Устройство для определения интервала корреляции Советский патент 1982 года по МПК G06F17/15 

Изобретение относится к измеренийГ характеристик случайных процессов и у может-быть использовано для оперативного определ ения корреляционных характеристик текущего стационарного случайного процесса. Известно устройство для оценки интервала корреляции, содержащее блок нормирования, два регулируемых фильтра, блок вычитания, блок умножения, блоки усреднения, блок регулировки параметра, квадратор, функциональный преобразователь 1. Недостатком этого устройства является невозможность определения максимального интервала корреляции, определяемого в соответствии с выражением .Ча.( где РХ (t) - нормированная корреляционная функция исследуемого случайного процесса; € -. сколь угодно малая вели- j чина, например 0,02-0,Q5lr max максимальный интервал корреляции, который наиболее Полно характеризует случайный процесс. Известно также устройство для определения экстремумов функций, содер- жащее регистр текущего значения, вход которого подключен к выходу сумматора, а выход - параллельно к первому входу сумматора и информационному входу коммутатора, выход которого со-, единен со входом регистра экстремального значения, а управляющий вход объу единен с установочным входом тригге ра и подключен к выходу блока умножения, первый вход которого соединен с выходом триггера, а второй вход объединен со вторым входом сумматора и подключен ко входу устройства С Это yctpoйcтвo может быть исполь-. зовано для измерения максимального интервала корреляции, ЗА в этом случае сравнение КФ с заданным уровнем 3. должно осуществляться по экстремальным значениям Р; ). Однако при этом ошибка определени может достигать половины периода колебаний КФ. Кроме того, оно не может быть использовано для определения Гк.,монотонно-убывающих функций. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей и повышение точности измерения максимального интервала корреляции. Поставленная цель достигается тем что в устройство для определения интервала корреляции, содержащее сумма тор, первый вход которого объединен с первым входом блока умножения и яв ляется первым входом устройства, выход сумматора подключен ко входу первого регистра, выход которого соединен со вторым входом сумматора, выход блока умножения подключен ко входу первого триггера, выход которого соединен со вторым входом блока умножения, введены два элемента И, второй триггер, второй регистр, генератор импульсов, счетчик и блок сравнения, первый вход которого является вторым входом устройства, а второй подключен к выходу первого регистра, первые вха ды элементов И объединены и пОйключены к выходу блока сравнения, второй вход первого элемента И соединен с выходом блока умножения, выход перво го элемента И подключен к установочному входу второго триггера, выход которого соединен с управляющим входом генератора импульсов, выход которого подключен ко входу счетчика, выход которого соединен со вторым входом второго элемента И, выход которого соединен со входом второго регистра. На фиг. 1 приведена блок-схема устройства; на фиг. 2 и 3 - нормированные корреляционные функции. Первые входы сумматора 1 и блока 2 умножения объединены и подключены к первому входу устройства. Выход блока 2 умножения подключен через триггер 3 ко второму зходу блока 2 умножения. Выход сумматора 1 подключен через регистр 4 текущего значения ко второму входу сумматора 1, Вторым входом устройства является первый вход блока-5 сравнения, второй вход которого подключен к выходу регистра текущего значения, а выход последовательно к первому входу гического элемента И 6, установочному входу триггера 7 выключения, входу генератора 8 импульсов, счетчика 9 импульсов, информационному входу элемента И 10, входу регистра 11, Управляющий вход элемента И 10 подключен к выходу блока 5 сравнения. Выход блока 2 умножения подключен ко второму входу,элемента И 6. Устройство работает следующим образом. Перед началом работы в регистр 4 текущего значения заносится начальное значение нормированной корреляционной функции 1- Счетчик 9 импульсов устанавливается в нулевое состояние. С началом работы триггер 7 выключения устанавливается в единичное Состояние, т. е, запускает генератор 8 импульсов, и на первый вход устрой тва подается первое значение приращения нормированной корреляционной функции. x)px(o)-px()- ti) Допустим, исследуемые нормированные корреляционные функции представляют собой колебательную функцию. На выходе сумматора 1 образуется первое текущее значение нормированной корреляционной функции ), которое поступает на вход регистра текущего значения. При поступлении второго знамения приращения ) нормированной корреляционной функции на выходе регистра k текущего значения формируется второе текущее .значение p /CCij), которое также поступает ва вход регис тра текущего значения и т. д. До N-значения приращения. Блок 2 умножения и триггер 3 анализируют текущее значение нормированной корреляционной функции на экстремум. Текущие значения нормированной корреляционной функции рх(;г,,где i 1 ; N поступают на второй вход блока 5 сравнения, первый вход которого подключен к источнику заданного уровня . Если текущее значение нормированной корреляционной функции удовлетворяет условию | р.(Г)| g (3), то блок 5 сравнения разрешает прохождение содержимого счетчика 9 импульсов который подсчитывает импульсы с генератора 8 импульсов, через элемент И 10 в регистр 11. Если на вход блока 5 сравнения поступает текущее значение нормированНОИ корреляционной функции, удовлетворяющее условию |Рл((4) (на фиг. 2 - незаштрихованные области), то блок сравнения 5 сигналом, поступающим на управляющий вход второго элемента И запирает его, тем самым запрещч)я прохождение содержимо го счетчика 9 импульсов в регистр 11 и разрешает прохождение сигнала с вы хода блока 2 умножения через логический элемент И 6. Если при выполнении условия (4), нормированная корреляционная функция проходит. через экстремум, т. е. меняется знак значения приращения текущего значения ), то на выходе блока 2 умножения вырабатывается импульсный сигнал, который, проходя через открытый элемент И 6, переключает в нулевое состояние триггер 7 выключения, который останавливает генератор 8 импульсов. При этом в регистре 11 фиксируется код числа импульсов, пропорционального . На фиг. 2 отрезки кривой р(Т) АВ, CD, EF соответствуют циклу работы уст ройства при выполнении условия ( З) Отрезки кривой ВС, DE, EG - при выполнении условия (k). F соответствует Г gj , (Ос соответствует окончанию работы устройства Если исследуемая нормированная кор реляционная функция представляет собой монотонно-убывающую функцию, то выключение генератора 8 импульсов в устройстве не происходит. Элемент И .10 открыт до тех пор, пока текущее значение нормированной корреляционной функции удовлетворяет условию (З), и закрывается в момент выполнения условия (), При этом в регистре 11 фиксируется код числа, пропорционального ( - Погрешность определения Т Кщсо; предлагаемом устройстве определяется интервалом дискретизации исследуемой нормированной функции, а не положением экстремумов (т. е. периодом колебаний корреляционной функции). Таким образом, точность определения максимального интервала корреляции с помощью предлагаемого устройства (выражение 1) может быть сделана выше по .сравнению с известным на 1/2 периода колебаний корреляционной функции. Техническая реализация устройства может быть осуществлена с использованием элементов ЦВТ. Сумматор 1 накапливающего типа, регистр k текущего значения, блок 5 сравнения, логический элемент И 6, триггер 7 выключения, счетчик 9 импульсов, регистр 11, блок 2 умножения, триггер 3, являясь обычными узлами ЦВТ, могут быть выполнены на интегральных схемах. Генератор 8 импульсов должен управляться потенциальным сигналом по входу, элемент И 10 многораз| рядный, должен открыватьбя нулевым сигналом и закрываться единичным. Сум матор 1, регистр 4 текущего значения, блок 5 сравнения, счетчик 9 импульсов элемент И 10, регистр 11 работают с параллельными кодами. Разрядность сум матора 1 , регистра 4 текущего значе- ния, блока 5 сравнения, п определяется разрядностью входов устройства. Разрядность счетчика импульсов 9, элe мент;а И 10 и регистра 11 п может определяться из формулы п , где N - количество текущих значений нормированной корреляционной функции; К - целое число. Блок 2 умножения одноразрядный. Использование блока сравнения, двух элементов И, триггера выключения, генератора импульсов, счетчика импульсов и регистра позволило определять к in большей точностью по сравнению с .известным на 1/2 периода koлeбаний нормированной корреляционной функции за счет непосредственного фиксирования момента пересечения текущим значением нормированной корре- . ляционной функции заданного уровня. Формула изобретения Устройство для определения интервала корреляции, содержащее сумматор, первый вход которого объединен с первым входом блока умножения и является первым входом устройства, выход сумматора .подключен ко входу первого регистра, выход которого соединен со вторым входом сумматора, выход блока умножения подключен ко входу первого триггера, выход которого соединен со вторым входом блока умножения, о т личающееся тем, целью повышения .точности в устройство введены два элемента И, второй триггер, второй регистр, генератор импульсов, счетчик и блок сравнения, первый вход которого является вторым входом устройства, а второй подклю,чен к выходу первого регистра, пер, вые входы элементов И объединены и подключены к выходу блока сравнения, второй вход, первого элемента И соединен с выходом блока умножения, первого элемента И подключен к установомному входу второго триггера, выхбд которого соединен с управляющим входом генератора импульсов, выход 36 8 которого подключен ко входу счетчика, выход которого соединен со вторым входом второго элемента И, выход которого соединен со входом второго регистра. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № .703836, кл. G Об G 7/19, 1978. 2i Авторское свидетельство СССР по заявке-Н- 2921670/18-2V, кл. G Об F 15/36, 1930 (прототип).