Устройство для определения матриц корреляционных и спектральных функций

О П И С А Н И Е ,691863И ЗОБ РЕТЕ Н ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоцивлистнческихРеслублнк/18-2 Гкударственнвй хюмнтет СССР на делам нзобретеннй н атхрытнй. Турченков Ленинградское высшее инженерно им, адмирала О. О, Макарова(71) Заявите УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАТРИЦ КОРРЕЛЯЦИОННЫХ И СПЕКТРАЛЬНЫХ ФУНКциЙ ом данного устройства явля- быстродействие и сложность случае многомерных измений. Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники и предназначено для многомерногоадаптивного корреляционно-спектральногоганализа процессов с неизвестными математическими ожиданиями и центрированных пропессов в условиях дефицита априорных данных.Устройство может использоваться вкачестве оперативного средства корреля-. ционно-спектральных измерений и найдет применение в измерительно-вьтчттслительных системах, а также в качестве устройства связи с объектом для ЦВМ.Известно устройство, позволяющее с помощью адаптивных шагов по частоте и по задержке определять существенные ординаты корреляционной и спектральной функции 11 .Недостаткется низкоереализации в Известно также устройство, содержащее в каждом из 1, каналов коррелометр, каждый из которых включает в себя блок аналого-цифорвых и,цифроаналоговых преобразователей, первый вход н выход которого соответственно являются входом и выходом устройства, блок выбора сомножителей, блок умножения, блок деления, блок сложения, блок формирования "случайных чисел н блок программного управления, а также ряд других вспомогательных блоков (управляемый фильтр, блок задания ошибки, блок текущего усреднения и другие)ф) .Недостатком устройства является недостаточное быстродействие прн адаптивности измерений в условиях многомерного корреляцнонно-спектрального анализа.Целью изобретения является повьппение быстродействия устройства. Эта цель достигается тем, что в устройство для определения матриц корреляционных н .спектральттьтх функций дополнительно вве,дены первый и второй блоки регистров,5 6 чайных чисел 17 через свой блок регистров 10 и через блок регистров 9 передает в блок 16 случайное число, Блок сложения 16 формирует сумму этого числа и оценки математического ожидания, которая через блок 9, блок коммутации 19 и блок 5 поступает в блок преобразователей 2, который на выходе формирует центрированный по текущей оценке математического ожидания процесс в виде последовательности отсчетов Таким образом, происходит центриро-вание до усиления и кодирования в со. ответствии с предыдущей оценкой математического ожидания, Центрированныйпроцесс кодируется с шагом ь 1 в блокепреобразования 2 и через блок регистров 5 поступает в виде отсчетов в блоккоммутации 19, а также через блок 11,блок программного управления 18, блокрегистров 12 в ( Ь 1 )-й блок коммутации 20 и далее, аналогично рассмотренному, в остальные коррелометрывих блоки коммутации, аналогичные 20,Блок сложения 16 через блок регистров 9 запрашивает с блока., 19 отсчетф(к о и ф )в момент;-"О т.е. в начале К-гоцикла задержки, а также случайное числос блока формирования случайк уных чисел 17 через его блок 12 и блока19. Полученная сумма ( Х к + бхай)через блоки 9, 19, 8 поступает в,блокделения 15, который формирует отсчет2,ввиде трех старших разрядов указанной суммы.Полученный грубый отсчет Е 4 с блока деления 15 через его блок регистров8, через первый блок 19 и блок регистров 6 поступает в блок выбора сомножителей 3, который формирует все необходимые комбинации сомножителей из грубых отсчетов 2,и отсчетов х , Хпоступающих в этот блок из другйх коррелометров через их блоки коммутации19, блоку программного управления 18,блоки 11 и 12 и (1. Ф 1)-В блок коммутации 20,Все необходимые комбинации сомножителей с блока выбора сомножителей3 через его блок регистров 6 и блок19 поступают в блок умножения 4 через блок 7. При этом формируются всенеобхолямые лроиевеиения Д,1 лляопределения К-х функций. 91863 6.КПредыдущие оценки Д напримерфункции Япоступают в блок сложе)ния 16 через блок регистров 9, блоккоммутации 19, блок 11 с первого, блока5 программного управления 18, Аналогичноо с блока формирования случайных чисел 17 вызываются в блок сложения 16случайные числа и формируются суммьЛк 1 + к) и, в соответствии с (1),овычисляются оценки )сК.В конце К-го цикла определения К-хоценок этих ординат корреляционныхфункций происходит определение текущей15оценки математического ожидания щкпроцесса х 1( 1) в соответствии с (2),Таким образом, в предложенном устройстве повышение быстродействия многомерных корреляционно-спектральных измерений достигнуто за счет параллельногоопределения К-х оценок корреляционныхфункций 1 Я й и математических ожиданийщ 1 всех исследуемых процессов.При этом идентичный прием-передача данных между блоками коррелометров осуществляется через идентичные блоки регистров, блоки программного управления18, связанные с ними блоки регистров 11и 12 и блоки коммутации 19 и 20. Такое построение устройства позволяет, каквидно из описания, достигнуть максималь,ного быстродействия в асинхронном обмене данными между блоками хоррелометров, а также гибко перестраивать структуру, блок-программы работы и параметры и значит, расширять возможности ограниченного, минимально необходимогонабора блоков без введения дополнительных блоков и связей, т,е. без усложне 4 О ния устройства,После Г циклов в блоках программного управления будут определены строчные корреляционные функции и математические ожидания и начинается процесс45 сжатия данных корреляционных измеренийи выбора параметров по времени, по задержке, по частоте для последующих измерений и фурье-преобразования корреляционных функций.50 Для этого определяются абсолютныеапертуры д по нулевым ординатамЯ (о)функции Я(Ь) и заданным приведеннымапертурам 6 по алгоритмам 55 ДЯ: (0)Р. (3)е= еДля этого, например, нулевая орлиаатаоЯ с первого блока программногоуправления 18 через первый блок регистго 9 691Из рассмотрения принципа работы видно, что в предложенном устройстве определение основных наиболее информативных корреляционно-спектральных многомерных измерений достигнуто при минимальном числе блоков, наиболее сложно реализуемых в коррелометрах за счет введения идентичных блоков регистров вейтилей во все блоки устройства, а также идентичных блоков корреляции и 1 О идентичной асинхронной связи между всеми блоками устройства с идентичным принципом обмена данными между всеми бло. ками в любом направлении, Все это позволяет достигнуть максимально возможного быстродействия и наиболее широких возможностей при данной совокупности минимально необходимых блоков в коррелометрах,Формула изобретения Устройство для определения матриц25 корреляционных и спектральных функций, содержащее в каждом из Ь каналов коррелометр, каждый из которых включает в себя блок аналого-цифровых и цифроаналоговых преобразователей, первый вход30 и выход которого является соответственно входом и выходом устройства, блок выбора сомножителей, блок умножения, блок, деления, блок сложения, блок формирования случайных чисел и блок прог 35 раммного управления, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повыше. ния быстродействия, в устройство дополнительно введены первый и второй бло 863ки регистров, первый и второй блоки коммутации, ( 1.4 1 )-й блок программно- го управления, а в каждый из каналов введены блоки регистроввыходной блок регистров и блок коммутации, соответствующие входы и выходы которого подключены к соответствующим выходам и входам блоков регистров, входы и выходы которых соединены соответственно с выходами и входами блока аналогоцифровых и;цифроаналоговых; преобразователей блока выбора сомножителей, блока умножения, блока деления, блокасложения, блока формирования случайных чисел и блока программного управления, второй вход и выход которого через выходной блок регистров подключены к соответствующим выходу и входу первого блока коммутации, (.+ )-й вход и выход которого подключены соответственно к выходу и входу первого блока. регистров, второй вход и второй выход которого подключены соответственно к выходу и входу ( 1+1 )-го блока программного управления второй вход и выход которогоподключены соответственно к выходу и входу второго блока регистров, второй вход и выход которого соединены соответственно с выходом и входом второго блока коммутации. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРМ 474014, кл. О 06 Р 25/34, 1974.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке % 2189390, кл. ( 06 Г15/34, 1976 (прототип).691863 Составитель В. ЖовинскийРедактор И. Веселкина Техред О, Андрейко Корректор Н,одпис илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная аказ 6218/40 ЦНИИПИ Государст по дела изобр 21 303 5, М оск ва, ираж 780ного комитета СССРний и открытий35, Раушская наб., д. 4