Коррелятор Советский патент 1979 года по МПК G06F17/15 

1

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано при разработке аппаратуры корреляционного ана лиза случайных процессов.

Известно устройство аналогичного назначения, в котором минимальный интервал наблюдения устанавливается в процессе вычисления оценки взаимокорреляционной функции, что существенно уменьшает время анализа при заданной точности 1,

Однако известное устройство достаточно сложно, т.к. вычисляет не только оценку взаимокорреляционной функции, но и дисперсию оценки.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является цифровой коррелятор для оперативного анализа случайных процессов. Он содержит первый и второй аналого-цифровые преобразователи, входы которых являются соответственно первым и вторым входами устройства, а выходы подключены соответственно к первому и второму входу блока памяти, третий вход которого соединен с первым выходом арифметического блока, первый вход которого соединен с выходом блока памяти. Второй выход арифметического блока соединен со входом блока регистрации, а второй вход соединен с выходом счетчика циклов. Третий выход арифметического блока подключен к первым входам блока определения экстремальных значений и сумматора, второй входкоторого подключен к выходу блока задания ошибки, а третий - к выходу блока определения экстремальных значений. Управляющие входы аналого-цифровых преобразователей, блока памяти, счетчикч циклов, сумматора и блока определения экстремальных значений соедидинены с соответствуюпой и выходами блока управления. В устройстве вычисления производятся до того момента, когда разность между двумя соседними экстремальными значениями оценки вз имокорреляционной функции (при где i- аргумент взаимокорреляционной функции) становится меньше некоторой наперед заданной величины 2.

25

Однако длина интервала наблюдения, установленная таким образом, в процессе оперативного вычисления оценки взаимокорреляционной функции может оказаться недпстаточной для достиже30ния заданной статической точности,

так как разность соседних экстремальных значений взаимокорреляционной функции меньшая может достигаться при сильном смещении оценки относительно истинного значения взаимокорреляционной функции, поскольку оценка, вычисленная на конечном интервале наблюдения, является случайной функцией этого интервала.

Цель предлагаемого изобретения повышение точности вычислений,

Она достигается тем, что в коррелятор введен дополнительный счетчик , счетный и установочный входы которого подключены к первому и второму выходам сумматора, а выход соединен со входом блока управления.

На чертеже приведена структурная схема коррелятора.

Коррелятор для оперативного анализа случайных процессов содержит аналого-цифровые преобразователи 1 и 2, блок памяти 3, арифметический блок 4, счетчик циклов 5 и регистратор 6, составляющие блок вычисления ординат корреляционной функции, а также блок автоматическогоопределения экстремальных значений последней точки корреляционной функции содержащий блок 7 определения экстремальных значений, сумматор 8, блок 9 заданий допустимой ошибки, счетчик 10, Для синхронизации работы всего коррелятора в схему введен блок управления 11.

Коррелятор работает следующим образом.

Входные аналоговые сигналы, представляющие исследуемые процессы, аналого-цифровыми преобразователями 1 и 2 квантируются по, вре- мени с шагом At и преобразуют ся в цифровой код, а затем записываются в блок памяти 3. В пра цессе работы коррелятора в блоке 3 хранится тп ординат процесса х(t), одна ордината процесса y(t) ит сумм парных произведений вида +/J. В j-oM цикле вычисления ордината yj процесса у(t) считывается попарно со всеми ординатами xj.jj

XJ процесса x(t) в ари

фметический блок 4, где они перемнсжаются, и полученные элементарны произведения прибавляются к соответствующим суммам парных произведений После выполнения таких операций ордината х процесса x(t), которая уже использовалась в m циклах, и ордината y.j процесса y(t) стираются, на их место записываются соответственно новые ординаты процессов, в счетчик циклов 5 добавляется единица, и содержимое ячейки, в которой йакапливается cyNMa элементарных произведе

НИИ для последней точки корреляционной функции, делится на содержимое счетчика 5, В блоке 7 хранится в дополнительном коде значение оценки последней точки корреляционной функции CC-tncix вычисленное в { d-l)-oM цикле, и знак разности

mc(x).ma) 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 . С арифметического блока 4 новое значение оценки корреляционной функции измененным знаком подается в дополнительном коде на сумматор блока 7 определения экстремальных значений В результате в сумматоре блока 7 .образуется разностьК ; (-Гп,с( г записанная вдополнительном кодее Знак этой разности сравнивается с запом(J-2) ценным знаком разности , (-тоа

У

Х

,0-iV

ixV При совпадении знаков

.(что говорит об отсутствии экстрему ма), записи в сумматоре 8 и блоке 7 стираются и в них в дополнительном коде записывается значение последней точки корреляционной функции, вычисленное в J-OM цикле, после 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 j-oM цикле, изменяется знак, и это число в дополнительном коде подается на сумматор 8 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 @ или отрицательна, значение допустимой ошибки из блока 9 передается в сумматор 8 соответственно дополнительным или прямым кодом. Если состояние знакового разряда сумматора 8 не изменилось (ошибка вычисления оценки по абсолютной величине больше допустимой ошибки), записи в блоке 7 и сумматоре 8 стирается и в них записывается последнее значение оценки последней точки корреляционной функции, после чего коррелятор переходит к новому циклу вычислений. Если состояние знакового разряда сумматора изменилось, то импульс с первого сумматора поступит на счетный вход счетчика 10, уменьшив его содержимое на единицу, а затем цикл вычислений повторяется вновь. Если условие выполняется П раз подряд (п-число,записанное в счетчик 10 перед началом работы кор