Коррелятор

(51)М. Кл. 606 Г 15/34 Государственной комитет СССР по делан изобретений и открытий(54) КОРРЕЛЯТОР Изобретение относится к областиавтоматики и вычислительной техникии может быть использовано при разра"ботке аппаратуры корреляционного анализа случайных процессов.Известно устройство аналогичногоназначения, в котором минимальный интервал наблюдения устанавливается впроцессе вычисления оценки взаимокорреляционной функции, что существенно уменьшает время анализа при заданной точности 11,Однако известное устройство достаточно сложно, т,к. вычисляет не только оценку взаимокорреляционной функции, но и дисперсию оценки,Йаиболее близким по техническойсущности к предложенному являетсяцифровой коррелятор для оперативногоанализа случайных процессов, Он содержит первый и второй аналого-цифровые преобразователи, входы которыхявляются соответственно первым и вторым входами устройства, а выходы подключены соответственно к первому ивторому входу блока памяти, третийвход которого соединен с первым выходом арифметического блока, первыйвход которого соединен с выходомблока памяти. Второй выход арифметического блока соединен со входом блока регистрации, а второй вход соединен с выходом счетчика циклов, Третий выход арифметического блока подключен к первым входам блока определения экстремальных значений исумматора, второй вход"кбторого подключен к выходу блока задания ошиб О ки, а третий - к выходу блока определения экстремальных значений. управляющие входы аналого- цифровых преобразователей, блока памяти, счетчика циклов, сумматора и блока определения экстремальных значений соеди динены с соответствующйки выходамиблока управления. В устройстве вычисления производятся до того момента,когда разность между двумя соседнимиэкстремальными значениями оценки вза имокорреляционной функции (при 2=Г от)где - аргумент взаимокорреляционной функции) становится меньше некоторой наперед заданной величины 6 21,Однако длина интервала наблюдения,установленная таким образом, в процессе оперативного вычисления оценкивзаимокорреляционной функции можетоказаться негстаточной для достиже- ЗО ния заданной статической точности,так как разность соседних экстремальных значений взаимокорреляционной Функции меньшая 8 может достигаться при сильном смещении оценки относительно истинного значения вэаимокорреляционной функции, поскольку оценка, вычисленная на конечном интервале наблюдения, является случайной функцией этого интервала.Цель предлагаемого изобретения повышение точности вычислений,Она достигается тем, что в коррелятор введен дополнительный счетчик, счетный и установочный входы которого. подключены к первому и второму выходам сумматора, а выход соединен со входом блока управления,На чертеже приведена структурная схема коррелятора.Коррелятор для оперативного анализа случайных процессов содержит аналого-цифровые преобразователи 1 и 2, блок памяти 3, арифметический блок 4, счетчик циклов 5 и регистратор 6, составляющие блок вычисления ординат корреляционной функции, а также блок автоматического определения экстремальных значений последней точки корреляционной Функции, содержащий блок 7 определения экстремальных значений, сумматор 8, блок 9 заданий допустимой ошибки, счетчик 10, Для синхронизации работы всего коррелятора в схему введен блок управления 11.Коррелятор работает следующим образом.Входные аналоговые сигналы, представляющие исследуемые процессы, аналого-цифровыми преобразователями 1 и 2 квантируются по времени с шагом Ь и преобразуются в цифровой код, а затем записываются в блок памяти 3, В прс цессе работы коррелятора в блоке 3 .хранится отординат процесса х(1),одна ордината процесса у:) и тп суьмпарных произведений вида ху +,О, В -ом цикле вычисления ордината у процесса у(1) считывается попарно со всеми ординатами х ц х 1-д+4,; х процесса хв арифметический блок 4, где они перемножаются, и полученные элементарные произведения прибавляются к соответствующим суммам парных произведений,После выполнения таких операцийордината хпроцесса х(1), которая уже йспользовалась в тп циклах, и ордината у процессау(Т) стираются, на их место за.писываются соответственно новыеординаты процессов, в счетчикциклов 5 добавляется единица, и со-, держимое ячейки, в которой накапливается сумка элементарных проиэведе60 65 на счетный вход счетчика 10, уменьшив его содержимое на единицу, а затем цикл вычислений повторяетсявновь, Если условие 8выполняетсяП раз подряд (п-число, записанное всчетчик 10 перед началом работы кор" ний для последней точки корреляционной функции, делится на содержимоесчетчика 5, В блоке 7 хранится вдополнительном коде значение оценкипоследней точки корреляционной функции 2 х; (Г ,. ), вычисленное в)( х упсх ) хчГп 1 ах) . В сумматор( Г т 44(ре 8 хранится последнее экстремальное значение последней точки корреляционной Функции, записанное в дополнительном коде, а в блоке 9заданное перед началом работы значение допустимой ошибки Е . С арифметического блока 4 новое значение оценки корреляционйой Функции измененнымзнаком подается в дополнительном коде на сумматор блока 7 определенияэкстремальных значений, В результатев сумматоре блока 7 образуется разность х ( Гуду ) Чх ( с ох ) р эаписанная в дополнительйом коде, Знакэтой разности сравнивается с запсм(5-2)некиим знаком разности Й (ГХЧЯ-В25 )т ИОХ 1" При совпадении знаков(что говорит об отсутствии экстремума), записи в сумматоре 8 и блоке 7стираются и в них в дополнительномкоде записывается значение последней 30 точки корреляционной функции, вычисленное в -ом цикле, после чегокоррелятор переходит к новому циклувычисления, При несовпадении знаковразностей (что говорит о наличии 35 экстремума) по сигналу с блока 7 взначении оценки корреляционной функции, вычисленном в-ом цикле, изменяется знак, и это число в дополнительном коде подается на сумматор 8.В результате на сумматоре в дополнительном коде записывается ошибка ввычислении д . Знак этой ошибки запоминается в отдельном триггере сумматора и, в зависимости от того, положительна 0 или отрицательна, значение допустимой ошибки из блока 9передается в сумматор 8 соответственно дополнительным или прямым кодом.Если состояние знакового разрядасумматора 8 не изменилось (ошибкавычисления оценки по абсолютной величине больше допустимой ошибки),записи в блоке 7 и сумматоре 8 стирается и в них записывается последнеезначение оценки последней точки корреляционной функции, после чего коррелятор переходит к новому циклу вычислений. Если состояние знаковогоразряда сумматора изменилось, то импульс с первого сумматора поступит696474 Заказ 6769/50 Павписнае ЦНИИПИ Тираж 780релятора)то счетчик 10 атнуляетсяи сигнал с его выхода поступает навход блока управления 11, которыйпрекращает работу коррелятора последеленкя тп накопленных сумм элемен.тарных произведений на число цкклов,полученных В счетчике 5, и выведениярезультатов на регистратор 6,каждом невыполнении условияимпульс с второго вцходасу. Тора устанавливает В счетчике10 -;с - О Т 1Такое Выполнение коррелятора позволяет увеличить достоверность резул=тата определения :,закмокорреля=ционной функции. поскольку работакоррелятора прекращается лишь тогда,когда Н раз подряд выполняется условие )О 1 - б , а не один раз как былов известкам устройстве, Действктельпчсть уславд,5)выполнилось в первый раз КОгда разностьмежду оценкой и истинным значениемвзаимокорреляцконнай Функции былабольше Я . Вероятность этого события Р а вероятность 11 -кратнога повторенкя этого события равна Р , Следовательно,в предлагаемом устройствевыбором велкчкны т) вероятность отклонения оценки от истинного значения взаимокорреляцианной функции более чем на величину 8 мажет бытьсведена практически и нулю. формула изобретения,Коррелятор, содержащий первый и второй аналого-циФровые преабразова ТЕЛИК ВХОДЫ КОТОРЫХ ЯВЛЯЮТСЯ СООТВетственно первым и Вторым входамиустройства, а выходы подключены соответствевна к первому и второму входу блока памяти, третий вход которого соединен с первым выходам арифметического блока, первый вход которого соединен с выходом блока памяти,второй выход ариФметического блокасоединен со входам блока регистрации, а второй вход соединен с выходом счетчика циклов, третий выходарифметического блока подключен кпервым входам блока определения экстремальнцх значений и сумматора, второй вход которого подключен к выходублока задания ащибки, а третий - квцходу блока определения экстремальных значений, управляющие вход.ю аналого-циФровых преобразователей, блока памяти счетчика циклов, сумматора20 и блока определения экстремальныхзначений соединены с соответствующими ВЬВ(одами блока управления, о тл и ч а ю щ и й с я тем, чта, сцелью повышения точности, в корреля 25 тор введен дополнктельный счетчик,счетный к устанавсчный входы которога подключены к первому и Второмувыходам сумматора, а выход соединенса входам блока управления,30 Источники кнфармацки,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельства СССРУ 378892,М, кл. 506 Г 15/34, 1971,2, Авторское свидетельство (Г(.Г35 д 264789,М. кл 606 Г 15/34, 1968илиал ППП фПатент,Ужгород, ул. Проектная, 4