Коррелятор Советский патент 1976 года по МПК G06G7/19 

(54) КОРРЕЛЯТОР

1

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для оперативного определения корреляционных функций случайных процессов.

Известны корреляторы, содержащие аналого-цифровые преобразователи, запоминающее устройство, арифметическое устройство, регистратор, счетчик циклов и блок автоматического определения экстремальных значений последней точки корреляционной функции 1 и 2. Однжо известные корреляторы характеризуются тем, что, если экстремальные значения двух последних точек корреляционной функции лежат по одну сторону ее истинного значения, а разность значений оценки корреляционной функции в двух последних экстремальных точках меньше заданной, то вычисления прекращаются, хотя при этом может допускаться больщая погрешность. Наиболее близким к изобрете1шю является аналого-дискретный коррелятор З, содержащий соединенные с его входом аналоговый блок запоминания и аналоговый запоминающий элемент, подключенные через соответствующие коммутаторы ко входам блока умножения, выход которого через масштабный блок соединен со входом многоканального аналого-дискретного интегратора, между входом и выходом которого включен блок перезаписи, выход которого соединен со входом накопительной ячейки, блок задания допустимой ошибки, соединенный выходом с первым входом компаратора, второй вход которого подключен к выходу блока вычитания.Этот коррелятор прекращает вычисление корреляционной функции, когда дисперсия ее оценки становится меньше некоторой заданной величины. Однако дисперсия оценки, вычисляемая в данном случае как

л.От.m-j 2

БСК(т)КХО)213К..(лдГП, СО

XТЪX - т

стремится к нулю не лучше, чем j: и при больших N значения К х (- Д V практически не влияют на вьшолнение неравенства DCK(t)6 где 6 -заданная положительная величина, что не позволяет точно определять время окончания цикла измерения корреляционной функции.

Целью изобретения является повышение точности определения корреляционной фзгнкции. В описываемом корреляторе это достигается тем, что он содержит регистр, вход которого соединен с выходом накопительной ячейки, другой выход которой подключен к первому входу блока вычитания, второй вход которого соединен с выходом регистра. На чертеже показана блок-схема описываемого коррелятора. Он содержит аналоговый блок запоминания 1 и аналоговый запоминающий элемент 2, через коммутаторы 3 и 4 подключенные ко входам блока умножения 5, соединенного через масшгабный блок 6, представляющий собой секдионированпь й делитель с отводами и коммутатором со входом многоканалыюго аналого-дискретного интегратора 7. Между выходом и входом интегратора 7 включен блок перезаписи 8, позволяющий изменять масштаб веЛ1 чин, хранимых в интеграторе 7. Блок перезаписи построен аналогично элементу 2, с той разнндей.что обеспечивает регулируемь Й коэффициент передачи. Выход блока 9 задания допустимой ошибки соединен с первым входом компаратора 10. Накопительная ячейка 11 через регистр 12 подключена к первому входу блока вычитания 13, второй вход которого coeJutieH непосредственно с выходом ячейки 11, а выход блока вычитания 13 соединен со вторым входом компаратора. Вход накопительной ячейки 11 согдинен с выходом масштабного блока 6. Сигнальные входы первого коммутатора 3 подключены к выходам инте раюра 7 и аналогового блока запоминапдя. Выход коммутатора 3 соединен с первым в.чодом блока умножения 5, сигнальные входы коммутатора 4 соединены с выхода.ми интегратора 7 и ana.T oiOBoro заноминаюн его элемента 2. Выход коммутатора 4 подключен ко второму выходу б.юка умножения 5. В работе коррелятора предусмотрены два режи- ма.вычисления опенки коррелящюнной функции и вычислении дисперсии оценки и сравнения ее с заданной донустидмой статистической погрешностью. Переход от первого режима ко второму и обратно осуществляется автомата чески. Работа коррелятора начинается с первого режима. Посредством коммутаторов 3 и 4 выходы блоков 1 и 2 подключаются ко входам блока умножения 5. Масштабный блок 6 обеспечивает козффидиеш передачи-,где N количество шклов, после вьшолнения которых всякий раз производятся вычисления оценки и сравнение ее с заданной статистической погрешностью. Каждый I -и цикл вычисления начинается записью очередной ординаты -С t.,) процесса x(t), в блоки 1 и 2(i-момент начала I -го цикла) и их перемножением с прибавлением полученного произведения, поделенного в блоке коэффициентов на N к ранее накопленной сумме, 1/ N Е X (t) 5 ра нящейся в первой ячейке интегратора 7. В блоке 1, кроме вновь записанной ординаты X (t )хранятся также т-Л ординаты процесса к(-Ь), записа ные в тп - -1 предыдуших циклах и соответствуюшие сдвигу одной относительно другой на время ДТ так как шаг дискретизации процесса Д-t л Т - Эти т- 1 ординаты также умножаются на х (t ), и полученшле первые произведения, поделенные в масштабном блоке 6 на N, прибавляют к соответствуюшям суммам парных произведений, храняидамся в ячейках интегратора 7. После выполнения всех этих операдай ордината (,-) блоке 2 и самая старая ордината х i - -(-т - )дТ в блоке 1 стираются, чем и заканчиваетсяi -и цикл, ) -и 1щкл начинается записыо ). 1 t - ц. . ) в блоки 1 и 2, после чего повторяются все операции предыдущего цикла. Проделав N циклов вычисления оценки, коррелятор автоматически переводится во второй режим. При этом коммутаторы 3 и 4 отключают входы блока 5 от выходов блоков 1 и 2 и подключают к выходу интегратора 7. Вычисление дисперсии оценки производится в соответствии с формулой (1) для вычисле1шя дисперсии оценки корреляционной функции стационарного случайного процесса с нормальным распределением. Значение К(0)из первой ячейки интегратора 7 поступает на блок 5. Значение 1(0)в блоке 6 делится на Ки через первый входной конденсатор накопительной ячейки с коэффициентом два запоминается в накопительном конденсаторе в цепи обратной связи ячейки. Остальные значения оценки также возводятся в квадрат, делятся на N в блоке 6, но затем подаются на второй входной конденсатор и добавляются к содержимому накопительного конденсатора с коэффициентом четыре. Вычисленная,таким образом, дисперсия оценки вычитается в блоке 13 из дисперсии оценки, вычисленной на тфедь дущем шаге и хранящейся в регистре 12, а их разность с помощью компаратора 10 сравнивается с допустимой оишбкой. Если при этом разность дисперсий не превышает допустимой оншбки, то вычисления прекрашаются. Если же она превышает допустимую ошибку, то содержимое ячеек интегратора 7 перезаписывается в эти же ячейки с коэффициентом а значение вновь вычисленной дисперсии оценки переписывается в регистр 12. Одновременно с этой операцией в масштабном блоке 6 посредством переключения его вьосода на другой отвод секционированного делителя устанавливается коэффициент деления 2 N, а также разряжается накапливающий конденсатор накопительной ячейки 11, после чего коммутаторы 3 и 4 подключают входы блока 5 к выходам блоков 1 и 2, и коррелятор начинает новую серию вычислений из N циклов. Во время работы коррелятора по второму ре.жиму, который занимает время трех циклов, блоки 1 и 2 работают, как и в первом режиме, т.е. в соответствующие моменты времени, отстоящие на at: в них стираются старые значения отсчета случайного процесса и заиисьшаются новые. Поэтому временная задержка между ними остается все время равной. Работа коррелятора продолжается до тех пор, пока разность дисперсий, вычисленная на К -шаге и К-И не станет меньше допустимой ошибки, причем в случае невыполнения этого условия, после K-t-l- и