устанавливает триггер 3 в-состояние 1, при этом на выходе одновибратора 12 формируется импульс, устанавливающий в О накапливающий сумматор 9 и триггер 2. На управляющем входе коммутатора 10 1 обеспечивает подключение выхода сигналов вьщачи отсчетов функции ГОФИУ 1 к счетному входу счетчика 5 и тактовому входу накапливающего сумматора 9. Кроме того, 1 на входе элемента ИЛИ 14-запрещает прохождение тактовых импульсов на вход запись блока 4 памяти, тем самым обеспечивает режим считывания информации, а 1 входе элемента И 15 разрешает прохождение импульсов на тактовый вход ГОИФУ 1. На входы ГОИФУ 1 подаются коды номеров функций Уолша, ковариацию которых необходимо вычислить. Одновременно младшие разряды р и t этих кодов поступают на вхо- ды сумматора 13 по модулю два. и, если р@ С 1, то триггер 2 устанавливается в 1, которая, поступая на вход эдемента ИЛИ 11, запрещает запись информации в накапливающий сумматор 9.

В случае р © Е О триггер 3 установлен в О, на выходе накапливающего сумматора 9 сформирована ко- вариация коэффициентов Уолша согласно равенства (7). Знаковый выход ГОИФУ 1 управляет работой блока 7

преобразования в дополнительный код, f5 татора, выход сумматора по модулю два на информационный вход которого поступает модуль , 6, t) по формуле (6), Далее очередная ордината R(t) перемножается с K(p,2,t) и результат поступает в накапливающий 20 сумматор 9, на выходе которого к концу N-ro такта сформируется COV JCx(p), СДЕ) по формуле (7). После вычисления равенства (7) на выходе переполнения счетчика 5 по- является импульс, который поступает на выход элемента И б, что означает конец формирования ковариации коэффициентов Уолша.

подключен к входу установки величины первого триггера, выход которого подключен к первому входу первого элемента ИЛИ, информационньш вход блока памяти является входом автоковариационной функции анализатора, адресный вход блока памяти подключен к информационному выходу счетчика, выходы блока памяти и блока преобразования в. дополнительный код подключены оот- ветственно к первому и второму в -одам умножителя, выход умножителя подключен к информационному входу накапливающего сумматора, выход накапливающего сумматора является информационным выходом анализатора, вход запуска анализатора подключен к входам установки в О счетчика и второго

Кроме того, при записи в блок 4 памяти ординат процесса и выполнении описанной вычислительной процедуры на выходе накапливающего сумматора 9 формируются коэффициенты разложения по ОИФУ.

Таким образом, предлагаемое устройство дает возможность вычисления как ковариации коэффициентов Уолша по автокорреляционной функции случайного процесса x(t), так и самих коэффициентов разложения в ряд по ОИФУ.

Формула изобретения

Статистический анализатор, содержащий счетчик, накапливающий сумматор и блок преобразования в дополни- тельньй код, отличающийся тем, что, с целью расширения функцио- .нальных возможностей анализатора за счет вычисления ковариации. коэффициентов Уолша, он содержит генератор обобщенных интегральных функций Уол- ша, блок памяти, сумматор по модулю два, умножитель, коммутатор, два триггера, два элемента И, два элемента ИЛИ и одновибратор, причем входы

887184

номеров двух функций Уолша анализатора подключены к входам номеров двух функций Уолша генератора обобщенных интегральный функций Уолша и к вхо- 5 дам сумматора по.модулю два, информационный и знаковьш выходы генератора обобщенных интегральных функций Уолша подключены соответственно к информационному и управляющему входам JO блока преобразования в дополнительный код, выход сигнала выдачи отсчета функции генератора обобщенных интегральных функций Уолша подключен к первому информационному входу коммутатора, выход сумматора по модулю два

подключен к входу установки величины первого триггера, выход которого подключен к первому входу первого элемента ИЛИ, информационньш вход блока памяти является входом автоковариационной функции анализатора, адресный вход блока памяти подключен к информационному выходу счетчика, выходы блока памяти и блока преобразования в. дополнительный код подключены оот- ветственно к первому и второму в -одам умножителя, выход умножителя подключен к информационному входу накапливающего сумматора, выход накапливающего сумматора является информационным выходом анализатора, вход запуска анализатора подключен к входам установки в О счетчика и второго

триггера, выход переполнения счетчика подключен к установке в 1 --второ05

го триггера и к первому входу первого элемента И, выход которого я.вля- ется выходом останова анализатора,

0 выход второго триггера подключен к управляющему входу коммутатора, к второму входу первого элемента И, к первым входам второго элемента И и второго элемента ИЛИ и к входу од5 новибратора, выход одновибратора подключен к входу установки в О первого триггера и к второму входу первого элемента НИИ, выход которо- то подключен к входу установки в О накапливающего сумматора, тактовый вход накапливающего сумматора и счетньй вход счетчика подключены к выходу коммутатора, тактовый вход анализатора подключен к второму информационному входу коммутатора и к вторым входам второго элемента И и второго элемента ИЛИ, инверсный выход второго элемента ШШ подключен к управляющему входу записи блока па512887186

мяти, выход второго элемента И под- обобщенных интегральных функции Уол- ключен к тактовому входу генератора ша.

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано для статистического анализа случайных процессов в системах обработки сигналов на фоне помех. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей анализатора за счет вычисления ковариации коэффициентов Уол- ша. Статистический анализатор содержит генератор обобщенных интегральных функций Уолша, блок памяти,сумматор по модулю два, накапливаюпщй сумматор, умножитель, счетчик, коммутатор, блок преобразования в дополнительный код, два триггера, два элемента И, два элемента ИЛИ и одно- вибратор . Введение в конструкцию анализатора генератора обобщенных интегральных функций Уолша, блока памяти, сумматора по модулю два, умножителя, коммутатора, .двух триггеров, двух элементов И,.двух элементов ИЛИ и коммутатора делает возможным вычисление как ковариации коэффициентов Уолша по автокорреляционной функции случайного процесса, так и самих коэффициентов разложения в ряд по обобщенньм интегральным функциям Уолша. 1 ил.

73

т.ц.

П

о

15

--3

,,лЛуск fCmon

Составитель В.Байков Редактор Н.Вобкова Техред Л.Олейник Корректор Н.Король

Заказ 7810/48 Тираж 673Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Щ)оизводственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,4

f

11

f Вых.