УСТРОЙСТВО для ИЗМЕРЕНИЯ КОРРЕЛЯЦИОННОЙ Советский патент 1973 года по МПК G06F17/15 

Предлагаемое устройство относится к области вычислительной техники и предназначено для измерения корреляционной функции стационарного эргодического процесса, представленного в виде последовательности случайных чисел с любым законом распределения.

Известны цифровые коррелометры, работающие по методу умножения, суммирования и возведения в квадрат.

Эти устройства отличаются высокой сложностью схем, для их работы необходимы арифметические И запоминающие устройства, получение высокого быстродействия связано со значительными трудностями.

Известны также аналоговые коррелометры, использующие метод определения корреляционной функции по знаковой функции корреляции. Для измерения корреляционной функции последовательности случайных чисел такими устройствами Необходим преобразователь код-аналог.

Известные коррелометры содержат генератор равномерно распределенных случайных чисел, регистр, схему сравнения, триггер памяти, логические схемы, генератор тактов, счетчик знаковых совпадений, счетчик общего числа сравнений, линию задержки, триггер останова, делитель частоты и вентили.

Применение аналогичного метода для построения цт1фрового коррелометра дало возможность разработать устройство, обладающее высоким быстродействием, хорошей разрешающей способностью и относительной простотой.

Целью изобретения является упрощение устройства и повышение его надежности. С этой целью схема сравнения выполнена

одноканальной, выход ее соединен с первыми входами .соответствующих вентилей, вторые входы которых подключены к выходам генератора тактов, а выходы вентилей подключены к нулевым входам триггеров памяти.

Работа устройства основана на использовании известного соотношения между нормированной корреляционной функцией и значением вероятностисовпадения знаков исследуемой последовательности случайных чисел в

моменты t и (/ + т)

/(.) 2Р-1,

где Р - оценка вероятности знаковых совпа25дений.

Исследуемая последовательность случайных чисел X(t) сравнивается с опорными равномерно распределенными случайными числа30 ми U(t).

Результаты сравнения могут быть записаны в следующем виде: в момент времени t t-i+КАт

+ 1, при x(i)U(t)

z(i)

- 1, при x((i) в момент времени t

+ 1, при x((t)

z(f)

1, при x(t)U(()

вероятности Р представляет собой

i()

Р

N

где Т (т) -число знаковых совпадений Z(t)

я Z(t в момент времени t и /, N - общее число сравнений.

Выбор Л 2-10 дает возможность сделать устройство прямопоказывающим. .

На чертеже представлена блок-схема устройства для измерения корреляционной функПИИ последовательности случайных чисел.

Регистр / предназначен для запоминаний числа в режиме измерения дисперсии. Регистр выполнен на триггерах с раздельными входами. По одиим входам происходит запись числа, по другим - сброс.

Цифровая схема сравнения 2 служит для сравнения двух чисел, представленных в параллельном двоичном коде. Состоит из одноразрядных схем сравнения, соединенных последовательно. Результат сравнения выдается в виде импульса на выходе схемы, когда число

X((t}

В остальных случаях импульс отсутствует.

Генератор 5 равномерно распределенных чисел предназначен для выработки многоразрядного двоичного числа, служащего опорным случайным процессом U(t). Генератор состоит из п генераторов равновероятных случайных чисел О и 1. Вентили 4 предназначены для управления импульсами во времени. Триггеры памяти 5 предназначены для запоминания результатов сравнения. Трехвходовые импульсные схемы «И 6 предназначены для съема результатов сравнения значений X(t} и U(t) в момент времени t и (/+т). Схема «ИЛИ 7 предназначена для суммирования сигналов с выходов схем «И 6.

Десятичный счетчик 8 импульсов с индикацией предназначен для подсчета количества знаковых совпадений, десятичный счетчик 9 - для подсчета общего числа сравнений (коэффициент пересчета ).

Триггер останова 10 управляет подачей импульсов на входы десятичных счетчиков S и 9.

Делитель частоты // для выработки импульсов, частота которых кратна частоте синхронизирующих импульсов, представляет собой двоичный счетчик с дешифратором. Выходы дешифратора соединены с переключателем Яь который обеспечивает регулировку т. Генератор тактов 12 предназначен для выработки импульсов, обеспечивающих нормальную работу устройства. Запуск генератора внешний с клеммы «Синхронизация.

ЛиНия задержки 13 осуществляет задержку импульсных сигналов, необходимую для правильного функционирования делителя частоты.

В целом работа устройства состоит в следующем.

При подаче синхронизирующего импульса, в генераторе тактов 12 вырабатываются импульсы, обеспечивающие поступление на схему сравнения 2 равномерно распределенного случайного числа опорного сигнала U(t), с одной стороны, и случайного числа исследуемой последовательности X (t) с регистра 1, с

Другой стороны. Схема сравнения 2 реализует операцию сравнений двух чисел и в случае, если значение числа из последовательности X(t) больше числа из последовательности и (t) на выходе схемы сравнения появится

импульс, который через один из открытых вентилей 4 перебросит триггер памяти 5 в единичное состояние. С подачей второго синхронизирующего импульса произойдет новое генерирование значения U(t) и его сравнение

со значением числа из последовательности X(t) (при ). В случае, если значение X(it)U(t) импульс со схемы сравнения 2 через другой открытый вентиль 4 перебросит в единичное состояние второй триггер памяти

5. Поочередное подключение триггеров памяти 5 через вентили 4 к выходу схемы сравнения 2 осуществляется с генератора тактов 12. После каждой пары сравнений на схеме «И 6 подается опросный импульс, и, если в

результате пары сравнений триггеры памяти 5 находятся в одинаковом состоянии ( «О), сработает одна из схем «И 6 и импульс с ее выхода через суммирующую схему «ИЛИ 7 поступит на вход счетчика с индикацией 8.

После этого происходит установка триггеров памяти 5 в нулевое состояние, после чего операции сравнения подвергается следующая пара чисел из последовательности X(t}, отстоящих друг от друга по времени на величину

(fe-0, 1, 2,...), где , fcmixp -

синхр

частота синхронизирующих импульсов.

При подсчете счетчиком 9 установленного числа синхронизирующих импульсов N -

2-10, импульс с его выхода перебрасывает триггер останова 10, высокий потенциал с единичного выхода которого поступает на вентили 4, и перекрывает поступление импульсов в счетчики 8 и 9. По отношению показаНИИ счетчика 8 к числу импульсов, подсчитанных счетчиком 9, определяется величина оцеики Р. - . Л

Для проведения повторного цикла испытаНИИ необходимо нажать кнопку «Пуск,