Вероятностный коррелометр

Вероятностный коррелометр

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

«»705457 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 2709.77 (21) 253 4281/18-2 4 с присоединением заявки М (51)М. Кл.

G 06 F 15/34

Государственный комитет

СССР по делан изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 2 51279. Бюллетень М 4 7

Дата опубликования описания 25.1279 (53) УДК б 81. 323 (088.8) (72) Авторы изобретения (В. Г. Корчагин, Л. Я. Кравцов, А. С. Мартыненко, Ю. Б. Садомов и Л. М. Хохлов

Государственное союзное конструкторско-технологическое бюро по проектированию счетных машин и опытный завод (71) Заявителе (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) (1! °

Известный 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 сдвигающего регистра, выход которого соеди-" нен с его входом и с первыми вхб)(ей(((И йервого и второго блоков сравнения, вторые входы которых подключены"к

30 выходу генератора случайных чисел, выходы блоков сравнения соединены сооrветственно" с пержил)(г и втбрьпт входами вероятностного блока умножения, выход которого соединен с информационным входом блока памяти, управляющий вход которого соединен с первым выходом блока управления, второй выход которого подключен к управляющему входу генератора случайных чисел, второй вход сумматора подклнн ен к выходу второго блока элементов И, информационный вход которого соединен с 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 вероятност— ной характеристики, как оценки математического ожидания НСП, можно вычислять оценку математического ожидания как функцию времени, а изменением корреляционной функции во времени IIpåéåáðå÷ü.

Целью настоящего изобретения яв— ляется расширение функциональных воз705457 .

""можностей коррелометра за счет оценки текущего среднего нестационарных случайных процессов.

Указанная цель достигается тем, что s коррелометр введены третий, четвертый и пятый блоки элементов И 3 счетчик и накапливающий регистр, вход которого соединен с выходом третьего блока элементов И, выходы подключены соответственно к информационным входам четвертого и пятого блоков элементов И, управляющие входы первого и второго блоков элементов И соединены с первым;выходом счетчика, управляющие входы третьего и четвертого блоков элементов И подключены к второму выходу счетчика, управляющий вход пятого блока элементов И соединен с третьим выходом счетчика, а выход подклеен к входу регистра, выход четвертого блока элементов И соединен с третьим входом сумматора, выход которого подключен к информационному .входу третьего блока элементов И.

На чертеже представлена блок-схе ма коррелометра.

Вероятностный 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 случайных чисел, блоки 13 и 14 элементов И, регистр 15, блок-16 элементов И. 35 ,Коррелометр работает следующим образом.

Перед началом работы все блоки и элементы устройства устанавливаются в исходное (нулевое) положе- ро ние. Значение х„ случайного процесса X(t) поступают на вход сумматора 1 ° Цикл приема и обработки текущих значений х.в коррелометре состоит из двух тактов. В первом такте .производится центрирование входной величины х „ no текущему значению математического ожидания, хранящемуся в,регистре 15. В соответствии с этим блоки 2 и 13, управляемые младшим триггером счетчика 11 (на чертеже на показан), открыты, а блок 3 и .блок 14 — закрыты. Центрированное зйачение х(поступает на сдвигающий регистр 4, после заполнения которого (разрядность сдвигающего регистра 4 определяет количество начальных циклов до заполнения сдвигающего регистра

4) начинается вычисление ординат корреляционной функции. При этом первое текущее число подается в блок 7 сравнения, где сравнивается с числом, поступающим с генератора 12 случайных чисел, и в вероятностно-кодированной

Форме (код 1 или О) подается в блок

9 вероятностного умножения. 65

Затем производится сдвиг содержимого регистра 4 и второе число, переписываясь в начало сдвигающего регистра 4, одновременно поступает в блок

8 сравнения, откуда вероятностно-кодированное число поступает на второй вход блока 9 вероятностного умножения.

Результат умножения первых двух чисел с выхода блока 9 поступает в блок 10 памяти.

В дальнейшем указанные процессы сдвига, кодирования и умножения сигналов повторяются в зависимости от числа испытаний, установленных s блоке б управления, разрядности сдвигающего регистра 4, а также от длины ряда чисел.

Одновременно с первым сдвигом информации в сдвигающем регистре 4 и выработкой перзого частного произведения в блоке 9 вероятностного умножения формируется второй такт, в результате которого в накапливающем регистре 5 образуется новое значе-ние накопленной суммы вида:

51 k

S= ЦХ1, 1"-5 где i - номер входной, величины х;; номер массива (1, 2, 3 †) †); k — величина массива, по коN торому текущее значение математического ожидания, в дан ном случае К рав но .количеству ординат вычисляемой корре ляционной функции нестационарных случайных процессов . Во время второго такта триггер младшего разряда счетчика 11 переходит в противоположное состояние, при этом открываются блоки 14 и через которые осуществляется соответственно передача текущего значения накопленной суммы S- в сумма1-4 тор 1 и передаче, нового вычисленного значения S "„= S + 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 осуществляется автоматически по сигналу переполнения счетчика 11, разрядность Р которого устанавливается в соответствии с выбранным значением и, так что

n = 2 . tIo окончании первого цикла р приема в обработки входной величины триггер младшего разряда счетчика 11 переходит в новое, соответствующее начальному, положение, подготавливая сумматор 1 к центрированию следующей входной величины х1+1. Необходимо отметить, что при данной аппаратурной реализации вычисления корре, ляционной функции центрирования первых и значений случайного процесса

705457

k(t) осущетсвляется по нулевым значениям щ1 (так как значение содержи" мого регистра 15 в начале работы равно нулю). Однако при больших мас° .сивах случайных чисел (N — n ) n) ука° ванное обстоятельство существенного значения не имеет, Расщирение функциональных возможностей, достигнутое в описываемом коррелометре, не снижает его техникоэкономических показателей, в частностц() быстродействия и степени сложности . устройства, по сравнению с известным коррелометром.

Как видно из описания работы коррелометра, при обработке текущей входной величины х„ дополнительно затрачивается один машинный такт для накопления х„ и получения суммы вида

3е б= Ех) ° Однако, если в известном (-5 . 20 коррелометре на обработку входной величины х„ затрачивается Т = % + К тактов, где М вЂ” количество ординат

3ычисляемой корреляционной функции; количество тактов, йспользуемых 25 для центрирования входной величины," то в описанном устройстве Т = к + 3 +1.

Таким образом; относительное снижение быстродействия составляет в среднем

0,01 -0,005. С другой стороны, ис- g() пользование сумматора 1 для накопления можно осуществлять. параллельно с вычислением частичных произведений.

Это вообще исключает снижение быстродействия описываемого коррелометра.. 35

Формула изобретения

ВеРоятностный коррелометр, содер-, жащий сумматор, первый вход которого является входом коррелометра, а вы ход соединен с информационным входом „ первого блока элементов И,выход которого подключен к входу сдвигающего .регистра, выход которого соединен с его входом и.с первыжи входами первого и второго блоков сравнения, вто- 4 рые входы которых подключены к выходу

Ъ генератора случайных чисел, выходы блоков сравнения соединены соответственно с первым и вторым входами вероятностного блока умножения, выход которого соеДинен с информационным входом блока памяти, управляющий вход которого соединен с первым выходом блока управления, второй выход которого подключен к управляющему входу генератора случайных чисел, второй вход сумматора подключен .к выходу второго блока элементов И, информационный вход которого соединен с выходом регистра, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей коррелометра за счет формирования оценки текущего среднего, s него введены третий, четвертый и пятый блоки элементов И, счетчик и накапливающий регистр, вход которого соединен с выходом третьего блока элементов

И, а выходом подключены соответственно к информационным входам четвертого и пятого блоков элементов

И, управляющие Входы первого и второго блоков элементов И соединены с первым выходом счетчика, управляющие входы третьего и четвертого бло ков элементов И подключены ко второму выходу счетчика, управляющий вход пятого блока элементов И соединен с третьим выходом счетчика, а выход пятого блока элементов И подключен ко входу регистра, выход четвертого блока элементов И соединен с третьим входом сумматора, выход которого подключен к информационному входу третьего блока элементов И.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 432509, кл. G Об F 15/34, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

9. 485453, кл. G 06 Г 15/34, 1974.

ПНИИП(Заказ 8352/бб

Тираж 780 Подписное

Филиал ППП Патент, r.Óæãîðoä, ул. Проектная,