Вероятностный спектрокоррелятор

МЮФ нюу Гь БА ц 432509 ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(32) Приоритет Союз Советских Социалистических Реслублик1) М. Кл, б 061 1534 Государственный комитет Совета Министров СССР по делам изобретении(71) Заявител осударстве по прое ВЕРОЯТНОСТНЫЙ СПЕКТРОКОРРЕЛЯТОР Изобретение относится к области вычислительной техники. Спектрокоррелятор предназначен для вычислений математического ожидания дисперсии, авто- и взаимокорреляционных функций и спектральной плотности в 5 реальном масштабе времени и может найти применение практически во многих областях науки и техники (ядерная физика, гидрометеорология, радиостроение, медицина, электроника и др,), где исследуемые процессы но. 10 сят случайный характер.Известны вероятностные спектрокорреляторы, содержащие регистры, блоки вероятно. стного умножения, цифровые интеграторы, приборы для вычисления в реальном мас штабе времени статистических характеристик, Такие спектрокорреляторы имеют недостаточное быстродействие, не могут работать в режиме грубо-точных измерений, имеют регулируемые и подбираемые элементы и большую 20 структурную избыточность, дороги.Цель изобретения - создание малогабаритного прибора, позволяющего в реальном масштабе времени (время исчисляется секундами) и с требуемой точностью получить стати стические характеристики исследуемого случайного процесса.Проблема оперативной обработки статистической информации в настоящее время весьма актуальна, так как вынужденное накопле- З 0 ние больших объемов исходных данных перед статистической обработкой невыгодно экономически, а в ряде случаев задержка в обработке последних может обесценить их значение. В этой связи применение вероятностных быстродействующих спецпроцессов имеет существенное преимущество перед использованием для статистического анализа универсальных ЭВМ.Сущность изобретения заключается в гом, что с целью повышения быстродействия и сокращения оборудования выходы двух блоков вероятностногоокругления соединены сприемными регистрами, выходы одного из регистров связаны через третий блок вероятностного округления с одним входом блока однотакгного умножения и входом многоканального цифрового интегратора со стековой организацией, выходы другого регистра соединены с входом блока сдвигающих регистров и входом четвертого блока вероятностного округления, выход которого подключен к другому входу блока однотактного умножения и входу многоканального цифрового интегратора. Выход блока сдвигающих регистров соединен со своим входом, выход многоканального цифрового интегратора подключен к входу двух первых блоков вероятностного округления, выход генератора гармонических колебаний соединен с входом одного из приемных регистров.На чертеже показана структурная схемапредлагаемого вероятностного экспресс-спектрокоррелятора,Спектрокоррелятор содержит блоки 1 - 4вероятностного округления с переменным числом разрядов, приемные регистры 5, 6 и 7,генератор 8 случайных чисел, блок 9 сдзигающнх регистров, микропрограммные блоки 10управления, генератор 11 корреляционногоокна и гармонических функций, блок 12 однотактн ого умножения и многоканальныйцифровой интегратор 13 со стековой организацией.Вычисление автокорреляционпых функцийпроизводится по формулеЛ - еЙ(т) = х,х,е: 1, 2 и,М - е=1где Л - длинна обрабатываемого ряда чисел,е - количество вычисляемых корреляционных функций.Вычисление спектральной плотности осноьано на применении Фурье-преобразования квычисленной предварительно корреляционнойфункции.и значений действительной части функцииспектральной плотности вычисляется по формуле2 %1Л5 ---3 НР.соз - 1,т г = О, 1, 2 и - 1,6, =. В = - ; 8 - 1 при у+ О, и12Функция О; называется функцией корреляционного окна, вид ее выбирается в зависимости от вида корреляционной функции,Для вычисления статистических характеристик вначале в блок 9 сдвигающих регистров записываются первые и чисел, затем разрядные двоичные числа подаются на д-разрядный блок 2, где стохастическим методом округляются до р - о+1 разрядов, и через регистр 6 поступают на вход блока 9. Таким образом записываются и первых чисел массива информации за и рабочих тактов (сдвигов).При вычислении математического ожидания и корреляционной функции первое число с блока 9 заносится на регистр 5 и через блок 3 в первом такте поступает в интегратор 13. Производится синхронный сдвиг на блоке 9 и интеграторе и второе значение числа заносится в регистр 7. Первое число из регисгра 5 через блок 3 и второе число через блок 4, округленные до г двоичных разрядов, поступают на блок 12 умножения и результат заносится в интегратор 13. Так продолжается и раз. Данный цикл вычислений повторяется в зависимости от требуемой точности вычислений и массива чисел.При возведении математического ожидания в квадрат значение математического ожида 60 65 Предмет изобретенияВероятностный спектрокоррелятор, содержащий два блока вероятностного округления, подключенных к источникам исследуемых сигналов, генератор гармонических функций и корреляционного окна, соединенный с перния, находящееся к третьему этапу в последних разрядах интегратора 13, подается на блоки 1 и 2, затем регистры 5 и 6 и через блоки 3 и 4 на блок 12, после чего результат записывается в интегратор. Этот процесс повторяется многократно, причем количество повторений определяется требуемой точностью вычислений математического ожидания.Для вычитания квадрата математического 10 ожидания из значений корреляционной функции коды, пропорциональные квадрату математического ожидания, через блок 1 поступают на регистр 5 и через блок 3 - на интегратор 13, где вероятностно вычитаются из и 15 значений точек корреляционной функци кЗатем снова значение и,. заносится на регистр 5 и процесс повторяется. Вычисления производятся столько раз, сколько требует точность вычислений данных значений.20 Для умножения корреляционной функциина корреляционное окно последнее, например окно Бартлета, Парзена, Тычки, формируется в генераторе 11 и поступает в регистр 5.25 Значение корреляционной функции подается через блок 2 и регистр 6 в блок 9, в регистр 7 и через блок 4 на блок 12 умножения.На другой вход блока умножения поступают значения корреляционного окна. Результат 30 умножения записывается в интегратор 13.Так происходит и раз со всеми значениями корреляционной функции. Запись значений корреляционной функции через блок 2 в блок 9 занимает и рабочих тактов.55 При вычислении спектральной плотностизначения соз а подаются с генератора 11 на регистр 5 и через блок 3 в блок умножения.Значение корреляционной функции через регистр 7 поступает на другой вход блока 12.40 Результаты умножения записываются последовательно в интегратор 13, Многокрагность повторения при умножении на одну точку корреляционной функции значения косинуса определяется точностью вычислений, Затем 45 вырабатываются значения соз 2 а и процессповторяется с умножением на вторую ординату корреляционной функции. Так происходит и раз. Данный цикл вычислений производится за 2 и рабочих тактов.50 На этом процесс вычисления заканчиваетсяи данные могут быть выданы на печать. Если принять тактовую частоту работы устройства 1 мГц, то, например, Р.,(т) на 128 точек вычисляется за время: Т,04 с для У = 128, 55 Тс для У = 16384. Полная статистическаяобработка может быть выполнена за времяТ - 0,15 с для 1 Ч = 128,432509 Составитель В. Жовиискийва Техред Р. Юсипова Коррек-ор Н. Л едактор ПсдписиосСССР Тиракк 624 комитета Совета Мииист бретеиий п открытий Рагьискаи иаб., д. 4,5 юпографии, пр. Сапувопа. 2 вым регистром, второй регистр, блок сдвигающих регистров, выход которого подключен к его входу, третий регистр, блок однотактного умножения, подключенный к многоканальному цифровому интегратору, генератор случайных чисел, микропрограммные блоки управления, отличающийся тем, что, с целью повышения его быстродействия, он дополнительно содержит третий и четвертый блоки вероятностного округления, вход третьего блока подключен к первому регистру, а выход - к блоку однотактного умнокения и к акал 205 ОЛ Изд.1746 ЕИИИПИ Государствепиого по делам из Москва, Жмногоканальному цифровому интегратору, входы четвертого блока вероятностного округления соединены с вторым и третьим регистрами соответственно, а выход - с вторым 5 входом блока однотактного умножения и смногоканальным цифровым интегратором, выходы которого подключены к вторым входам первого и второго блоков вероятностного округления, соединенных соответственно с чер вым и вторым регистрамп, один из входовпервого регистра подключен к выходу блока сдвигающих регистров.