Вероятностный коррелометр

1) 3 тели Опытный завод РЕЛОИЕТР ЕРОЯТНОСТ к цифровой предназна" атического - и взаимотакже оп"ы периодидуемого слуи применеуки и техядерная я связь роцессы содержащий вантовак памяти,, блоки ррелометр ическую явля возм води вых сост ьзя оп" вые ха" помощью н итудно-фа Изобретение относитсявычислительной технике ичено для вычисления матем.ожидания, дисперсии, авткорреляционной функции,ределения амплитуды и фаческой составляющей исслчайного процесса,Изобретение может найние во многих областях нники (гидрометеорология,физика, медицина, биологии др.), где исследуемые иносят случайный характерИзвестен коррелометр,блоки крутого и точного кния, блоки умножения, блоблок усреднения, регистрыэлементов И, счетчики, копозволяет выделить периодсоставляющую 1.Однако с егоределять ее амплрактеристики,проектированию счетных ма Из известных вероятностных ксррелометров наиболее близким по технической суцности к предлагаемому является вероятностный коррелометр. содержащий первыи и второй блоки вероятностного кодирования, блок сдвигающих регистров, блок памяти, блок умножения, выходы которого соединены с выходами каналов преобра зования, генератор псевдослучайных чисел, подключенный своими выходами к вторым входам соответственно пер" вого и второго каналов преобразования, блок вентилей, счетчик кратности, регистр, а также блок управления, подключенный своими управляющими выходами к входам блоков и узлов устройства 21.Недостатком известного устройстваются ограниченны%:функциональные ожности, не позволяющие произть вычисление амплитудно-Фазохарактеристик периодической авляющей случайного процесса.каз 37 5/ 9 Тираж ВНИИПИ Государственног по делам изобретени ф 13035, Москва, Ж,ПППдписное 32 Покомитета СССРи открытийаущская наб., д. 4П Патент", г. Ужгород роектн ал Составитель В. ЖовинскийРедактор Е, Папп Техред А. АчКорректор С, ШекмаЦель изобретения - расширение Функциональных возможностей за счет выявления периодической составляющей случайного процесса и определения ее амплитудно-фазовых характеристик. ЗПоставленная цель достигается тем, что в вероятностный коррелометр, содержащий два блока элементов И, регистр, счетчик, первый и второй блоки вероятностного кодиро вания, первые входы которых являются соответственно первым и вторым входами коррелометра, а вторые и третьи входы блоков вероятностного кодирования соединены соответственно с со З ответствующими выходами генератора псевдослучайных чисел и с первым и вторым выходами блока управления, выход первого блока вероятностного кодирования подключен к первым вхо р дам первого блока элементов И и блока умножения, выход которого соединен с первым входом блока памяти, второй вход которого объединен о вторым входом блока умножения и подключен к первому выходу второго блока вероятностного кодирования, четвертый вход которого соединен с выходом блока памяти, выход первого блока элементов И через блок сдвигающихЮ регистров подключен к четвертому входу первого блока вероятностного кодирования, управляющие входы перво го блока элементов И, блока умножения, блока сдвигающих регистров, генератора псевдослучайных чисел и блока памяти соединены соответственно с третьим, четвертым, пятым, шестым и седьмым выходами блока управления, введен блок анализа результатов сравнения, вход которого40 соединен с вторым выходом второго блока вероятностного кодирования, а выходы подключены соответственно к суммирующему и вычитающему входам счетчика и к первому входу второго, ф блока элементов И, второй вход которого подключен к третьему выходу второго блока вероятностного кодирования, выход второго блока элементбв И подключен к входу регистра, 5 О выход которого подключен к пятому входу второго блока вероятностного кодирования.Кроме того, блок анализа результатов сравнения содержит три элемента И счетчик, формирователь импульсов два триггера и элемент задержки, первый вход первого триггера,первые входы первого и второго элементов И и вход счетчика объединены и являются входом блока анализа результатов сравнения, выходами которого являются соответственно выходы первого и второго элементов И и формирователя импульсов, вход которого подключен к выходу третьего элемента И, входы которого подключены соответственно к первымвыходам первого и второго триггеров, вход второго триггера подключен к выходу счетчика, а второй выход второго триггера подключен ко второму входу второго элемента И, первый выход второго триггера соединен с вторым входом первого элемента И, второй выход формирователя импульсов через элемент задержки соединен с вторым входом первого триггера.На фиг. 1 представлена блок-схема вероятностного коррелометра; на фиг. 2 - схема блока управления; на фиг. 3 - схема блока анализа результатов сравнения; на фиг. 4 и 5- структуры блоков вероятностного кодирования.Устройство содержит блоки 1 и 2 веооятностного кодирования, генератор 3 псевдослучайных чисел, блок 4 умножения, блок 5 памяти, блок 6 эле ментов И, блок 7 сдвигающих регистров, счетчик 8, блок 9 управления, блок 10 анализа результата сравнения, регистр 11 и блок 12 элементов И.На фиг. 2 изображена структурная схема блока 9 управления, содержащего счетчик 13 шагов, счетчик кратности стохастического преобразования, счетчик 15 циклов, формирователь 16 одиночного импульса, генератор 17 тактовых импульсов, элемент И 18, элемент 19 задержки, элемент И 20, блок 21 анализа, триггер 22, блоки 23 и 24 анализа, счетчик 25 вре менных интервалов, элементы И 26, 27, элемент ИЛИ 28, триггер 29.На фиг. 3 приведена структурная схема блока 10 анализа результатов, содержащая счетчик 30, элементы И 31-33, триггеры 34 и 35, формирователь 36 импульсов и элемент 37 задержки.На фиг. 4 изображена структурная схема блока 1 вероятностного кодирования, содержащего блок 38 элементов И, регистр 39, схему 40 сравнения, а также накапливающий регистрнормированное значение амплитуды процест. са г(й);круговая частота процесса г(т,); % шаг квантования (временной интервал между двумя соседними ординатами случайных процессов 6 г(1 ) и х(й),К=Г,Й; номер ординаты процесса г(й), принимающей максимальное значение на первом периоде;номер ординаты взаимокорреляционной Функции, имеющей максимальное эначе". 20 ние.ения корреляционных рен при условии, что поступает процесс блока 2 - процесс И ф(( Х 7 всю Режим вычислФункций рассмотна вход блоках(С), а на входг(С). Весь процесс вычисления корреляционной функции для Й пар ординат случайных процессов состоит иэ Й циклов, а в каждом из которых производится прием, преобразование пары ординат и коррекция промежуточных результатов е вычисленных ординат корреляционной функции, Каждый из Й укаэанных циклов состоит иэ а шагов. При вычислении автокорреляционной функции исследуемый случайный процесс подключается на входы х(й) и г соответственно блоков 1 и 2, При вычислении вэаимокорреляционных Функций К и Ккаждый из двух случайных процессов подается на соответствующие входы х(й) и.г(С) блоков 1 и 2. В начале вычисления вэаимокорреляционной функции Куг в блок 7 сдвигающих регистров заносится через блок 1 и блок 6 элементов Фв значений орданит процесса х(С). По входу г блока 2 вероятностного кодирования поступает первая ординэта процесса г(С). В первом цикле вычисления К г пошагово вычисляются произведения вида хг, 1=0, о, которые передаются в соответствующие в ячеек блока 5 памяти. По первому шагу первого цикла из блока 7 сдвигающих регистров в блок 1 передается ордината ккоторая центрируется по начальномувведенному значению в, вероятностно кодируется и передается на первыйвход блока 4 умножения. По этому жешагу на вход блока 2 поступает ордината г 1, которая центрируется повведенному начальному значению авероятностно кодируется и поступает на второй вход блока 4 умножения. Полу (енное произведение переда.ется на интегратор блока 5 памяти(не показан), где суммируетсяс содержимым интегратора, частичной суммой, соответствующейномеру е ординаты вычисляемойкорреляционной Функции. В зависимости от задаваемой точности вычисления блок 9 управления определяет кратность кодирования 3"., т.е.повторяемость в вычислении произве-.дения х г, и накоплении его в интеграторе блока 5 памяти,По второму шагу блок 9 управления выдает синхронизирующий импульс, по которому информация в блоке 7 сдвигающих регистров сдвигается на один регистр вправо, информация из интегратора блока 5 памяти переписывается в первую ячейку памяти, а содержимое второй (следующей) ячейки памяти передается в интегратор. Таким образом, к началу реализации второго шага первого цикла ордината х передается в блок 1 вероятностного кодирования, центрируется, веро ятностно кодируется и умножается на центрированное и вероятностно кодированное значение ординаты г . Процесс перемножения и накопления произведения х . г на интеграторе повторяется х раз. На этом второй шаг вычислений по первому циклу заканчивается и начинается следующий, третий, шаг вычислений произведения х. г и так далее, до щ-ого шага, на котором производится вычисление произведения х ;г и накопление его ) раз на интеграторе блока 5 памяти. По каждому из в шагов цикла происходит также накопление в регистре блока 1 (не показан) значений ординат процесса, цто позволяет вычислять функцию математического ожидания процесса х(Ф) и использовать его в дальнейших вычислениях К. Тот же процесс накопления значений ординат процесса г(1) осуществляется в блоке 2 вероятностного15 932500 16ходами которого являются соответст- рым входом первого элемента И, втовенно выходы первого и второго эле- рой выход формирователя импульсов чементов И и формирователя импульсов, рез элемент задержки соединен с втовход которого подключен к выходу рым входом первого триггера.третьего элемента И, входы которого 5подключены соответственно к первым Источники информации,выходам первого и второго триггеров, принятые во внимание при экспертизе вход второго триггера подключен к Техническое описание корреловыходу счетчика, а второй выход метра Х 6-Ь. г. Каунас. 1975 л, 20. второго триггера подключен к второму 1 В 2, Авторское свидетельство СССР входу второго элемента И, первый вы- по заявке У 2723023/18-2,ход второго триггера соединен с вто- кл. 0 06 Р 15,/336, 1978 (прототип).