Вероятностный спектрокоррелометр

Вероятностный спектрокоррелометр

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскими

Соцналнетннкинк

Реснублни

< 1636618 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (5l) М. Кл.

606 F 15/34 (22) Заявлено 14.1276 (21) 2428338/18-24 с присоединением заявки №

{23) Приоритет

{43) Опубликовано 05.1278.Бюллетень ¹45 (45) Дата опубликования описания 06,1278

Государственный комитет

Совета Министров и;СР оо делам идобретеиий, и открытий (53) УДК 681. 323 (088. 8) {72) Авторы изобретения

В.Г. Корчагин, Л.Я. Кравцов, Д.E. Лакий

Ю.Б. Садомов и Л.М. Хохлов (71) Заявитель

Государственное Союзное конструкторскобюро по проектированию счетных (54) ВЕРОЯТНОСТНЫЙ СПЕКТРОКОРРЕЛОМЕТР

Изобретение относится к области вычислительной техники и предназначено для статистической обработки информации в реальном времени, используемой для решения большого класса научно-технических задач.

Известно устройство для вычисления статистических характеристик случайных процессов flj, Основным недостатком этого известного устройства является последовательный процесс вычисления статистических характеристик: в начале — значений корреляционной функции, а затем — значений спектральной плотности мощности. При вычислении спектральной плотности мощности на основании Фурье — преобразования корреляционной функции, необходимо много-. кратно вероятностно кодировать как значения корреляционной функции, так и значения косинуса. При этом для достижения удовлетворительной точности вычисления спектральной плотности мощности {5-10%) требуется крат-28 ность кодирования, в сотни раз превышающая кратность кодирования при вычисле-нии корреляционной функции. Оба обстоятельства приводят к относительно большим временным затратам. д) Наиболее близким по технической сущнос-..и к данному изобретению является известный вероятностный коррелометр (21.

Этот вероятностный коррелометр содержит блок центрирования, первый вход которого янляется входом спектрокоррелометра, а выход подключен к первому входу первого блока вентилей, выход которого соединен с первым входом блока вероятностного округления, выход которого соединен со входом динамического регистра, охваченного обратной связью, выход которого подключен к первому входу регистра числа, первый выход которого соединен с перньм входом первого блока сравнения, выход которого подключен к первому входу блока вероятностного умножения, второй вход которого подключен к выходу второго блока сравнения,. а выход соединен с информационным входом блока памяти, первый выход которого подключен кс второму входу блока центрирования, второй — через блок определения коэффициента масштаба соединен со вторым входом первого блока вентилей,. второй вход блока вероятностного округления, второй нхо. и. рвого и второй вход второго блоков сравнения соединены соответственно с первьм, вторым н третьим выходами генератора случайных чисел, второй вход второго блока сравнения подключен к выходу блока вероят)ностного округления, упранля«очке входы первого блока вентилей, динамического регистра, блока памяти к регист- 5 ра числа соединены соответственно с первыми четырьмя выходами блока управления, OcнОнным недОстаткОм иэвестнОГО вероятностного коррелометра является 10 невозможность определения плотности мошности в реальном масштабе времени.

Мелью настоящего изобретения является расширение функциональных возможностей вероятностного коррело" метра, состояцей в том, что обеспечивается воэможность вычислять спектральную плотность (мошности) в реальном масштабе времени, причем независимо от вычисления корреляционной функции.

Поставленная цель достигается тем, что н вероятностный спектрокоррелометр введены генератор гармонических функций и второй блок вентилей, первый и второй нходы которого подключе- @ ны соответственно к выходу генератора гармон"«"-«eo««èõ функций и ко второЬ У ВЬД;ОДл РЕГИСТРа ЧИСЛа а УПРаВЛЯЮ щий вход соединен с пятым выходом блока управления, выход второго бло- 30 ка ьентклей подключен к третьему ego" ду второго блока сравнения, третий выход блока памяти соединен со вторым Входом реГистра числао

ВерояTHîoтный спектрокоррелометр содержит блок центрирования 1, первый блок нентклей 2, блок вероятностНОГО Округле««ия 3 р динамический (o J3 B«11 ct10LI, «é ) реГHcTp 4, per««o rp ла 5, блок управления б, первый блок сравнения 7, второй блок сравнения 8„ блок вероятностного умножения 9, блок памяти 10, блок определения коэффициента масштаба 11, генератор случайных чисел 12, генератор гармонических функций 13, второй блок вентилей 14.

Предлагаемый спектрокорреломеТр в режиме вычисления спектральной плотности мощности 5 ()реализует следуюх

50 щий метод вычисления.

Исследуемая временная последова- тельно<:ть, («Й ), состоящая из Й чле1«ов («"- t,8), разделяется на участков, состоя«ткх из С членов каждый (М = K.g )-Затем для каждого участ-55 ка вычисляется точечная оценка периодоГраммы к производится усреднение найденных перкодограмм по всем имею«лимся у «асткам. то есть вь«числение 5 „(j производится согласно формуле 6О точечная Оценка ««еркодограм«м для 1 -го участка) .

1+ «) — центрированная ордината нременной последовательности.

Перед началом работы вероятностного спектрокоррелометра по команде Начальная установка нсе блоки устройства устанавливаются в исходное состояние, после чего устройство готово к работе. Случайный процесс, представленный в дискретном виде, поступает через блок центрирования 1 и блок вентилей 2 на вход блока вероятностного округления 3

Блок вероятностного округления 3 производит округление каждого числа до и -двоичных разрядон, после этого все числа последовательно поступают в динамкческий (сдвигаюший) реГистр 4 °

После заполнения динамического (сдвигаюшего) регистра 4 на перный блох вентилей 2 иэ блока управления б поступает сигнал запрета и начинается процесс вычисления точечной

Оценки периодограммы до E -го участка. При этом первое число заносится

ha регистр числа 5 и через него подается на первый блок сравнения 7, где сравнивается с числом, поступающим с генератора случайных чисел 12, и в виде случайной последовательности 1 и 0 поступает в блок вероятностного умножения 9. Одновременно с этим на второй блок сравнения 8 из генератора гармонических функций

13 через второй блок вентилей 14 подается соответствую«:«ее значение косинуса. Результат вероятностного умножения этих величин поступает с выхода блока вероятностного умножения

9 в блок памяти 10 для накопления.

Процесс вероятностного умножения в дальнейшем, может повторяться н зависимости от числа испытаний Ж, установленных в блоке управления 6, и требуемой точности вычислений. По окончании умножения этих величин на блок сравнения 8.через блок вентилей 14 с генератора гармонических функций 13 подается соответствую«чее значение синуса и повторяется процесс вероятностного умножения. Результат умножения с выхода блока вероятностного умножения 9 поступает в блок памяти 10 для накопления. Затем производится сдвиг динамического (сдвигающего) регистра

4, на регистр числа 5 поступает следующее чксло к процесс вероятностного умножения повторяется.

После «(, сдвигов динамического (сдвигающего) регистра 4 генератор гармонических функций 13 блокируется сигналом иэ блока управления б и на оба блока сравнения 7, 8 через регистр

5 6366 числа 5 из блока памяти 10 поступает накопленная сумма

4 к

Х. СО5

i.o и производится ее вероятностное квадрирование. Затем такая же операция понторяется для другой суммы

4 . т 5 х я1я —. .o

Результаты квадрирования, соот:ветс тн ующие 1 -му номеру вычисляемой точки периодограммы, с выхода блока вероятностного умножения 9 поступают в блок памяти 10 для накопления.

Время квадрирования оценивается количеством испытаний г, установленHblx в блоке управления 6 в зависимости от требуемой точности. На этом процесс 15 вычисления 1 -й точки периодограммы заканчивается и описанный процесс

00J?HocT&N повторяется для (j+t) - Й точки периодограммы. Так происходит раз.

Затем описывается сигнал запрета с первого блока нентилей и динамический (сдвигающий) регистр заполняется новыми - значениями случай/ ного процесса. Описанная последовательность операций повторяется. Так происходит К раэ.

После окончания вычисления с блока памяти )О выдается результат во внешнее устройство.

Можно показать, что величина пог- 30 решности в(5 „ (j)1 смещения получаемой оценки зависит от масштабного коэффициента и кратности кодирования и не превзойдет величины 1 lo Эе.

Отсюда следует, что описанный 35 спектрокоррелометр позволяет. получить оценку с удовлетворительной погрешностью во много раз быстрее, чем аналогичные устройства, использующие детерминированный метод вычислений.

Формула изобретения

Вероятностный спектрокоррелометр, содержащий блок центрирования-, первый вход которого является входом спектрокоррелометра, и выход подключен 45 к первому входу первого блока вентилей, выход которого соединен с первым

18 б входом блока вероятностного округления, выход которого соединен co BKA дом динамического регHcTpd охва-|енного обратной связью, выход которого подключен к первому входу регистра числа, первый выход которого соединен с первым входом первого блока сравнения, выход которого подключен к первому входу блока вероятностного умножения, второй вход которого подключен к выходу второго блока сравнения, а выход соединен с информационным входом блока памяти, первый выход которого подключен ко второму нходу блока центрирования, второй — через блок определения коэффициента масштаба соединен со вторым входом первого блока вентилей, второй вход блока нерояткостного округления, второй вход первого и первый вход второго блоков сравнения соединены соответственно с первым, вторым и третьим выходами генератора случайных чисел, второй вход второго блока сравнения подключен к выходу блока вероятностного округления, управляющие входы первого блока вентилей, динамического регистра, блока памяти и регистра числа соединены соответственно с первыми четырьмя выходами блока управления, о т л и ч а юшийся тем, что, -à "целью расширения функциональных возможностей эа счет обеспечения вычисления спектральной плотности в реальном масштабе времени, в вероятностный спектрокоррелометр введены генератор гармонических функций и второй блок вентилей, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходу генератора гармонических функций и ко второму выходу регистра числа, а управляющий вход соединен с пятым выходом блока управления, выход второго блока вентилей подключен к третьему входу второго блока сравнения, третий выход блока памяти соединен со вторым входом регистра числа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР

9 432509, кл. 06 F 15/34, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 485453, кл. 506 F 15/34, 1974 °

БНИИПИ Заказ 6942/39

Тираж 784 Подписное

Филиал ППП Патент, г.Ужгород, ул.Проектная,4