Устройство для определения интервала корреляции

(55 0 06 Г 15/33 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ.НТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ(54) УСТРО ИНТЕРВАЛ ОПРЕДЕЛЕНИИ СТВО Д КОРРЕЛ анович и Э,В.Б ение относ и может быт ционарных тности при н ности и тво СССР336, 1985.ство СССР336, 19,12,8- повыщ ржитанал АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(57) Изобрет ной технике анализа ста цессов, в час ны связа изобретения ройство сод ится к вычислительь использованодля зргодических проопределении глубироцессов. Цель ние точности. Устго-цифровой преоб4 1656558 разователь 1, регистры 2, 3, четыре элемента задержки 5, 6, 7, 25, блок 4 сравнения, три счетчика 8, 12, 18, группы блоков элементов И 9, 11, группу элементов И 16, дешифраторы 10 - 1,10 - М, 13, генератор 14 тактовых импульсов, делитель частоты 15, элемент ИЛИ 17, группу триггеров 19, группу блоков элементов И 20, группу блоков сравнения 22, дополнительную группу блоков элементов И 23, дополнительные элементы ИЛИ 24, 26, входы 21 задания кодов сравнения, В устройстве определение интервала корреляции входного сигнала производится пуИзобретение относится к вычислительной технике, может быть использовано для анализа стационарных эргодических случайных процессов, в частности для определения глубины связанности процессов.Цель изобретения - повышение точности,На чертеже представлена структурная схема устройства для определения интервала корреляции,Устройство для определения интервала корреляции содержит последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь 1, первый и второй регистры 2 и 3, блок 4 сравнения, третий 5, второй 6 и первый 7 элементы задержки, первый счетчик 8, первый блок 9 элементов И, дешифраторы 10 - 1,.,10 - М, второй блок 11 элементов И, второй счетчик 12, дешифратор 13 значения частоты, генератор 14 тактовых импульсов, делитель 15 частоты, группу элементов И 16, . элемент ИЛИ 17, третий счетчик 18, группу из М, где М (р) =2/3(п) триггеров 19, группу блоков 20 элементов И, входы 21 задания кодов сравнения, группу блоков 22 сравнения, дополнительную группу 23 элементов И, первый дополнительный элемент ИЛИ 24, дополнительный элемент 25 задержки, второй дополнительный элемент ИЛИ 26.Устройство работает следующим образом,Первый регистр группы 19 устанавливается в единичное состояние, остальные регистры группы обнуляются, на генераторе 14 тактовый импульсов устанавливается начальная тактовая частота Ь, которая соответствует условия Ь 1 ; где 1 = 1/ ЛТ, ЛТ - интервал корреляции исследуемого сигнала.Регистры 2 и 3 обнуляются, Тактовая частота поступает на вход делителя 15 частоты, где осуществляется деление тактовой частоты в виде т = КФн ( - 1,.: ), КЬ, если тем его дискретизации, подсчета числа поворотных точек сигнала на переменном интервале. Вначале выбирается малая длительность интервала и оценивается значение числа поворотных точек на нем, которое позволяет оценить интервал корреляции лишь приблизительно, затем при помощи дешифратора 10, группы триггеров 19, группы блоков элементов И 20 и группы элементов И 23, а также группы блоков 22 сравнения производится последовательное уточнение значения искомого интервала корреляции. 1 ил,), 11 - заранее набранные коэффициенты и формирование на каждом из выходовделителя= 1 последовательностей импульсов с частотами 5, Выбор конкретной5 частоты б, в соответствии с которой производится дискретизация по времени исследуемого сигнала х(т), осуществляется наосновании содержимого счетчика 12 при помощи дешифратора 13, группы элементов И10 16 и элемента ИЛИ 17,Исследуемый сигнал х(т) поступает наинформационный вход аналого-цифровогопреобразователя 1, в котором с периодомЛТ = 1/5 происходит дискретизация сигна 15 ла путем преобразования его текущегоуровня в двоичный цифровой код. Результаткаждого аналого-цифрового преобразования исследуемого входного сигнала устройства запоминается соответственно на один20 и на два шага в регистрах 2 и 3,Блок 4 сравнения производит сравнение очередного пришедшего значения сигнала х(ц) с задержанными на ЛТ и 2 ЛТ; врегистрах 2 и 3 х(т-) и х(11-). По результату25 сравнения на выходе блока формируетсяединичный импульс в случае, если х(1)(с) х(11-2) или х(1)х(1-1)х (т).Вырабатываемые блоком 4 сравненияимпульсы подсчитываются счетчиком 8. Од 30 новременно в счетчике 18 подсчитываетсятребуемое число и отсчетов сигнала х(т) вмоменты т 1, ) = 1п,При накоплении счетчиком 18 числа ьконтролируемого одним из блоков сравне 35 ния группы 22, на второй вход блока элементов И 9 подается сигнал с выходадополнительного элемента ИЛИ 24, разрешая прохождение накоплен:-,ой в счетчике 8суммы поворотных точек на дешифратор 10,40 первые выходы дешифраторов 10 - 10 м соответствуют случаю отсут:твия корреляциив дискретизированном сигнале. Вторые выходы дешифраторов 10 - .10 м соответствуютслучаю коррелированности дискретизированного сигнала, Третий выход дешифраторов 101 - 10 м соответствует случаю высокойколебательности исследуемого сигнала, Последний случай возникает либо при неудачном выборе 5 н начальной тактовой частотыгенератора 14, либо при наличии в сигналеузкополосной составляющей большой мощности.Проверка коррелированности дискретизированого сигнала х(1), 1+=11+1 Я в дешифраторах 10 - 1:10 - М производится наосновании следующего критерия, В случаенекоррелированности сигнала (т.е. в случаешума) среднее количество поворотных точек р (в которых наблюдается очереднойлокальный минимум или максимум х(11 выражается формулой М р) - 2/3(п), где и -суммарное число точек дискретизированного по времени сигнала х(1), подвергающихся 20анализу. Известно также, что с увеличениеми величина р может рассматриваться какраспределенная по нормальному закону с16 и - 29дисперсией 0 Р) = 90 и сред 25неква атическим отклонениемОр = Рр. С учетом отмеченного в качестве критерий коррелированности процесса может быть рассмотрен следующий,Если значение р (накопленное в счетчике 2) таково, что выполняется р-Мр3 сгр, сигнал х(11) является шумом. ЕслирМр)-3 др, то х(т) является коррелированным. Если рМр) + 3 о, то сигнал х(11)является быстро колеблющимся. 35Образование единичного потенциалана вторых выходах дешифраторов 10 -1:10 - М приводит к изменению содержимого группы триггеров 19 - 1:19 - М, которое. всвою очередь, обеспечивает последующий 40поиск более точного значения интервалакорреляции путем анализа более продолжительных реализаций х(т), либо в предельномслучае выдачу искомого интервала корреляции.45Поступление сигналов с.третьих выходов дешифраторов 10 - 1:10 - М, объединенных в единый сигнал элементом ИЛИ 26,свидетельствует о необходимости изменения начальной тактовой частоты генератора 14,Появление единицы на первых выходахдешифраторов 10 - 1;10-М происходит приусловии, что дискретизированный очередной частотой 1 сигнал х(т 1) является шумоми требуется выбор новой частоты Ьк1 ь Дляпроведения дискретизации сигнал х(т) новой частотой бнЙ один из выходов первойгруппы выходов дешифратора 10 поступает через соответствующий открытый элеменг И группы 23 и элемент ИЛИ 24 на счетчик 12, увеличивая на единицу его содержимое, и через элемент 25 задержки на счетчики 18 и 8, обнуляя их. В соответствии с новым значением счетчика 12 происходит возбуждение очередной шины дешифратора 13, которая, в свою очередь, открывая другой элемент И из группы 6, делает рабочей новую частоту 1+б, при этом ЛТн.ЛТьПоследовательное уточнение значения интервала корреляции достигается путем последовательного увеличения числа отсчетовисследуемого сигнала и соответствующим сопоставлением этому увеличению переменного числа диапазонов поворотных . точек. С этой целью на входах 21 - 1:21 - М устанавливается увеличивающаяся последовательность чисел отсчетов исходного сигнала, например 64, 128, 256, Дешифраторы 1 О - 1:10 - М настраиваются на анализ зафиксированного в сумматоре числа поворотных точек, возникающих при соответствующем выборе числа отсчетов исследуемого сигнала. Далее работа устройства происходит следующим образом, В начале процесс х(т) анализируется при числе отсчетов, равном, например, 64, До тех пор, пока не возбудится вторая выходная шина дешифратора 10-1. происходит постепенное изменение частоты б на 1+1 через каждый 64 отсчета сигнала в момент сравнения содержимых счетчика 18 и кодовой шины 21-1 в блоке 22-1 сравнения. Как только происходит возбуждение второй шины дешифратора 10 - 1, производится обнуление триггера 19 - 1 и установка в единичное состояние второго триггера 19 - 2. После этого открывается второй блок 22-2 элементов И и начинает происходить отсчет уже каждых, например, 128 отсчетов х(т 1) и т.д, В момент возбуждения второй выходной шины последнего дешифратора 10 - М группы данный сигнал открывает блок элементов И 11 и в выходную шину устройства подается содержимое счетчика 12, которое соответствует номеру контролируемой частоты 1;, Значение величины интервала корреляции определяется по формуле т= 1/Ь 1,. Формула изобретения Устройство для определения интервала корреля ции. содержащее аналого-цифровой преобразователь, блок сравнения, два регистра, три элемента задержки, три счетчика. группу элементов И, генератор тактовых импульсов, делитель частоты, элемейт ИЛИ. два блока элементов И, дешифратор значения частоты, первый дешифратор,1656558 Составитель Е. КопыловаРедактор М, Бандура Техред М.Моргентал Корректор С. Шевкун Заказ 2054 Тираж 416 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. ужгород, ул.Гагарина, 101 причем вход аналого-цифрового преобразователя является информационным входом устройства, а выход подключен к первому информационному входу блока сравнения и информационному входу первого регистра, выход которого соединен с вторым информационным входом блока сравнения и информационным входом второго регистра, выход которого подклЮчен к третьему информационному входублока сравнения, выход которого соединен со счетным входом первого счетчика, разрядные выходы которого подключены к информационному входу первого блока элементов И, выход которого соединен с входом первого дешифратора, разрядные выходы второго счетчика подключены к 1-разрядным входамдешифратора значения частоты, выходы которого соединены с первыми входами состветствующих элементов И группы. выходы которых подключены соответственно к входам элемента ИЛИ, выход которого соединен со счетным входом третьего счетчика, тактовым входом аналого-цифрового преобразователя и входом первоо элемента задержки, выход которого соединен с тактовым входом блока сравнения и через второй элемент задержки - с тактовым входом второго регистра и входом третьего элемента задержки, выход которого подключен к тактовому входу первого регистра, выход генератора тактовых. импульсов соединен с входом делителя частоты, выходы которого подключены соответственно к вторым входам элементов И группы, вход генератора тактовых импульсов является входом запуска устройства, о т л и ч а ю щ е е.с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены группа из М триггеров (где М р) = =2/3(п), р - среднее количество а и и щах, и - суммарное число точек дискретизированного по времени сигнала хЩ Мдешифраторов, группа из М блоков элементов И, группа из М блоков сравнения, дополнительная группа из М элементов И, два дополнительных элемента ИЛИ и дополнительный элемент задержки, причем выход первого дополнительного элемента ИЛИ соединен со счетным входом второго счетчика, управляющим входом первого блока элементов И и через дополнительный элемент задержки - с установочными входами первого и третьего счетчиков, первый выход 1-го (1=1 М) дешифратора соединен с первым входом -го элемента И дополнительной группы, вторые входы элементов И дополнительной группы соединены с соответствующими выходами блоков сравнения группы, первые информационные входы которых соединены с оазрядными выходами третьего счетчика, втсрой выход )-го =1,М) дешифратора соединен с входом сброса )-го триггера группы и установочным входом )+1)-го триггера группы, второй выход М-го дешифратора соединен с управляющим входом второго блока элементов И, выход которого является выходом значения интервала корреляции устройства, разрядные выходы второго счетчика соединены с информационным входом второго блока элементов И, третий выход 1-го дешифратора соединен с соответствующим входом второго дополнительного элемента ИЛИ, выход которого является выходом индикации ошибочного выбора частоты устройства, выходы триггеров группы соединены соответственно с управлящими входами блоков элементов И группы, выходы которых соединены с соответствующими вторыми информационными входами блоков сравнения группы, информационные входы блоков элементов И группы являются входами задания кодов сравнения устройства,. выходы элементов И дополнительной группы поключены к входам первого дополнительного элемента ИЛИ.