Вероятностный коррелометр Советский патент 1979 года по МПК G06F17/18 

(54) ВЕРОЯТНОСТНЫЙ КОРРЕЛОМЕТР

Изобретение относится к вычислител ной технике и предназначено для опрёделения статических характеристик случайных процессов и может найти применение в радиоэлектронике, гидрометеорологии , автоматике, связи, биологии, медицине и других областях науки и техники. Известен вероятностный коррелометр для.вычисления характеристик стационарных случайных процессов (ССП I. Известный прибор имеет ограниченную сферу применения, так как он не может быть использован для обработки широкого класса-случайных процессов - нестационарных случайных процессов (НСП) . Известен вероятностный коррелометр наиболее близкий к изобретению, содержащий сумматор,первый вход которо го является входом коррелометра, а выход соединен с информационным входом первого блока элементов И, выход которого подключен к входу сдвигающего регистра, выход которого СЬеййн ен с его входом и с первымивхбДШйГ первого и второго блоков сравнения, в торые в ходы которых подключены к выходу генератора случайных чисел, выхо.цы блоков сравнения соединены соответсТВенно с -nelSgStKf й втог5Б1М входамй вероятностного блока умножения, выход которого соединен с информационным входом блока памяти, управляющий вход которого соединен с.первым выходом блока управления, второй выход которого подключен к управляющему входу генератора случайных чисел, второй вход сумматора подклинен к выходу второго блока элементов И, информационный вход которого соединен с выходами регистра 2. Известный коррелометр имеет недостаточные функциональные возможности. Учитывая медленный характер изменения корреляционных функций во времени, что справедливо Для многих реальных нестационарных случайных процессов и важность такой Ёероятностной характеристики, как оценки математического ожидания НСП, можно выч.ислять , оценку математического ожидания как функцию времени, а изменекием корреляционйой функции во врейейй Itpeffe6pe4b. Целью настоящего изобретения явпяется расширение фуикциональн 1х воз можностей коррелометра за счет оцен ки текущего среднего нестационарных случайных процессов. Указанная цель достигается тем, что в коррелометр введены третий, четвертый и пятый блоки элементов И счетчик и накапливающий регистр,вхо которого соединен с выходом третьег блока элементов И, выходы подключены соотв,етственно к информационным входам четвертого и пятого блоков элементов И, управляющие входы первого и в.торого блоков элементов И соединены с первым:выходом счетчика, управляющие входы третьего и четвертсЗго блоков элементов И подключены к второму выходу счетчика, управляющий вход пятого блока элеме тов И соединен с третьим выходом счетчика, а выход подклкиен к входу регистра, выход четвертого блока элементов И соединен с третьим входом сумматора , выход которого подключен к информационному входу третьего блока элементов И. На чертеже представлена блок-схе ма коррелометра. Вероятностный коррелометр содержит сумматор 1, блоки 2 и 3 элементов И, сдвигающий регистр 4, накапливающий регистр 5, блок б .управлеНИН, первый блок 7 сравнения, второй блок 8 сравнения, блок 9 вероят ностного умножения, блок 10 памяти, счетчик 11, генератор 12 случайных чисел, блоки 13 и 14 элементов И, регистр 15, блок 16 элементов И. Коррелометр работает следующим образом. Перед началом работы все блоки и элементы устройства устанавливаются в исходное (нулевое) положение. Значение Х| случайного процесса x(t) поступают на вход сумматора 1. Цикл приема и обработки текущих значений коррелометре состо ит из двух тактов. В первом такте производится центрирование входной величины X по текущему значению математического ожидания, хранящему ciH в...регистре 15. В соответствии с этимблоки 2 и 13, управляемые млад шим триггером счетчика 11 (на черте же на показан), открыты, а блок-З и блрд 14 - закрыты. Центрированное зн ачение поступает на сдвигающи регистр 4, после заполнения которог (разрядность сдвигающегр регистра 4 определяет количество Начальных цик лов до заполнения сдвигающего регис 4) начинается вычисление орйинат корреляционной функции. При этом пе вое текущее.число подается в блок 7 .сравнения, где сравнивается с число поступающим с генератора 12 случайн чисел и в вероятностно-кодированной форме (код 1 или 0) подается в блок .9. вероятностного умножения. Затем производится сдвиг содержимого регистра 4 и второе число, переписываясь в начало сдвигающего регистра 4, одновременно поступает в блок 8 сравнения,откуда вероятностно-кодированное число поступает на второй вход блока 9 вероятностного умножения. Результат умножения первых двух чисел с выхода блока 9 поступает в блок 10 памяти. В дальнейшем указанные процессы сдвига, кодирования и умножения сигналов повторяются в Зависимости от числа испытаний, установленных в блоке 6 управления, разрядности сдвигающего регистра 4, а также от длины ряда чисел. Одновременно с первым сдвигом информации в сдвигающем регистре 4 и выработкой первого частного произведения в блоке 9 вероятностного умнржёния формируется второй такт, в результате которого в накапливающем регистре 5 образуется новое значе-ние накопленной суммы вида: i+k ; ; где i - номер входной .величины { - номер массива (-j- 1, 2, 3 ... К- ичина .массива, по которому текущее значение математического ожидания,в данном случае К равно .количеству ординат вычисляемой корре, ляционной функции нестационарных случайных процессов. Во время второго такта триггер младшего разряда счетчика 11 переходит в противоположное состояние, при этом Открываются блоки 14 и 3 через которые осуществляется соот ветственно передача текущего значения накопленной суммы s| в сумматор 1 и передаче.нового вычисленного значения , S + х из сумматора 1 в накапливающий регистр 5. Значение математического ожидания получается выделением соответствующих старших разрядов накапливающего регистра 5 и передачей их в ре- . гистр 15. Последнее осуществляется автоматически по сигналу переполнения счетчика Ц, разрядность Р которого устана.вливается в соответствии с выбранным значением И, так что п 2. По окончании первого цикла приема в обработки входной величины триггер младшего разряда счетчика 11 переходит в новое, соответствующее начальному, положение, подготавливая сумматор 1 к центрированию следующей входной величины х.. Необходимо отметить, что при данной аппаратурной реализации вычисления корре ляционной функции центрирования первых п значений случайного процесса