КОРРЕЛЯТОР ДЛЯ ОПЕРАТИВНОГО АНАЛИЗА СЛУЧАЙНЫХ ПРОЦЕССОВ Советский патент 1970 года по МПК G06F17/15 

Изобретение относится к области вычислительной техники и предназначено для онеративного вычисления кэрреляционных функций случайных ироцессов, заданных в виде непрерывно изменяющихся паиряжений.

Известеи коррелятор, содержаи ий входные устройства, заноминающие и множительное устройства, а также сумматор; интервал наблюдения задается в корреляторе перед началом работы и зависит от некоторых аириорных данных об исследуемых процессах.

Предложенный коррелятор отличается тем, что содержит блок автоматического определения экстремальных значений последней точки корреляционной функции, состоящий из сумматора, блока задания допустимой ошибки и блока онределепия экстремальных значений, причем входы сумматора соедипепы с выходами блока задания допустимой ошибки, блока определепия экстремальных значений, арифметического устройства и устройства управления, а выход сумматора соединен со входом устройства унравления; входы блока определения экстремальпых зпачений соединены с арифметическим устройством и устройством управления.

тора; на фиг. 2 - кривая приближения онен и корреляг, функцин к ее точному з 1аченню.

Устройство содержит аналого-ц фровые нреобразователи 1 и 2, запоминающее устройство 3, арифметическое устройство 4, счетчик циклов 5 и регистратор 6, составляющие блок вычисления точек корреляциоиной функции, а также блок автоматического онределе 1ия экстремальных значений последней точки корреляционной функции, содержащий, в свою очередь, блок 7 оиределения э стремальных значений, сумматор S и блок 9 заданий допустимой ошибки. Для синхронизации работ Л всего коррелятора в схему введено унравляющее устройство 10.

Известно, что оценка корреляциоиной фу1 кцин, вычисленная на ко 1ечном 1 1тервалс но формуле:

Т- ( X(i)-y(i + )dl,

о

является случайной функцией интервала наблюдения Т при аналоговом вычнслении или количества ординат ;V при дискретном вычислении. Точное же значение корреляц 10Н 1ой функции является математическим ожиданием оценк корреляционно Поэтому оценка корреляционной функции при увеличении интервала наблюдения приближается к точному значению (заранее неизвестному), совершая затухающие колебания вокруг этого неизвестного значения. Если при приолижении оценки корреляционной функции к ее точному значению разность между двумя соседними экстремальными значениями 6но абсолютной величине уменьшается до е, то все последующие вычисленные значения оценки оудут отличаться от точного значения не оолее чем на е. Причем, если условие 61 S выполняется для последней точки корреляционной функции, соответствующей задержке, то тем оолее оно будет выполняться для всех остальных, так как эта точка вычисляется на самом коротком интервале Т - Тшах (или Л - т для дискретного коррелятора) и имеет наибольшую ошибку вычисления. 1 оррелятор работает следующим образом. ьходные аналоговые сигналы, представляющие исследуемые процессы, аналого-цифровыми преооразователями У и 2 квантуются по времени с шагом Ai и преобразуются в цифровой код, а затем записываются в запоминаюшее устройство 3. Б процессе работы коррелятора в запоминающем устройстве хранится т ординат процесса x(t), одна ордината процесса y(t) и т сумм парных произведений вида Xiyi + ,,. В /-ОМ цикле вычисления ордината г/у процесса y(t) считывается попарно со всеми ординатами JCy-jj., .+i ,.. ., Xj процесса x(t) в арифметическое устройство 4, где они перемножаются, и полученные элементарные произведения прибавляются к соответствующим суммам парных произведений. После выполнения m таких операций ордината Xj-.,. процесса x(t), которая уже использовалась в т циклах, и ордината yj процесса y(t) стираются, на их место записываются соответственно новые ординаты процессов, в счетчик циклов 5 добавляется единица, и содержимое ячейки, в которой накапливается сумма элементарных произведений для последней точки корреляционной функции, делится на содержимое счетчика 5. В блоке 7 хранится в дополнительном коде значение оценки последней точки корреляционной функции ) вычисленное в (/-1)-ом цикле, и знак ai,НОСТИ .Rg;24 ma:c),. 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 s. В полученном в арифметическом устройстве 4 новом значении оценки корреляционной функции изменяется знак, и это число подается в дополнительном коде на сумматор блока ность )(Vax) - jRi,(T:max), записанная в дополнительом коде. Знак этой разности сравнивается с запомненным знаком разности ) ). При СОВПадеНИИ ЗНаков (что говорит об отсутствии экстремума), сумматор 8 блока 7 сбрасывается в «О, и в него в дополнительном коде записывается значение последней точки корреляционной функции, вычисленное в /-ом цикле, носле 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 /-ом цикле, изменяется знак, и это число в дополнительном коде подается на сумматор в. В результате на сумматоре в дополнительном коде записывается ошибка в вычислении б. Знак этой ошибки запоминается в отдельном триггере сумматора и, в зависимости от того, положительна б или отрицательна, значение допустимой ошибки из олока 9 передается в сумматор соответственно дополнительным или прямым кодом. При этом изменение состояния знакового разряда сумматора будет сигналом для нрекращения вычислений, по которому т накопленных сумм элементарных произведеНИИ делятся на число циклов, полученное в счетчике 5, и результаты выводятся на регистратор 6. Бели состояние знакового разряда сумматора 8 не изменилось (ошибка вычисления оценки по абсолютной величине больше допустимой ошибки), с л;матор блока 7 и сумматор 8 сбрасываются в «О, и в них записывается последнее значение оценки последней точки корреляционной функции, после чего коррелятор переходит к новому циклу вычислений. Предмет изобретения Цифровой коррелятор для оперативного анализа случайных, процессов, содержащий аналого-цифровые преобразователи, запоминающее устройство, арифметическое устройство, устройство управления, регистратор и счетчик циклов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности вычислений, коррелятор содержит блок автоматического определепия экстремальпых значений последней точки корреляционной функции, состоящий из сумматора, блока задания допустимой ошибки и блока определения экстремальных значений, причем входы сумматора соединены с выходами блока задания допустимой ошибки, блока определения экстремальных значений, арифметического устройства и устройства управления, а выход сумматора соединен со входом устройства управления; входы блока определения экстремальных значений соединены с арифметическим устройством и уст

%//7)