Коррелометр Советский патент 1989 года по МПК G06F17/15 

(fjue.i

Изобретение относится к вычислительной технике и приборостроению и может быть использовано в информационно-измерительных системах, а также в системах управления и контроля.

Цель изобретения - повышение точности.

На фиг.1 представлена структурная схема коррелометра; на фиг.2 - схема блока вычисления пределов.

Коррелометр (фиг.1) содержит блок 1 центрирования, умножитель 2, элемент 3 задержки, первый 4 и второй 5 элементы сравнения, элемент И-НЕ 6, элементы И 7,. 8 и 9, элемент ИЛИ 10, сумматор 11, делитель.12, блок.13 синхронизации, счетчик 14, блок 15 вычисления пределов и регистр 16.

Блок вычисления пределов (фиг.2) содержит квадратор 17, умножители.

18 и 19, вычитатели 20 и 21, сумматор 22 и регистр 23 пямяти постоянных коэффициентов.

Принцип работы коррелометра заключается в следующем,

В мультипликативном методе корре- ляционная функция определяется как математическое ожидание произведения исходного и запаздывающего сигналов

р .х„..

1 f Z п м-1

Плотность распределения перемно- женных сигналов - исходного и запаздывающего - имеет вид:

Изобретение относится к вычислительной технике,и может найти применение в приборостроении, радиотехнике, информатдаонно-измерительных системах, а также в системах управления и контроля. Цель изобретения - повышение точности. Коррелометр содержит блок 1 центрирования, умножитель 2, элемент задержки 3, элементы сравнения 4 и 5, элемент И-НЕ 6, элементы И 7, 8, 9, элемент 1ШИ 10, сумматор 11, делитель 12, блок 13 синхронизации, счетчик 14, блок 15 вьиис- ления пределов и регистр 16. В коррелометре, используя нижние и верхние пределы доверительного интервала распределения, вьиисляемые в блоке. 15, определяют нор 1ированную функцию корреляцией. По мере уточнения функ1р1и корреляции происходит корреляция пределов доверительного интервала для перемножаемых сигналов. Коррекхщя позволяет более точно производить анализ достоверности входных сигналов и оценивать функцию корреляции. 2 ил. S (Л

1 1 р h(be)F-И).

p(p,Y) у; р - коэффициент корреляции пере- множенных сигналов;

); .

Аппроксимируя выражение (1), получаем достаточно простые соотношения для нижнего (h,) и верхнего (h) пределов доверительного интервала распределения Y.

Для нижнего предела

Ь. 1

с-р- 3.

для верхнего предела

F(1-р )

где d - заданная доверительная

вероятность;

- постоянный коэффициент, определяемый величиной доверительного интервала .. при р 0.

В процессе вычисления корреляционной функции текущие произведения ис ходного и запаздывающего сигналов сравниваются с величинами обоих поро гов. Если полученное произведение не превышает ни один из порогов, то корреляционная функция вычисляется

(1)

обычным путем. Если же происходит превьпиенй е одного из порогов, то

0 произведение заменяется величиной превьшенного предела. В начальном состоянии работы устройства оценка корреляционной функции принимается произвольно (например, р 0). По

5 мере уточнения оценки р происходит коррекция пределов доверительного интервала для перемножаемых сигналов. С другой стороны, коррекция позволяет более точно производить анализ досто0 верности входных сигналов и оценивания корреляционной функции.

Таким образом оценка корреляционной функции р и пределы доверитель- ного интервала связаны отрицательной

5 обратной связью, обеспечивающей устойчивость процедуры оценивания. Коррелометр работает следующим

образом.

Центрированная в блоке 1 величина входного сигнала поступает на первый вход умножителя 2 и одновременно задерживается в элементе 3 задержки. На второй вход умножителя 2 с выхода элемента 3 задержки поступает величина .задержанного в предыдущем такте сигнала. Произведение исходного и задержанного сигналов с выхода умножителя 2 поступает на первые входы . элементов 4 и 5 сравнения, на вторые

входы которых с выхода блока 15 вычисления пределов поступают вeличи- ны верхнего и нижнего пределов сравнения. В элементе А сравнения происходит сравнение величины произведения с верхней границей доверительного интервала, а в элементе 5 сравнения - с нижней границей h,. Если величина получаемого в умножит.еле 2 произведения превышает верхний предел hj, сигнал с выхода элемента 4 открывает элемент И 7, и на вход элемента ИЛИ 10 проходит величина верхнего предела h, при этом элементы И 8 и 9 закрыты. В противном случае элемент И 7 закрыт. Если величина произведения оказывается меньше нижнего предела Ь.,, то сигнал с выхода элемента 5 открывает элемент И 9,- и на вход элемента ИЛИ 10 проходит величина нижнего предела h, (элементы И 7 и 8 закрыты). В противном случае элемент И 9 закрыт. В случае, когда величина произведения оказывается меньше h, но больше h, (т.е. величина входит в допустимые пределы), сигналы с выходов элементов 4 и 5 сравнения поступают.на входы элемента И-НЕ 6, а сигнал с его выхода поступает на вход элемен- та И 8 и открывает его, при этом элементы И 7 и 9 закрыты. В этом случае на вход элемента ИЛИ 10 поступает величина вычисленного в умножителе 2 произведения. Эта величина с выхода элемента ИЛИ 10 поступает на первый вход сумматора 11, где происходит сложение с ранее накопленной суммой произведений, полученных в предьщу- щих тактах работы устройства, Накопленная в сумматоре 11 сумма поступае на его второй вход с вьжода регистра 16. Новая вычисленная в данном такте сумма с выхода сумматора 11 поступает на вход делителя 12 и одновременно в регистр 16 для ее хранения. В делителе 12 происходит деление накопленной суммы на количество, полученных в счетчике 14 произведений. В результате на выходе делителя получаем значение нормированной корреляционной функции, которое поступает на выход коррелометра. Одновременно результирующее значение корреляционной функции поступает на вход блока 15 вычисления пределов. Синхронизацию работы блоков коррелометра осуществляет блок 13 синхрони5

17224

зации, состоящий из генератора тактовых импульсов и распределителя им-, пульсов.

Блок 15 вьиисления пределов работает следуюшлм образом.

На его вход поступает с выхода коррелометра ве.чичина р . В квадраторе 17 она возводится в квадрат,

1Q затем в умножителе 19 производится умножение на постоянную величину 1, а в умножителе 18 происходит умножение величины корреляционной функции на постоянную.величину 2/d. Хранение

15 постоянных величин производится в регистре 23 памяти. В вычитателе 20 определяется разность . 1 - 1- р 1. (1-р), .поступающая на первые входы вычитателя 21 и сумматора 22,

2Q вторые входы которых соединяются с выходом умножителя 18. На выходе вычитателя 21 получаем величину нижнего .предела .h доверитель ного интервала, а на выходе сумматора 22 25 величину верхнего предела h,.

Формула, изобретения

Корре,аометр, содержащий блок цент30 рирования, выход которого соединен с информациснньм. входом элемента задержки, выход которого подключен к входу множителя.блока умножения, сумматор, .выход которого соединен с информационным входом регистра, счетчик и блок синхронизации, первый и второй выходы которого соединены соответственно.с входами синхронизации элемента задержки и регистра,

.„ третий, четвертьй, пятый и шестой выходы блока синхронизации подключены соответственно к счетному входу счетчика и к входам синхронизации блока деления, сумматора и блока умножения, о т..л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью .повьппения точности, в него введены два блока сравнения, три ключа, блок вычисления пределов, элемент И-НЕ-и элемент ИЛИ, выход

gQ которого соединен с первым входом сумматора, второй вход которого подключен к выходу регистра, а выход соединен с входом делимого блока деления, вход делителя которого под55 ключен к выходу счетчика, а выход является выход коррелометра и соединен с информационным входом блока вычисления пределов, вход синхрони- за1.ц1и которого подключен к седьмому

35

45

5

выходу блока синхронизации, третий выкод которого соединен с тактовым входом блока центрирования, информационный вход которого является вхо- дом коррелометра, а выход соединен с входом множимого блока умножения, выход которого подключен к информационному входу первого ключа и к первым входам блоков сравнения, вы- ход Больше первого блока сравнени соединен с управляющим входом второ ключа и с первым входом элемента И-НЕ, выход Меньше второго блока

сравнения подключен к управляющему

входу третьего ключа и к второму входу элемента И-НЕ, выход которого соединен с управляющим входом первого ключа, выход значения .верхнего предела блока вычисления пределов подключен к второму входу первого блока сравнения и к информационному входу второго ключа, выход значения нижнего предела блока вычисления пределов соединен с вторым входом второго блока сравнения и с информационным входом третьего ключа, выходы ключей подключены к входам эле15 мента ИЛИ.

сриг.2