Вероятностный спектрокоррелометр Советский патент 1978 года по МПК G06F15/34 

Изобретение относится к области вычислительной техники и предназначено для статистической обработки ин формации в реальном времени, используемой для решения большого класса научно-технических задач. Известно устройство для вычислени статистических характеристик случайных процессов l . Основным не достатком этого извест ного устрюйства является последовательный процесс вычисления статистических характеристик: в начале - зна чений корреляционной функции, а затем - значений спектральной плотности мощности. При вычислении спектральной плотности мощности на основании Фурье - преобразования корреляционной функции, необходимо многократно вероятностно кодировать как значения корреляционной функции, так и значения косинуса. При этом для достижения удовлетворительной точности вычисления спектральной плотности мощности (5-10%) требуется кра ность кодирования, в сотни раз превы шающая кратность кодирования при вычисяенми корреляционной функции. Оба обстоятельства приводят к относитель но 5О.ьи;им временным затратам. Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению является известный вероятностный коррелометр 2j . Этот вероятностный коррелометр содержит блок центрирования, первый вход которого является входом спектрокоррелометра, а выход подк.гаочен к первому входу первого блока вентилей, выход которого соединен с первым входом блока вероятностного округления, выход которого соединен со входом динамического регистра, охваченного обратной связью, выход которого подключен к первому входу регистра числа, первый выход которого соединен с первым входом первого блока сравнения, выход которого подключен к первому входу блока вероятностного умножения, второй вход которого подключен к выходу второго блока сравнения, а выход соединен с информационным входом блока памяти, первый выход которого подк.пючен ко второму входу блока центрирования, второй - через блок определения коэф)ициента масштаба соединен со вторым входом первого блока вентилей, второй вход блока вероятностного округления, второй яхол парного и nropoft вход BTOvx rc блоков сравнения соединен ccjответственно с первьэ, вторым и третьим выходами генератора случайных чисел, второй вход второго блока сра нения подклщчеЕ- к выходу блока вероя ностиого округления, управляющие входы первого блока вентилей, ддинамичес кого регистра, блока памяти и регистра чнсла соединены соответственно с первыми четырьмя выходами блока управ ления , Основным недостатком известного вероятностного коррелометра является невозможность определения плотности мощности в реальном масштабе времени Целью настоящего изобретения является расширение функциональных воз™ можностей вероятностного коррелометра, состоящей в том, что обеспечивается возможность вычислять спектральную плотность (мощности) в реальном масштабе времени, причем независимо от вычисления корреляционной функции. Поставленная цель достигается тем что в вероятностный спектрокоррелометр введены генератор гармонических Функция и второй блок вентилей, первый и второй входы которого подключе ны соответственно к выходу генератора гармонических функций и ко второму вь&оду чисЛхЧ, а управляющий вход соединен с пятьф«1 выходом блока управления, вьзкод второго блока вентилей по,цключен к третьему вхо ду второго блока сравнения, третий выход блока памяти соединен со вто рш-1 входом регистра числа. Вероятностный спект кжоррелометр содержит блок центрирования 1, первый блок вентилей 2, блок вероятностного округления 3, динамический (сдвигающий) регистр 4, регистр числа 5, блок управления 6, первый блок сравнения 7, второй блок сравнения 8 блок вероятностного у1.«ножения 9, блок памяти 10, блок определения коэффициента масштаба 11, генератор случайных чисел 12, генератор гармонических функций 13, второй блок вентилей 14, Предлагаемый спектрокорреломеТр в режиме вычисления спектральной пло ности мощности S (5)реализует следую щий метод ВЕИИСления. Исследуемая временная последовательностьX(iut)j состоящая из N членов (,N), разделяется на i( S iacTKOB, состоя1.иих из С членов каждый ( )-Затем для «каждого учас ка вычисляется точечная оденка период граммы и производится усреднение най денных периодограм м по всем имеюсчимс участкам. То есть вычисление S j (j) производится согласно формуле J .1 ,1 л ( 1 i -,- t , i--o,)-t, .Ca,.,,co.E)(r;,.e,f) точечная ousfiKa Г)ериодограм1«5ы (для i -го участка). x -fPij - центрированная ордината временной последовательности. Перед; началом работы вероятностного спектрокоррелометра по команде Началь 1ая установка все блоки устройства устанавливаются в исходное состояние, после чего устройство готово к работа. Случайный процесс, лредставленный в дискретном виде, поступает через блок центрирования 1 и блок вентилей 2 на вход блока вероятностного округления 3 . Блок вероятностного округления 3 производит округление каждого числа до я -двоичных разрядов, после этого все числа последовательно поступают Е динамический (сдвигающий) регистр 4. После заполнения динамического (сдвигающего) регистра 4 на первый блок вентилей 2 из блока управления 6 поступает сигнал запрета и начинается процесс вычисления точечной оценки периодограммы до -го участка. При этом первое число заносится На регистр числа 5 и через него подается на первый блок сравнения 7, где сравнивается с числом, поступающим с генератора случайных чисел 12, и в виде случайной последовательности поступает в блок вероятностного умножения 9. Одновременно с этим на второй блок сравнения 8 из генератора гармонических функций 13 через второй блок вентилей 14 подается соответствующее значение косинуса. Результат вероятностного умножения этих величин поступает с выхода блока вероятностного умножения 9 в блок памяти 10 для накопления. Процесс вероятностного умножения в дальнейшем, может повторяться в зависимости от числа испытаний 9С, установленных в блоке управления 6, и требуемой точности вычислений. По окончании умножения этих величин на блок сравнения 8 через блок вентилей 14 с генератора гармонических функций 13 подается соответствующее значение синуса и повторяется процесс вероятностного умножения. Результат умножения с выхода блока вероятностного умножения 9 поступает в блок памяти 10 для накопления. Затем производится сдвиг динамического (сдвигающего) регистра 4, на регистр числа 5 поступает следующее число и процесс вероятностного умножения повторяется. После Ц, сдвигов динамического (сдвигающего) регистра 4 генератор гармонических функций 13 блокируется сигналом из блока управления б и на оба блока сравнения 7, 8 через регистр