Устройство для определения интервала корреляции Советский патент 1991 года по МПК G06F15/336 

i

(61) 1546996

(21) 4663104/24

(22 16.03.89

(46) -07.01.91. Бюл. № 1

(72) А.Н.Сазанович и Э.В.Борисов

(53)681.3(088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР

№ 1546996, кп. G 06 F 15/336, 1988.

(54)УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИНТЕРВАЛА КОРРЕЛЯЦИИ

(57)Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для анализа стационарных эргодических процессов, в частности при определении глубины связанности процессов. Цель изобретения повышение быстродействия и точности при анализе квазистационарных процессов . Устройство содержит аналого- цифровой преобразователь 1, регистры 2, 3, блоки 4, сравнения, элементы 5-7, 19, 224-22м задержки, счетчики 8, 12 18, блоки элементов И 9, 11, дешифраторы 10, 13, генератор 14 тактовых импульсов, делитель 15 частоты;группы элементов И 16 Мг формирователь 20 импульсов,, элементы ИЛИ 17, 23. При превышении количества поворотных точек пороговых значений производится ускоренная перестройка частоты дискретизации случайного процесса. 1 ил.

е-2

К

.«.

Изобретение относится к вычислительной технике, может быть использовано для анализа стационарных эрго- дических случайных процессов, в част- ности для определения глубины связанности процессов, и является усовершенствованием устройства по авт. св.№ 1546996.

Цель изобретения - повышение быст- родействия и точности при анализе квазистационарных процессов.

На чертеже представлена структурная схема устройства.

Устройство содержит последователь- но соединенные аналого-цифровой преобразователь 1, первый 2 и второй 3 регистры, блок 4 сравнения, третий 5, второй 6 и первый 7 элементы задержки, второй.счетчик 8, второй блок 9 элементов И, первый дешифратор 10, первый блок 11 элементов И, первый счетчик 12, второй дешифратор 13, генератор 14 тактовых импульсов, делитель 15 частоты, группу элементов И 16, элемент 17, счетчик 18, дополнительный элемент 19 задержки, формирователь 20 импульсов, дополнительную группу элементов И , группу элементов 22 -22/ задержки, до полнительный элемент ИЛИ 23, группу элементов 244-22W сравнения, входы значений параметра отличия от признака коррелированности.

Устройство работает следующим об- разом.

На генераторе 14 тактовых импульсов устанавливается начальная тактовая частота f, которая соответ- ствует условию fH «f к, где f« 1/&Тг, при этом АТК - интервал корреляции исследуемого сигнала. Регистры 2 и 3 обнуляются. Тактовая частота поступает на вход делителя 15 частоты, где осуществляется деление тактовой частоты в виде fj k fM(i 1,.. .,l)k , если j i, заранее набранные коэффициенты и формирование на каждом из выходов делителя i (i 1,...,1) последовательностей импульсов с частоты f. Выбор конкретной частоты f}, в соответствии с которой производится дискретизация, по времени исследуемого сигнала x(t), осуществляется на основании содержимого счетчика 12 с помощью дешифратора 13, группы элементов И 16 и элемента ИЛИ 17.

с

0

5

Исследуемый сигнал x(t) поступает на информационный вход аналого-цифрового преобразователя 1, в котором с периодом &Т- 1/f происходит дискретизация сигнала путем преобразования его текущего уровня в двоичный цифровой код. Результат каждого аналого-цифрового преобразования исследуемого входного сигнала устройства запоминается соответственно на один и на два шага в регистрах 2 и 3.

Блок 4 сравнения производит сравнение очередного пришедшего значения сигнала x(tj) с задержанными на ДТ) и 2 &Т в регистрах 2 и 3 x(tO и x(.). По результату сравнения на выходе блока формируется единичный импульс в случае, если х (t}) : х(ь,) x() или x(tj)(t ),) x(.

Вырабатываемые блоком 4 сравнения импульсы подсчитываются счетчиком. Одновременно в счетчике 18 подсчитывается требуемое число отсчетов сиг- нала x(tj) в моменты t,, j 1,...,n.

При накоплении счетчиком 18 числа п выход переполнения этого счетчика подается на второй вход блока элементов И 9, разрешая прохождение накопленной в счетчике 8 суммы поворотных точек на дешифратор, первый выход дешифратора 10 соответствует случаю отсутствия корреляции в дискре- тизированном сигнале. Второй выход дешифратора 10 соответствует случаю коррелированности дискретизированно- го сигнала. Третий выход дешифратора 10 соответствует случаю высокой колебательности исследуемого сигнала. Последний случай возникает либо при неудачном выборе Т начальной тактовой частоты генератора 14, либо при наличии в сигнале узкополосной составляющей большой мощно- сти.

Проверка коррелированности дискре- тизированного сигнала x(tj) производится на основании следующего критерия. В случае некоррелированности сигнала (т.е. в случае шума) средн ее количество поворотных точек р (в которых наблюдается очередной локальный минимум или максимум x(t|))выражается формулой М(р) 2/3(п-2), где ni- суммарное число точек дис- кретизированного по времени сигнала x(t), подвергающихся анализу. Известно также, что с увеличением п

величина р может рассматриваться как распределенная по нормальному закону с дисперсией: 1бп-29 90 ;

D(p)

среднеквадратическим отклонением Gp (p). С учетом отмеченного в качестве критерия коррелированности процесса используется следующий.

Если значение р (накопленное в счетчике 8) таково, что выполняется jp-M(p)| L 3(Х„ сигнал x(tj), является шумом. Если р М(р)-30л то x(tj) является коррелированным. Если (p)+3(Jp, то сигнал x(t) является быс.троколебдющимся.

Образование, единичного потенциала на втором выходе дешифратора 10 открывает блок элементов И 11 и выходную шину устройства, подается содержимое i счетчика 12, которое соответствует номеру контролируемой частоты f J. Значение величины интервала корреляции определяется по формуле гк 1/k;fн.

Поступление сигнала с третьего выхода дешифратора 10 свидетельствует о необходимости изменения начальной тактовой частоты генератора 14.

Появление единицы на первом выходе дешифратора 10 происходит при условии, что дискретизированный частотой fj сигнал x(t:) является шумом и требуется выбор новой частоты . Для проведения дискретизации сигнала x(t) новой частотой f i+i f/ первый выход сигнала дешифратора 10 поступает на счетчики 18 и 8, которые обнуляются, а также на вход счетчика 12, увеличивая его содержание на единицу. В соотретствии с новым значением счетчика 12 происходит . возбуждение очередной шины дешифратора 13, которая,, открывая другой элемент И 16, делает рабочей новую частоту f| f- (при этом ДТ ;+, Т; ) .

Одновременно с появлением содержимого счетчика 8, накапливающим число поворотных точек, на входе дешифратора 10, содержимое данного счетчика поступает для его анализа на входы группы блоков 7. w сравнения. Целью данного сравнения является установление факта значи61Q3026

тельности различия числа поворотных точек в счетчике 8 от уровня, отвечающего коррелируемости процесса. Цель реализуется следующим образом. На входах сравнения устанавливаются значения М(р) 3(Го+ Д f при условии, что Л (--, Др Блоки сравнения группы элементов выIQ рабатывают единичный сигнал, если содержимое р счетчика 8 больше значения, установленного на входах блоков сравнения. Данные положительные сигналы открывают соответствуюJ5 щие элементы И 21„- 21 группы, через которые поступает сформированный по переднему фронту формирователем 20 импульс, отвечающий возбуждению шины дешифратора 10, которая соответ20 ствует случаю Шум. Элемент 19 задержки служит для синхронизации работы устройства. Проходящие через элементы задержки импульсы с формирователя 20 задерживаются в них

25 так, что выполняется условие

i; t + i$ , Ј тц

где t- - время формирования импуль- са на выходе формирователя 20, IQ - время задержки сигнала в

i-м элементе . задержки группы,

TU - длительность импульса. Таким образом, при выработке положительных потенциалов блоками сравнений с номерами i, i+1,...,M группы элементов 24 -24м через элемент ИЛИ 23 на счетный вход счетчика 12 посту- пает (М-1+1)-й дополнительный импульс . Поступление дополнительных имг.ульсов позволяет произвести бо- лее быструю коррекцию текущей частоты f и тем самым обеспечивает повышенное быстродействие устройства.

Таким образом, увеличивается быстродействие устройства, а вместе с ним точность определения интервала корреляции для квазистационарных процессов.

Формула изобретения

Устройство для определения интер- вала корреляции по авт.св.№ 1546996,- отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия и точности при анализе квазистационар- ных процессов, введены дополнительный элемент задержки, формирователь импульсов, группа блоков сравнения, группа элементов задержки, дополнительная группа элемента И и дополнительный элемент ИЛИ, причем выход второго блока элементов И соединен с первыми входами блоков сравнения группы, вторые входы которых являются входами группы значений параметра отличия от признака кор- релиройанности устройства, выходы Больше группы блоков сравнения соединены с первыми входами соответ16193028

ствующих элементов И дополнительной группы, выходы которых соединены с входами элементов задержки группы, а вторые входы элементов И дополнительной группы -.с выходом формирователя импульсов, вход которого через дополнительный элемент задержки соединен с первым выходом первого дешифратора, выходы элементов задержки группы и первый выход первого дешифратора через дополнительный элемент ИЛИ соединены со счетным входом первого счетчика.

10