Вероятностный спектрокоррелятор

(43) Опубликовано 30,0 ло делам изобретени и открытий(72) Авторы изобретения Е. Е. Владимиров, В. Г. Корчагин, Ю. Б. Садомов и Л охл 1) Заявитель Государственное союзное конструкторско-технологическое бюропо проектированию счетных машин(54) ВЕРОЯТНОСТНЫЙ СПЕКТРОКОРРЕЛЯТ Изобретение относится к области вычислительной техники, предназначено для вычисления математического ожидания, дисперсии, авто- и взаимокоррелляционных функций, спектральной плотности и безусловной энтропии любого из двух случайных процессов с независимыми отсчетами в реальном масштабе времени и может найти применение во многих областях науки и техники (ядерная физика, гидрометеорология, геофизика, электроника, медицина и др.), где исследуемые процессы носят случайный характер.Известны вероятностные спектрокорреляторы, содержащие регистры, блоки вероятностного умножения, цифровые интеграторы и работающие в реальном масштабе времени 11.Эти спектрокорреляторы имеют недостаточное быстродействие, не могут работать в режиме грубо-точных измерений; имеют регулируемые и подбираемые элементы и большую структурную избыточность.Известен вероятностный спектрокоррелятор, содержащий генератор случайных чисел, четыре блока вероятностного округления, первые входы первого и второго блока вероятностного округления подключены соответственно к первому и второму входам устройства, первые входы третьего и 2четвертого блоков вероятностного округления соединены соответственно с выходами первого и второго регистров, второй вход четвертого блока вероятностного округле ния соединен с выходом третьего регистра,подключенным к входу блока сдвигающих регистров, охваченного обратной связью, выходы блока сдвигающих регистров соединены с первыми входами первого и вто рого регистров, выходы третьего и четвертого блоков вероятностного округления соединены соответственно с первым и вторым входами блока однотактного умножения и с первым и вторым входамн цифрового ин тегратора, третий вход которого подключен к выходам первого и второго блоков вероятностного округления, а четвертый - к выходу блока однотактного умножения, который соединен с вторыми входами пер ного и второго блоков вероятностного округления (21.Недостатком этого спектрокоррелятораявляются ограниченные функциональные возможности, не позволяющие проводить 25 вычисление безусловной энтропии любогоиз двух случайных процессов.Целью изобретения является расширениефункциональных возможностей спектрокоррелятор а.30 Эта цель достигается тем, что он содер 6549495 10 Для вьчислений квадрата математйческого ожидания из значений корреляционной функции коды, пропорциональные квадрату математического ожидания, через блок 1 и вентиль 13 поступают на регистр 5 и через блок 3 - на интегратор 12, где вероятностно вычитаются из т значений точек корреляционной функции. Затем снова значение т 2 заносится на регистр 5 и процесс повторяется. Вычисления производятся столько раз, сколько требует точность вычислений данных значений.Для умножения корреляционной функции на корреляционное окно последнее, например окно Бартлета, Парзена, Тычки, формируется в блоке 10 постоянной памяти (запоминающем устройстве), сумматоре 17 и поступает в регистр 5. Значение корреляционной функции подается через блок 2, вентиль 14 и регистр 6 в блок 9, в регистр 7 и через блок 4 - на блок 11 умножения, На другой вход блока умножения поступают значения корреляционного окна, Результат умножения записывается в интегратор 12. Так происходит т раз со всеми значениями корреляционной функции.При вычислении спектральной плотности значения Соза; подаются через блок 10 и сумматор 17 на регистр 5 и через блок 3 - в блок 11. Значение корреляционной функции через регистр 7 поступает на другой вход блока 11. Результаты умножения записываются последовательно в интегратор 12. Многократность повторения при умножении на одну точку корреляционной функции значения косинуса определяется точностью вычислений. Затем вырабатываются значения Соз 2 х; и процесс повторяется с умножением па вторую ординату корреляционной функции, Так происходит т раз, Данный цикл вычислений производится за 2 т рабочих тактов.Следует отметить, что для вышеприведенных вычислений блок 16 синхронизации режимов подключает генератор 8 случайных чисел к блокам 1 - 4 и разрешает работу вентилей 13 и 14.Для вычисления безусловной энтропии Н(Х) или Н(У) блок 16 синхронизации режимов отключает от блоков 1 и 2 генератор 8 случайных чисел, подключает к этим блокам счетчик 15 шага квантования и запрещает срабатывание вентилей 13 и 14, При вычислении энтропии вероятности оцениваются как частоты попадания значений отсчетов в соответствующие амплитудные интервалы в выборочном массиве. С помощью блоков 1 и 2 и счетчика 15 шага квантования определяем номера амплитудного интервала, значения которых заносятся в интегратор 12, где подсчитывается число отсчетов, попавших в интервал,и, следовательно, при выборе объема выборки У = 2", й = 1, 2, , т. е. сведения опера 15 0 25 30 35 40 45 50 55 60 65 6ции деления к переносу запятой йри опре. делении вероятностей р;,Далее по найденным значениям вероят ностей, которые служат адресом для блока 10 постоянной памяти, получаются значения т= - р;1 о 2 р;. Затем в сумматоре 17 производится суммирование значений т 1, выбранных из блока 10 по адресам, определяемым содержимым ячеек и; интегратора 12, с соответствующим поправочным коэффициентом ап, значения которых хранятся в блоке 10 постоянной памяти. Формула изобретенияВероятностный спектр окоррелятор, содержащий генератор случайнык чисел, четыре блока вероятностного округления, первые входы первого и второго блока вероятностного округления подключены соответственно к первому и второму входам спектрокоррелятора, первые входы третьего и четвертого блоков вероятностного округления соединены соответственно с выходами первого и второго регистров, второй вход четвертого блока вероятностного округления соединен с выходом третьего регистра, подключенным к входу блока сдвигающих регистров, охваченного обратной связью, выходы блока сдвигающих регистров соединены с первыми входами первого и второго регистров, выходы третьего и четвертого блоков вероятностного округления соединены соответственно с первым и вторым входами блока однотактного умножения и с первым и вторым входами цифрового интегратора, третий вкод которого подключен к выходам первого и второго блоков вероятностного округления, а четвертый - к выходу блока однотактного умножения, который соединен с вторыми входами первого и второго блоков вероятностного округления, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, он дополнительно содержит первый и второй вентили, счетчик шага квантования, сумматор, блок постоянной памяти и блок синхронизации, вход которого подключен к выходу генератора случайнык чисел, первый выход - к управляющим входам первого, второго и третьего блоков вероятностного округления, счетчика шага квантования, первого и второго вентилей, второй выход - к первому входу блока постоянной памяти, второй вход которого соединен с выходом цифрового интегратора, а выход - с входом сумматора, выход которого подключен к второму входу первого регистра, третий вход которого подключен к выкоду первого вентиля, второй вход которого соединен с выходом первого блока вероятностного округления, второй вход второго вентиля подключен к выходу второго блока вероятностного округления, а выход второго вентиля - к вкоду третьего регистра.Редактор Н, Суханова Заказ 850/17 Изд, Мо 259 Тираж 779 Подписное НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4(5Типография, пр. Сапунова, 2 7 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Мирский Г. Я, Аппаратурное определение характеристик случайных процессов.М., Энергия, 1974, с, 261 - 265.2. Авторское свидетельство СССРМо 432509, кл. б 06 Р 15(34, 1974.