Коррелометр

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 9)54 С 06 Г ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и вычи ченной ункции овср ститут ельюие фу пов,ел о СССР6, 1984.СССР984,и лок менто ральн интер вычит к специа- рительной с ф ат СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР(57) Изобретение относитсялизированным средствам изм слительнои техники, предназнадля аппаратурного определениякорреляции случайных процесазличными видами статистики. изобретения является расшире-. нкциональных возможностей путем ления илинейной взаимосвязи. достигается тем; что в корреловычисляется информационная мера яции в . коэффициент нормирован- формации, Коррелометр содержит 1,2 определения начальных моблоки 3,8 вычисления натуго логарифма, делители 4,7,9, оляторы 5, 10, сумматоры 6,11, тель 12, регистр 13, синхрони.ил.Изобретение относится к специализированным средствам измерительнойи вычислительной техники, предназначенной для аппаратурного определенияфункции корреляции случайных процессов.Целью изобретения является расширение функциональных возможностей засчет определения нелинейной взаимосвязи,На чертеже приведена Функциональная схема коррелометра.Коррелометр содержит блок 1 и 2определения начальных моментов, блок 53 вычисления натурального логарифма,делитель 4, иптерполятор 5, сумматор6, делитель 7, блок 8 вычисления натурального логарифма, делитель 9,интерполятор 10, сумматор 11, вычитатель 12, регистр 13 и синхронизатор 14,Работа коррелометра основана натом, что для измерения взаимосвязимежду случайными величинами Х и 7 25используется информационная мера(коэффициент нормированной информации)В. /Н(У) -Н(У/Х) Н(У/Х)Н Ц НЗо- -1- - , .(1)где П(У) - энтропия величины У,Н(У/Х) - условная энтропия У приизвестном Х,основанная на информационных ста тистиках Шеннона.Для определения значений Н(У), Н(7/Х) требуется знание законов распределения Р(У), Р(У/Х), которые в общем случае могут быть неизвестны, 40В основу коррелометра положено использование информационного подхода для аппроксимации законов распределения, Исходными данными для построения оценок при этом выступают значения 45 математического ожидания, среднеквадратического отклонения законов распределения, а также границы области возможных значений случайных величин. Если, в частности, случайные величины изменяются в диапазоне (- ф,дд ), то значение коэффициента нормированной информации (1) совпадает со значением коэффициента корреляции. При использовании информационного подхода 55 для аппроксимации законов распределения энтропия случайной величины определяется по формуле1.1=.Б +1 по, (2) где Б" - энтропия случайной величиныв случае, когда среднеквадратическое отклонение припимается равным 1.С учетом этого (1) преобразуетсяКБ /+1 п бу/(3)Бу+1 пбкгде бу/ - значение среднеквадратического отклонения величиныпри заданном Х;8 у - среднеквадратическое отклонение величины У.В коррелометре используется зависимость эталонных значений энтропииНБ от у, (для случая единичного значения среднеквадратического отклоне 1ния), где , - нормированное значение математического ожидания, равное 1 Я,Коррелометр работает следующим об"разом.Значение случайной величины 7/Хпоступает на информационный вход блока 1 определения начальных моментовПри поступлении импульса с первоговыхода синхронизатора на тактовыйвход блока 1 определения начальныхмоментов на первом его выходе появляется код, равный значению среднеквадратического отклонения у, поступающий на информационный вход блока 3определения натурального логарифмаи вход делителя 4. На втором выходеблока 1 определения начальных моментов появляется код, равный значениюматематического ожидания 1, поступающий на вход делимого делителя 4,По импульсу с второго выхода синхронизатора 14, поступающему на тактовые входы делителя 4 и блока 3 вычисления натурального логарифма, на вы-.ходе делителя 4 формируется сигнал, равный нормированному значеНнию математического ожидания 1 ==Ъ/ 8/, на выходе блока 3 вы 1числения натурального логарифма появляется сигнал, равный значению 1 пбу/,поступающий на первый информационный.Нвход сумматора 6. Значение Ъ с выхода делителя 4 поступает на информационный вход интерполятора 5, Поокончании цикла работы интерполятора 5 на его выходе появляется код,равный эталонному значению энтропииБ у поступающий на второй информационный вход сумматора 6. При поступ1478225 Составитель В, ОрловРедактор И. Шулла Техред Л.Сердюкова Корректор М, Самборская Заказ 2365/49 Тираж 669 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул, Гагарина,101 лении импульса с четвертого выходасинхронизатора 14 на тактовый входсумматора 6 нд его выходе Формируетсясигнал, равный значению энтропии Н 1/согласно (2), поступающий на входделимого делителя 7. Работа канала обрдботки случайной величины У аналогична. Сигнал, рав О ный Ну согласно ( 2), с выхода сумматора 11 поступает на вход делителя делителя 7. При поступлении импульса с пятого выхода синхронизатора 4 на тактовый вход делителя 7 на его выхо де появляется сигнал, равный значению Ну/ /Н, поступающий на вход вычитаемого вычитателя 12, на вход уменьшаемого которого из регистра 13 памяти поступает единичный код, По импульсу с шестого выхода синхронизатора 14 на выходе вычитателя 12 появляется значение коэффициента нормиро-, ванной информации Кф 25Формула изобретения Коррелометр, содержащий первый блок определенияначальных моментов, два блока вычисления натурального З 0 логарифма, первый делитель, два сумматора, вычитатель, регистр, синхронизатор, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет определения нелинейной взаимосвязи, в него введены второй и третий делители, второй блок определения начальных моментов и два интерполятора, причем информационные входы первого и второ го блоков определения начальных моментов являются соответственно первым и вторым информационными входами коррелометра, выходы математического ожидания первого и второго блоков определения начдльных моментов соединены с входами делимого соответственно первого и второго депителей, выходы среднеквадратического отклоненияпервого и второго блоков определенияначальных моментов соединены с входами делителя соответственно первогои второго делителей и инФормационнымвходом соответствующего блока вычисления натурального логарифма, выходыпервого и второго блоков, вычислениянатурального логарифма соединены спервыми входами соответственно первого и второго сумматора, вторые входыкоторых соединены с выходами соответственно первого и второго интерполяторов, информационные входы первогои второго интерполяторов соединены свыходами соответственно первого ивторого делителей, выходы первого ивторого сумматоров соединены соотвественно с входами делимого и делителя третьего делителя, выход которого соединен с входом вычитаемого выФчитателя, вход уменьшаемого которогосоединен с выходом регистра, выходвычитателя является выходом коррелометра, первый выход синхронизаторасоединен с тактовыми входами первогои второго блоков определения начальных моментов, второй выход синхронизатора соединен с тактовыми входамипервого и второго делителей и первогои второго блоков вычисления натурального логарифма, третий выход синхронизатора соединен с тактовыми входамипервого и второго интерполяторов,четвертый выход синхронизатора соединен с тактовыми входами первого ивторого сумматоров, пятый выходсинхронизатора соединен с тактовымвходом третьего делителя; шестой выход синхронизатора соединен с тактовым входом вычитателя,