Многоканальный знаковый коррелометр

 

МНОГОКАНАЛЬНЫЙ ЗНАКОВЫЙ КОРРЕЛОМЕТР по авт.св. № 752349, отличающийся тем, что, с целью расширения его функциональных возможностей пу;тем вычисления центральных моментов третьего и четвертогопорядков ,в него введены четыре сумматора , дешифратор, два элемента равнозначности, третий, четвертый и пятый компараторы, первый и второй датчики случайных чисел, причем первые входы первохо и второго сум-т маторов подключены соответственно к выходам первого и .второго генераторов вспомогательных сигналов, а /вторые входы первого и второго су 1маторов подключены соответственно к выходам первого и второго датчиков случайных чисел, выходн первого и второго сумматоров соединены соответственно с первыми информационными входами третьего и четвертого компараторов, вторые информационные входы которых объединены и соединены с информационным входом пятого компаратора и с вторым входом второго компаратора, управляющие входы третьего, четвертого и пятого компараторов объединены и подключены к выходу генератора импульсов , выход третьего компаратора соединен с первым входом первого элемента равнозначности, второй вход которого объединен с первым S входом второго элемента равнознач (Л ности и подключен к выходу четвертого компаратора, второй вход второго элемента равнозначности подключен к нулевому выходу второго регистра сдвига, входы деишфратора соединены соответственно с выходами первого и второго элементов равнозначности , е выходом пятого компаратора и с выходом первого элемента равнозначности второй группы, первая и вторая группы выходов дешифратора подключены соответственно к входам третьего и четвертого сумматоров. :л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPGH0MY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 () \

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 752349 (21) 3414264/18-24 (22) 26.03.82 (46) 07.02.84. Вюл. Р 5 (72) A.È.Êàðÿêèí, И.И.Якимович и Ю.В.Ярошенко (71) Акустический институт им. акад.Н.Н.Андреева и Московский ордена Ленина энергетический институт (53) 681.3(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 752349, кл. G 06 F 15/31, 1980

{прототип) ° (54)(57) МНОГОКАНАЛЬНЫЙ ЗНАКОВЫЙ

КОРРЕЛОМЕТР по авт.св. )) 752349, отличающийся тем, что, с,целью расширения его функциональных возможностей путем вычисления центральных моментов третьего и четвертого порядков,в него введенычетыре сумматора, дешифратор, два элемента равнозначности, третий, четвертый и пятый компараторы, первый и второй датчики случайных чисел, причем первые входы первого и второго сум-. маторов подключены соответственно к выходам первого и .второго генераторов вспомогательных сигналов, а;вторые входы первого и второго сумматоров подключены соответствен-

3(51) G 06 F 15/31; G 06 F 15 336 йо к выходам первого и второго дат.чиков случайных чисел, выходы первого и второго сумматоров соединены соответственно с первыми информационными входами третьего и четвертого компараторов, вторые информационные входы которых объединены и соединены с информационным входом пятого компаратора и с вто"рым входом второго компаратора, управляющие входы третьего, четвертого и пятого компараторов объединены и подключены к выходу генератора импульсов, выход третьего компаратора соединен с. первым входом первого элемента равнозначности, второй вход которого объединен с первым входом второго элемента равнозначности и подключен к выходу четвертого компаратора, второй вход второго элемента равнозначности подключен к нулевому выходу второго регистра сдвига, входы дешифратора соединены соответственно с выходами первого и второго элементов равнозначности, е выходом пятого компаратора и.с выходом первого элемента равнозначности второй группы, первая и вторая группы выходов дешифратора подключены соответственно к входам третьего и четвертого сумматоров.

1072055

Известное устройство Определяет оценку корреляционной функции в виде 50

55 коэффициент пропорциональности; количество измерений; выходные величины первого (второго) регистра сдвига;

sign (x+g1), (-1) =sign (z+g>);

Входной сигнал; я где

«„(b;,„)—

Изобретение Ьтносится к специализированным средствам вычислительной техники и может быть использовано для построения корреляционных анализаторов случайных стационарыых эргсдических сигналов с произ- вольными законами распределения.

По. основному авт. св. 9 752349 из вестен многоканальный знаковый карре; лометр, содержащий первый g второй генераторы вспомогательных сигналов, выходы которых подключены соответственно к первым входам первого и второго компараторов, вторые входы которых объединены и явлЯЮтся входом устройства, выходы компа- 15 раторов подключены соответственно к информационным входам первого и второго регистров сдвига, управляющие входы которых соединены с выхОдом генератора импульсов и счет- 70 ными входами счетчиков, выходы первого регистра сдвига соответственно соединены с первыми входами элементов равнозначности первой группы, Вторые входы которых подключены к 25 нулевому выходу второго регистра сдвига, а выходы элементОВ равнозначности первой группы соединены с первыми управляющими Входами соОтветстВующих счетчикОВg выходы ВтО 3() рого регистра сдвига соединены со- . ответственно с первыми входами элементов равнозначности второй группы, Вторые входы которых подключены к первому выходу первого. регистра сдвига, первые входы третьей группы элементов равнозначности подключены к выходам соответствующих элементов равнозначности первой, группы, вторые входы соединены с выходами соответствующих элементов равнозначности второй группы, а выходы элементов равнозначности третьей группы подключены к вторым управляющим входам соответствующих счетчиков Ц . 45

g s g — вспомогательные сигналы, независимые друг от друга и от входного сигнала, имеющие равномерную плотность распределения в границах изменения x(t) г

) 1/2A., при - А4д А, (О, при других g.

Известное устройство позволяет измерять только одну статистическую характеристику - корреляционную функцию, что ограничивает область его применения.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем вычисления центральных моментов третьего и четвертого порядков. указанная цель достигается тем, что в коррелометр введены четыре сумматора, дешифратор, два элемента равнозначности, третий,. четвертый и пятый компараторы, первый и второй датчики случайных чисел, причем первые входы nepaoro и второго сумматоров подключены соответственно к выходам первого и второго генераторов вспомогательных сигналов, а вторые входы первого и второго сумматоров подключены соответственно. к выходам первого и второго датчиков случайных. чисел, выходы первого и второго сумматоров соединены соответственно с первыми информа- . ционными входами третьего и четвертого компараторов, вторые информационные входы которых объединены и соединены с, информационным входом: пятого компаратора H ñ втсрьм ьходом

Втсрого компаратора, управлякжие входы третьего, четвертого и пятого компараторов объединены и подклю- . чены к выходу генератора импульсов, выход третьего компаратора соединен с первым входом первого элемента равнозначности, второй вход которого соединен с первым входом второго элемента равнозначности,и подключен к выходу четвертого компаратора, второй вход второго элемента равнозначности подключен к нулевому выходу второго регистра сдвига, входы дешифратора соединены соответственно с выходами первого и второго элементов равнозначности, с выходом пятого компаратора и с выходом первого элемента равнозначности второй группы,,первая и вторая группы выходов дешифратора подключены соответственно к входам третьего и четвертого сумматоров.

На чертеже представлена функциональная схема коррелометра.

Многоканальный знаковый коррелометр содержит первый и второй компараторы 1 и 2, генераторы 3 и 4 вспомогательных сигналов, генератор 5 импульсов, первый и второй регистры б и 7 сдвига, первую и вто1072055

10 рую группы 8 и 9 элементов равно..значности, счетчики 10, третью груп/ пу 11 элементов равнозначности,. третий и четвертый 12 и 13 компараторы, первый и второй датчики

14 и 15 случайных чисел, первый и второй сумматоры 16 и 17, первый и второй элементы 18 и 19 равнозначности, дешифратор 20,. третий и четвертый сумматоры 21 и 22 и пятый компаратор 23.

Исследуемый входной сигнал х(й) подается, на входы компараторов 1, 1

2,12, 13 и 23, другие входы которых подключены соответственно к выходу генератора 3 вспомогательного сигна-. 15 ла- и первому входу сумматора 17, выходу генератора 4 вспомогательного сигнала и первому входу суммато- ра 17., выходу сумматора 16, выходу сумматора 17, управляющие входы ком- 20 параторов 12 и 13 соединены с выходом генератора 5 импульсов и управляющими входами регистров б и 7 сдвига и счетчиков 10, выходы ком параторов 1, 2, 12 и 13 подключены .соответственно к входу регистра б . сдвига,.входу регистра 7 сдвига, .ПВрвЫм @ходам элементов 18 и 19 равнозначности, одному.из .входов элемейта 19 равнозначности. Выходы дат- З0 чиков 14.H 15 случайных чисел сое-. .динены соответственно с вторыми вхо-: дами сумматоров 16 и 17.. Выходы

Регистра 6 сдвига соответственно подклйчени к первым входам элемен-. тов 8 равнозначности, вторые входы которых соединены с нулевым выходом региетра 7 сдвига и вторым входом элемента 18 равнозначности, а вы-, ходы - соответственно соединены с первыми управляющими входами счетчи 40 ков 10 и первыми входами элементов

11.равнозначности. Выходы регистра 7 сдвига соединены соответственно с первыми входами элементов 9 равнозначности,вторые входы которых под- . 45 ключены к нулевому выходу регистра б сдвига, а выходы элементов 9 равнозначности соединены с вторыми входами элементов 11 равнозначности,.выходы которых подключены к вторым управ.50 лявщим входам соответствующих счетчи. ков 10. Входы дешифратора 20 соединены соЬтветственно с выходами первого 18 и второго 19 элементов равнозначности и выходом первого элемента второй группы 9 элемен.тов равнозначности и выходом пятого компаратора 23, многоканальные выходы дешифратора 20 подключены соответственно к входам третьего 21 и четвертого 22 сумматоров.

Работа коррелометра в режиме вы-. числения корреляционной функции аналогична рабЬте известного устройства. 65

При вычислении центральных моментов третьего и четвертого порядков используются два новых по сравнению с известным устройством сигнала g (t) и g4(t), формируемых первым и вторым датчиками 14 и 15 случайных чисел. Сигналы g и gy независимы друг от друга, сигналов

g)g gg.и от входного случайного, стационарного, эргодического, центрированного, с произвольным законом распределения сигнала x (t)",. Âñïîмогательиые сигналы имеют равномерную плотность распределения на ,интервале (-A A) .В первом 16 и вто-. ром 17 сумматорах формируются соответственно сигналы U<=(g<+ >) /2 и ,Оg=(g<+g4) /2, плотность раайределе;ния которых имеет видг

f(A+U) /A, при - A4U 0) .! (Л-U) /3Р при. 0 6 40 °

О, при других U, В компараторах 12 и 13 в .момен- . ты времени tq 1/b вспомогательные сигналы U<, Оу сравниваются с вход-. ным сигналом х(й). С выхода компа-. ратора 12 на первые входы элементов 18 и 19 равнозначности .роступает. сигнал Р(, причем (-1) i.= з1дп(х +U „). С выхода компаратора 13 на второй:вход элемента .19 равнозначностй подается сигнал д;:, причем (-1)з» = з1дп(х„+О@ ). В первом 18 и втором 19 элементах равнозначности формируются соответственно суммы по модулю 2 (P,Oib;3 и (P;g g< ) . Обозначим n <;» = (-l )a; b», (-1)(ЕЬ вЂ” (-1)(Р аа)

Так как

М(И„) = — „М (х ), 2х х

%tnt) pA(- 9,.».И

Д2 дз ! »х 4х . 4.

М(пэ)-®(А (А А йх то оценку центральных моментов третьего и четвертого порядков можно представить в виде:.

N-l М» 3 « „ж4=, : ne„;, 1= где»»=.(2и„» < ;) ио,» >и о з»g

1 J

»»1д». 4и,;-Фп,- Ф и „, ) - A /М ) =44/)(В дешифраторе 20 формируются коды чисел m„; и.m », .которые в зависимости от à,", b;, Р„ и q могут принимать соответственно значения (+1; 1 3 и f+lg «+7; +9). Числа m1, и ш ;,накапливаются соответственно в сумматорах 21 и 22. Для .получения центрального момента третьего (четвертого) порядка достаточно содержимое сумматора 21 (22) умножить на постоянный коэФфициент „(!)>).

В таблице приведены интейсивйость и алгоритм работы дешифратора.

4 юа 6 f pg @ pa

1072055

® о Л3

З н< пу п9 о

Il е, 1 1 1 0 0 0 1 0 0 .1 1 1

0 0 0

1 0 0 0 0 1

-1 1 1 1 0 0 -1 1 О, 1 -1 1 1 1 0 0 -7 1 О 1 1 1

1 0 1 0 -3 1 1 1 1 -1 1 0 1 0

9 0 1 0 0 1

1 0 0 0 0 1

1 1 1 0 . 3 0

-1 -1

11-1061301111-1001-110001

-1 1 -1 1 0 1 -3 1 1 1 -1 1 -1 1 0 1

-9 l 1 0 0 1

1 -1 -1 0 1 1 -1 1 0 1 1 -1 -1 0 1 1 7 0 0 1 1 1

-1 -1 -1 1 1 1 1 0 0 1 -1 -1 -1 1 1

1 -1 1 0 0 0 1 ж о -. о =., ос„ в„е, + е, е = в„в

p„„ Pg=9 H@5g 5 е е, p - =5Ä е езФз+e,e,å +e„e,9,+

ВНИИПИ Заказ 127/41

Тираж 699 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.ужгород,ул.Проектная,4 где е,,е,е,е — входы дешифратора.

Введение несложных элементов и новых соединений выгодно отличает предлагаемое устройство от прототи- 35 па, так как позволяет дополнительно определять центральные моменты третьего и четвертого порядков, увеличивая коэффициент его использо-. е, сц-е,Ое„, еяев+ е„езЕЪ; ь еа еег " ез(ел ®М вания и область применения, например, при исследовании нелинейных аистем автоматического управления.

Моменты третьего и четвертого порядков используются при определении дисперсии оценки корреляцйонной функции и дают информацию о Функции распределения исследуемого случайного сигнала.