Адаптивный коррелометр Советский патент 1979 года по МПК G06F17/15 

(54) АДАПТИВНЫЙ КОРРЕЛОМЕТР

1

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и, в частности, к специализированным средствам, предназначенным для аппаратурного измерения статистических (вероятностных) характеристик случайных процессов,

В основном авторском свидетельстве СССР № 602952 описан адаптивный коррелометр, содержащий первый и второй аналого-цифровые преобразователи, входы которьк являются соответственно первым и BTOEftJM входами коррелометра, и выходы подключены соответственно к первому и второму входам блока умножения , выход которого через усреднитель соединен со входом первого накопителя, выход которого подключен ко второму входу усреднителя , ко входу экстраполятора и к первсялу входу блока определения погрешности, второй вход которого соединен с выходом экстраполятора, а выход - с первьнл входс 1 блока сравнения, второй вход которого подключен к первому выходу блока задания погрешности, выход блока сравнения соединен с первым входом сумматора, второй вход которого подключен к выходу второго накопителя, информационный вход которого соединен с выходом сумматора, второй вход первого аналого-циЛрового преобразователя накопителей и счетчика-делителя объединены и подключены к преобразователю кода, первый вход которого подключен к выходу генератора импульсов, а второй - к выходу второго накопителя , выход счетчика делителя соеди

0 нен с управляющим входом второго аналого-цифрового преобразователя

Это известное устройство построено по параллельно-последовательному

5 принципу и осуществляет адаптивное измерение корреляционной функции с использованием принципа накопления по индексу (синхронное накопление). . Измерение совокупности ординат корреляционной функции осуществляется с адаптивным шагом по аргументу, который корректируется по результатам сравнения действительной д и заданной погрешностей восстановления,

5 а процесс адаптации заканчивается после достижения равенства д §з ° всем диапазоне изменения аргумента корреляционной функции.

Указанная особенность, т.е. требование выполнения равенства д. з

0 приводит к необходимости задания минимального шага дискретности аргумента (задержки) достаточно малой величины. Объем накопителя задержки определяется величиной шага дискретности и необходимым диапазоном изменения задержки), тем больший требуется объем накопителя. Это приводит к увеличению времени сходимости .адаптивного алгоритма измерения корреляционной функции и следовательно, к увеличению времени анализа исследуемых процессов. Цель изобретения - повышение быстродействия, т.е. уменьшение време. ни анализа исследуемых процессов. Поставленная цель достигается тем что в адаптивном коррелометре по авторскому свидетельству СССР № 602952 вход блока задания погрешностей соединен с выходом первого накопителя, а второй выход блока задания погрешностей соединен с третьим входом блока сравнения. Второе отличие адаптивного коррелятора состоит в том, что блок задания погрешностей содержит элемент вы деления максимума,вход которого явля ется входом блока задания пог решностей,выход элемента выделения максиму ма .соединен с первым входом первого элемента деления,второй вход которог подключ1эн к выходу элемента задания величины отклонения, а вькод соединен с первым входом второго элемен та деления, второй вход которого под ключен: к выходу элемента задания величины зоны нечувствительности, выходы элементов деления являются соответственно, первым и вторым выходами блока задания погретаноетей, - . Третье отличие адаптивного корре™ лометра состоит в том,что блок сравнения содержит первый и второй элементы вычитания, элемент форйжрования корректирующего сигнала, выход которого является выходом блока сравнения, первый и второй входы пер вого элемента вычитания и первый ВХОД второго элемента вычитания являются соответственно первым, вторым и третьим входами блока сравнения, первый выход первого элемента вычита ния соединен с первым входом логичес кого элемента с тремя устой:чивыми состояниями, второй вход которого подключен к выходу второго элемента вычитания, второй вход которого соединен со вторым выходом первого элемента вычитания. На чертеже представлена структур мая схема адаптивного коррелометра, Адаптивный коррелометр содержит аналого-цифровые преобразователи 1, блок умножения 2, усреднитель 3, на копители 4 и 5, экстраполятор б, блок определения погрешности 7,блок сравнения 8, сумматор 9, преобразователь кода 10, счетчик-делитель 11, генератор импульсов 12 и блок задания погрешности 13, Блок задания 13 содержит элемент выделения максимума 14, элементы деления 15 и 16, элемент задания величины отклонения 17 и элемент задания величины нечувствительности 18. Блок сравнения 8 содержит элементы вычитания 19 и 20 и элемент формирования корректирующего сигнала 21. Входы преобразователей 1 соединены со входами коррелометра, а выходы - со входами блокл умножения 2. Выход последнего через усреднитель 3 связан со входом накопителя 4. Выход накопителя 4 соединен со входами экстраполятора б и элемента выделения максимума 14, а также со вторыми входами усреднителя 3 и блока определения погрешности 7f первый вкод последнего по,цключен к выходу экстраполятора б а выход к первому входу элемента вычитания 19„ Выход элемента 14 связан с перзьм входом элемента деления 15, второй вход которого соединен с выходом элемента задания величины отклонения 17, а выход - с первым входом элемента деления 16 и Ёторыгл входом элемента вычитания 19, Второй вход элемента деления 16 .подключен к выходу элемента задания величины зоны нечувствительности 18, а выход - ко второму входу элемента внчитания 20 о Первый и второй выхоры эле.мента 19 подключены соответственно к первьм Входам элемента формирования корректирующего сигнала 21 и элемента вычитания 20, Второй вход элемента 21 связан с выходом элемента 20, а вы.ход - с перВЕда входом сумматора 9 Второй вход последнего соединен с выходом накопителя 5 и первым входомпреобразователя кода 10, а выход со входом накопителя 5. Второй вход преобразователя кода 10 подключен ., к выходу генератора импульсов 12, а выход - ко вторьте входам накопителей 4 и 5, к управляющему входу первого аналого-цифрового преобразователя 1 и, через счетчик-делитель 11, к управляющеьту входу второ.го преобразователя 1. Устройство работает следующим образом. Входные сигналы поступают на аналого-цифровые преобразователи аналог-код 1, осуществляющие преобразование сигналов в моменты прихода импульсов запуска с преобразовате.ля кода 10 и счетчика-делитель j-i. Преобразованные сигналы поступают на блок умножения 2, с выхода которого сигнал, пропорциональный их произведеншо, поступает на вход усреднителя 3f а с его выхода на накопитель 4, В усреднителе 3 осуществляется формирование промежуточных значений ординат корреляционной функции, а в накопителе 4 - их хранение, В экстр поляторе б осуществляется восстанов ление корреляционной функции из поступающих с накопителя 4 ординат по заданной функции восстановления. В блоке определения погрешности 7 определяется действительная погреш- ность восстановления как максиМ- -.ьное отклонение восстановленной . :ции от измеренной. В блоке зада ния погрешности 13 формируются абсо лютные значения заданных величины отклонения -j и величины зоны нечувс вительности д ф Абсолютные значени |j и д формируются в результате деления в блоках деления 15 и 1б,ма симального значения корреляционной функции R(C)jncjx выделенного в элементе выделения 14, на значения заданных в элементах 17 и 18 соответственно величины отклонения и зоны нечувствительности л о, , в соответствии с выражениями: fJ C Mox/..... а-- g- .а. iie Таким образом, заданная погреш.нэсть восстановления формируется в соответствии с выражением: IB CI- CIВведение зоны нечувствительности д позволяет существенно снизить тр бования к величине шага дискретности задержки, а следовательно увеличить скорость сходимости адаптивног алгоритма измерения корреляционной функции, т.е. уменьшить продолжител ность анализа- исследуемых процессов Управляющее воздействие, необходимо для корректиров,ки величины Jiiara задержки, формируется в блоке сравнения 8. В элементе вычитания 19 срав ниваются значения и д. На первом выходе формируется сигнал: (inpu/je K oi ,-lonpHlV d а на втором выходе: (/§д- с, В блоке вычитания.20 формируется си нал )JinpH © ( oпpи/йl дl cil Сигналы Q. и QIпоступают на логический элемент 21, с выхода которого корректирующее воздействие - «к поступает на сумматор 9. Корректирующее воздействие 0 формируется в со отретствин с таблицей: При Ох равном (+1) и (-1) содержимое сумматора 9 соответственно или увеличивается, или уменьшается на единицу. При OT О корректировки не происходит. Таким образом, если значение ординат корреляционной функции находится в зоне определяемой как д + д (Д,т.е. равной 2 г., то корректирующее воздействие не формируется, В каждой ячейке накопителя 5 находится число, показывающее количество квантов в шаге задержки ординаты корреляционной функции, находящейся в соответствующей ячейке накопителя 4. Преобразователь кода 10 осуществляет преобразование кодов шагов задержки в последовательность импульсов . Положение двух соседних импульсов однозначно соответствует величине шага задержки, который преобразуется в данном такте. Импульсы с выхода преобразователя кода 10 осуществляют запуск первого аналогоцифрового преобразователя 1, синхронизируют работу накопителей 4 и 5 и, поделенные на число tn , равное числу определяемых ординат, осуществляютзапуск второго аналогоцифрового преобразователя 1, Коррелометр работает циклически, причем в начальный момент р аботы в накопителе 4 информация отсутствует, а э накопителе 5 должна быть занесена информация о Величине начальных шагов задержки, например минимально возможная величина, В каждом цикле осуществляется формирование оценки корреляционной функции (по некоторому объему выборки) и корректировка шагов задержки,в соответствии с корректирующим воздействием ©j , Процесс адаптивного измерения корреляционной функции заканчивается при выполнении соотношения: 1с,- а | дН « аВведение дополнительных элементов связей в известную структуру приодит к уменьшению необходимого вре- ени анализа исследуемых процессов. казанное положительное свойство озволяет повысить эффективность раоты адаптивных коррелометров при дновременном расширении области исользования. Формула изобретения 1. Адаптивный коррелометр по аворскому свидетельству № 602952,