Вероятностный коррелометр

Союз СоветскихСоциалистическихРеспубеа он 705457(53)М. Кл. С 06 Г 15/34 Государственный комитет СССР по делан изобретений и открытий(72) АВТОРЫ изобретения В, Г, Корчагин, Л. Я, Кравцов, А, С. Мартыненко, Ю, Б, Садомов и Л. М. Хохлов Государственное союзное конструкторско-технологическоебюро по проектированию счетных машин и опытный завод(54) ВЕРОЯТНОСТНЫЙ КОРРЕЛОМЕТР Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для опре-, деления статических характеристик случайных процессов и может найти применение в радиоэлектронике, гидрометеорологии, автоматике, связи, биологии,медицине и других областях науки и техники.Известен вероятностный коррелометр для,вычисления характеристик стационарных случайных процессов (ССП)1Известный прибор имеет ограниченную сферу применения, так как он не может быть использован для обработки широкого класса случайных процессов - нестационарных случайных процессов (НСП) .Известен вероятностный коррелометр, наиболее близкий к изобретению, содержащий сумматор, первый вход которого является входом коррелометра, "а." выход соединен с информационным входом первого блока элементов И, выход которого подключен к входу сдвигаю- щего регистра, выход которого соеди-" нен с его входом и с первыми"вхо)(амй йервого и второго блоков сравнения, вторые входы которых подключены"к30 выходу генератора случайных чисел,выходы блоков сравнения соединены соответственно" с первюг"й втбрьпт входами -вероятностного блока умножения,выход которого соединен с информационным входом блока памяти, управляющийвход которого соединен с первым выходом блока управления, второй выходкоторого подключен к управляющемувходу генератора случайных чисел,второй вход сумматора подклнн ен квыходу второго блока элементов И,информационный вход которого соединенс выходами регистра 2.Известный коррелометр имеет недостаточные функциональные возможности.Учитывая медленный характер изменения корреляционных функций во времени, что справедливо для многих реальных нестационарных случайных процессов и важность такой вероятностной характеристики, как оценки математическогоожидания НСП, можно вычислять оценку математического ожидания как Функцию времени, а изменением корреляционной функции во времени Преиебречь.Целью настоящего изобретения является расширение функциональных возможностей коррелометра за счет оценки текущего среднего нестационарныхслучайных процессов.Указанная цель достигается тем,что в коррелометр введены третий,четвертый и пятый блоки элементов И, 5счетчик и накапливающий регистр, входкоторого соединен с выходом третьегоблока элементов И, выходы подключены соответственно к информационнымвходам четвертого и пятого блоков 10элементов И, управляющие входы первого и второго блоков элементов Исоединены с первым;выходом счетчика, управляющие входы третьего ичетвертого блоков элементов И подключены к второму выходу счетчика,управляющий вход пятого блока элементов И соединен с третьим выходомсчетчика, а выход подклеен к входурегистра, выход четвертого блокаэлементов И соединен с третьим входом сумматора, выход которого подключен к информационному .входу третьего блока элементов И,На чертеже представлена блок-схема коррелометра.25Вероятностный коррелометр содержит сумматор 1, блоки 2 и 3 элементов И, сдвигающий регистр 4, накапливающий регистр 5, блок б управления, первый блок 7 сравнения, второй блок 8 сравнения, блок 9 вероятностного умножения, блок 10 памяти,счетчик 11,. генератор 12 случайныхчисел, блоки 13 и 14 элементов И,регистр 15, блок 16 элементов И. 35,Коррелометр работает следующимобразом,Перед началом работы все блокии элементы устройства устанавливаются в исходное (нулевое) положение. Значение х случайного процесса Х поступают на вход сумматора 1Цикл приема и обработки текущих значений х в коррелометре состоит из двух тактов. В первом такте.производится центрирование входнойвеличины хпо текущему значениюматематического ожидания, хранящемуся в,регистре 15. В соответствии сэтим блоки 2 и 13, управляемые младшим триггером счетчика 11 (на чертеже на показан), открыты, а блок 3 и.блок 14 - закрыты. Центрированноезйачение х 1 поступает на сдвигающийрегистр 4, после заполнения которого(разрядность сдвигающего регистра 4определяет количество начальных циклов до заполнения сдвигающего регистра4) начинается вычисление ординаткорреляционной функции, При этом первое текущее число подается в блок 7сравнения, где сравнивается с числом,поступающим с генератора 12 случайныхчисел,и в вероятностно-кодированнойФорме (код 1 или О) подается в блок9. вероятностного умножения. 65 Затем производится сдвиг содержимого регистра 4 и второе число, переписываясь в начало сдвигающего регистра 4, одновременно поступает в блок8 сравнения, откуда вероятностно-кодированное число поступает на второйвход блока 9 вероятностного умножения,Результат умножения первых двухчисел с выхода блока 9 поступает вблок 10 памяти.В дальнейшем указанные процессысдвига, кодирования и умножениясигналов повторяются в зависимостиот числа испытаний, установленных вблоке б управления, разрядности сдвигающего регистра 4, а также от длиныряда чисел.Одновременно с первым сдвигоминформации в сдвигающем регистре 4 ивыработкой перзого частного произведения в блоке 9 вероятностного умножения Формируется второй такт, врезультате которого в накапливающемрегистре 5 образуется новое значение накопленной суммы вида:5 И5= Ц,где 1 - номер входной, величины хномер массива (1, 2, 3в ) в ); Е - величина массива, по коИторому текущее значение математического ожидания,в данном случае К равно,количеству ординат вычисляемой корреляционной функции нестационарныхслучайных процессов,Во время второго такта триггермладшего разряда счетчика 11 переходит в противоположное состояние,при этом открываются блоки 14 ичерез которые осуществляется соответственно передача теклцего значения накопленной суммы Я в сумма 1-1тор 1 и передаче,нового вычисленногозначения Я,." = Б+ х из сумматора 1 в накапливающий регистр 5.Значение математического ожидания получается выделением соответствующих старших разрядов накапливающего регистра 5 и передачей их в регистр 15. Последнее осуществляетсяавтоматически по сигналу переполнения счетчика 11, разрядность Р которого устанавливается в соответствиис выбранным значением П, так чтои = 2 . По окончании первого цикларприема в обработки входной величинытриггер младшего разряда счетчика 11переходит в новое, соответствующееначальному, положение,подготавливая сумматор 1 к центрированию следующей входной величины х 1+. Необходимо отметить, что при данной аппаратурной реализации вычисления корре,ляционной Функции центрирования первых и значений случайного процесса