Всесоюзна п

О П И С А Н И Е 378892

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ довз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”

Заявлено 28,1Ч.1970 (№ 1433527/18-24) с присоединением заявки №вЂ”

Приоритет

Опубликовано 18ЛЧ.1973. Бюллетень № 19

Дата опубликования описания 2 ЧП.1973

М. Кл. G 06g 7/52

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 681.333:519.2 (088.8) Авторы изобретения

В. А. Тихонов, Ю. П. Юрченко и В. Т. Тертышиый

Киевский ордена Ленина политехнический институт им. 50-летия

Великой Октябрьской социалистической революции

Заявитель

АНАЛОГО-ДИСКРЕТНЫЙ КОРРЕЛЯТОР

С АВТОМАТИЧЕСКИМ ОПРЕДЕЛЕНИЕМ ИНТЕРВАЛА

НАБЛЮДЕН ИЯ

Изобретение относится к области вычислительной техники и является специализированным устройством для оперативного (в ходе случайного процесса) вычисления корреляционной функции стационарного случайного процесса, заданного в виде непрерывно изменяющегося напряжения. Использование алгоритма, предусматривающего автоматическое определение интервала наблюдения в ходе вычисления оценки корреляционной функции, обеспечивает заданную статистическую погрешность при минимальном времени наблюдения.

Устройство может быть применено в самонастраивающихся системах автоматического управления, в гидроакустике, в технической и медицинской диагностике.

Известный аналого-дискретный коррелятор с автоматическим определением интервала наблюдения, обеспечивающим заданную статистическую погрешность, состоит из аналогового запоминающего устройства (АЗУ), аналогового запоминающего элемента (АЗЭ), многоканального аналого-дискретного интегратора (МАДИ) с блоком перезаписи, построенных на базе усилителей постоянного тока с коммутируемыми конденсаторами на входе и в цепи обратной связи, а также множительного устройства (МУ), блока коэффициентов, блока задания ошибки, накопительной ячейки и элемента сравнения.

В таком устройстве производится дискретизация входного сигнала по времени и обработка дискретных отсчетов в аналоговой форме.

Вычисление производится циклически, причем в течение цикла вычисляются парные произведения для всех т точек оценки и накапливаются в конденсаторах МАДИ.

В корреляторе в ходе вычисления оценки корреляционной функции К (рЛт) производит10 ся автоматическое определение минимального при заданной статистической точности интервала наблюдения, для чего периодически, через каждые N циклов производится вычисление дисперсии оценки по формуле

20 и сравнение ее с заданной статистической погрешностью. При этом накопление значения дисперсии оценки производится в отдельном аналого-дискретном накопителе (накопительная ячейка), построенном аналогично МАДИ, 25 но одноканальном.

Цель изобретения -- упростить устройство коррелятора.

Для этого в нем в качестве накопителя значения дисперсии оценки вместо накопительной

30 ячейки использован аналоговый запоминаю378892

10

3 щий элемент, свободный при вычислении дисперсии оценки от вычисления корреляционной функции.

Усложнение функций АЗЭ достигается тем, что его второй вход связывают с выходом блока коэффициентов, а выход подсоединяют к одному из входов элемента сравнения.

На чертеже изображена блок-схема предлагаемого коррелятора.

Коррелятор содержит аналоговые запоминающие устройства 1 н элемент 2, которые через коммутаторы 8 и 4 подключены ко входам блока 5 перемножения. Выход блока 5 через блок б коэффициентов, представляющий собой секционированный делитель напряжения с отводами и коммутатором, .соединен со входом многокан ального аналого-дискретного интегратора 7. Между выходом и входом этого интегратора включен блок перезаписи 8, аналогичный ему по устройству, но позволяющий изменять масштаб величин, хранимых в интеграторе 7, регулировать коэффициент передачи. Выход блока 5 через блок б связан так?ке со вторым входом блока 2, выход которого соединен со схемой сравнения 9. Второй вход схемы 9 соединен с выходом блока 10 задания ошибки.

Как видно из формулы, по которой вычисляется дисперсия оценки, первое слагаемое имеет коэффициент «2», а все остальные

«4». Поэтому на втором входе аналогового запоминающего элемента включены два конденсатора; емкость одного из них в два раза больше емкости конденсатора в цепи обратной связи усилителя, а второго — в четыре.

Первое слагаемое дисперсии оценки передается через первый конденсатор, а все остальные — через второй. Работа всего устройства синхронизируется блоком управления 11.

В работе коррелятора предусмотрены два ре?кима: режим вычисления оценки корреляционной функции и режим вычисления дисперсии оценки и сравнения ее с заданной допустимой статистической погрешностью.

Работа коррелятора начинается с первого режима. Выходы АЗУ и АЗЭ подключены ко входам множительного устройства 5 через коммутаторы 8 и 4. Блок коэффициентов обес1 печивает коэффициент передачи, равный

Ка?кдый цикл вычисления начинается с записи очередной ординаты исследуемого процесса в блоках 1 и 2, их перемножения и прибавления полученного произведения с учетом коэффициента на блоке б к ранее накопленной сумме квадратов отсчетов, хранящейся в первой ячейке интегратора 7. В запоминающем устройстве кроме вновь записанной ординаты хранятся также все ординаты исследуемого процесса, записанные в предыдущих циклах с соответствующим сдвигом друг относительно друга на время Лт, так как шаг дискретизации процесса равен времени элемен1гарной задержки. Все ординаты, кроме первой, 15

65 умно?каются на первую, и полученные парные произведения после прохо?кде11ия блока коэффициентов прибавляются к соответствующим суммам парных произведений, хранящимся в ячейках интегратора 7. После выполнения всех этих операций ордин ата x(t;) в блоке 2 и самая «старая» ордината x(t— — (m — 1).Лт) в блоке 1 стираются, чем и заканчивается 1-и цикл.

Проделав N циклов коррелятор автоматически переводится во второй режим. При этом коммутаторы 8 и 4 отключают входы блока перемножения 5 от выходов блока 1 и 2 и подключают их к выходу интегратора 7. Вычисление дисперсии оценки производится в соответствии с основной формулой. Значение статистической дисперсии из первой ячейки блока 7 поступает на блок 5, затем квадрат этого значения через первый конденсатор второго входа блока 2 с коэффициентом «2» запоминается в конденсаторе, вкл:оченном в цепь обратной связи блока 2. Остальные значения оценки так?ке возводятся в квадрат, делятся на N в блоке коэффициентов, но затем подаются на второй конденсатор второго входа блока 2 и добавляются к содержимому накопительного конденсатора с коэффициентом

«4». Аналоговый запоминающий элемент 2 п"« этом работает в режиме аналого-дискретного интегратора, т. е. перед ка?кдой подачей очередного слагаемого дисперсии оценки входной конденсатор блока 2 разряжается, а конденсатор в цепи обратной связи — нет. Благодаря этому происходит накопление слагаемых дисперсии оценки.

Вычисленная таким образом дисперсия оценки с помощью элемента сравнения сопоставляется с заданной допустимой ошибкой.

В случае, когда она не превышает допустимой ошибки, элемент сравнения выдает в блок управления сигнал остапова. Если же она превь1шает допустимую ошибку, то содержимое ячейки блока 7 перезаписывается в эти же ячейки с коэффициентом 0,5 с помощью блока

8. Одновременно в блоке коэффициентов переключением его выхода на другой отвод секционированного делителя устанавливается коэффициент деления 2N, в цепи обратной связи блока 2 разряжается конденсатор, после чего коммутаторы 8 и 4 подключают входы блока перемножения к выходам блоков 1 и 2. Коррелятор начинает новую серию вычислений, затем вычисление дисперсии оценки и сравнение ее с заданной допустимой погрешностью.

Работа коррелятора во втором режиме протекает по трем циклам: 1) вычисление дисперсии оценки, сравнение ее с заданной допустимой ошибкой; 2) запись значений точек оценки из интегратора 7 в блок перезаписи 8 с соответствующим коэффициентом; 3) перезапись содержимого блока перезаписи снова в блок

7. Блок 1 работает как и в первом режиме, т. е. в соответствующие моменты, отстоящие на время элементарной задержки, в них сти378892

Предмет изобретения

Составитель В. Жовинский

Техред Е. Борисова Корректор Н. Стельмах

Редактор Э. Иконникова

Заказ 180078 Изд. № 503 Тираж 647 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 раются старые значения отсчета случайного процесса и записываются новые.

Работа коррелятора продолжается до тех пор, пока дисперсия оценки не станет меньше допустимой ошибки.

Аналого-дискретный коррелятор с автоматическим определением интервала наблюдения, содержащий аналоговое запоминающее устройство, связанное через первый коммутатор с первым входом блока перемножения, второй вход которого подключен к выходу второго коммутатора, соединенного с аналоговым запоминающим элементом; блок коэффициентов, соединенный с аналого-дискретным интегратором, подключенн ым к блоку управления и блоку перезаписи, соединенным со входом аналого-дискретного интегратора; схему сравнения, соединенную с блоком управления и с блоком задания ошибки, отличающийся тем, щ что, с целью упрощения, в нем второй вход аналогового запоминающего элемента соединен с блоком коэффициентов, а его выход подключен ко второму входу схемы сравнения.