SU452000A1 - Универсальный статистический экспрессанализатор - Google Patents

Description

(54) УНИВЕРСАЛЬНЫЙ СТАТИСТИЧЕСКИЙ ЭКСПРЕСС-АНАЛИЗАТОР

1

Изобретение относитс  к области вь1числительиой техники и может быть использовано дл  вычислени  всех основных характеристик двух случайных процессов. д|). и HJ-J в реальном масштабе времени: математического о/кидани  /7) , дисперсии 0 .. I коэффициента взаимной кор-

i/

, автокоррел ционной функрел ции Д ху

/ (tl BaaHMOKOpperKrnkoHHdff функ1СИИ

о о

JiH /{ ( радиуса коррел ции К-а. ,

функции распределени  jfx, Особенностью .Устройства  вхшетс  его способность, кроме перечисленньпс характеристик, вычисл ть также функции спектральной плотности Ох/w н взаимной спектральной плотности ((yj

Известны универсальные анализаторы, содержащие формирователь, детектор, ийт вертор, (-;електор, блок преобразовани , дискриминатор , частотомер), генератор импульсов , блок задержки, блок модул ции и блок опорного сигнала.

Однако применение в таких анализаторах обычных цифровых узлов делает их

громоздкими и дорогими, при использовании аналоговых элементов их частотный диапа-. зон резко сужаетс , они имеют невысокую точность и плохо стыкуютс  с цифровыми ЭВМ. Кроме того, известные анализаторы требуют запоминани  всей входаой информации и многократного ее считывани  в процессор, что удорожает анализатор, делает его непригодным дл  анаш1за процесса в реальном масштабе времени.

: Цель изобретени  - повышение быстродействи  анализатора без существенного усложнени  его схемы.

Это достигаетс  тем, что к второму входу выходного регистра подключен выход блока вычислени  радиуса коррел ции, а к. третьему - выход блока реверсивных счетчиков и входы блока вычислени  радиуса коррел ции и блока норма;шзации, выход которого соединен с первым входом второго блока динамической пам ти, второй вход которог-о соединен с выходом блока управлени , с .первым входом первого блока диI намичрской пам ти и с первым входом бло ка пакетногчэ умножени , а выход - с BTDрым входом блока пакетногю умножени , третий вход которого подключен к выходу блока выработки спектрального окна, четвертый - к выходу первого блока динамической пам ти, п тый - к выходу блока веро тностного округлени , к первому входу первого блока динамической пам ти и к входу блока вычислени  математических ожиданий, выход которого через блок умно жени  соединен с первым входом блока реверсивных счетчиков, второй вход котор го подключен к выходу блока пакетного умножени , второй вход первого блока дина . мической пам ти соединен с выходом блока выработки косинусов. На чертеже показана блок-схема затора, где 1 - преобразователь аналог-код 2- блок веро тностного округлени , 3 - блок вычислени  функций распределени , 4 бдок вычислени  математических ожиданий, ,.5 - блок выработки косинусов, 6 - первый блок динамической пам ти, 7- блок умножени , 8 - блок выработки спектрага нохх) окна, 9 - блок пакетного умнолсени , 1О блок управлени , 11--второй блок динамической пам ти, 12 блок реверсивных счетчиков , 13 - блок нормализаьщи, 14 - блок вычислени  радиуса корре/шции, 15 - преобразователь код-аналог и 16 выходной регистр. Выход преобразоватехш аналог-код соеди нен с входами блоков 2 и 3. Выход блока 3подключен к первому входу выходного ре гистра 16. Выход блока 2 св зан с первым входом первого блока 6 динамической пам  ти с четвертым входом блока 9 и с входом блока 4, Выход блока 4 через блок 7 умножени  подключен к первому входу блока 12 реверсивных счетчиков, второй вход ко торого соединен с выходом блока 9 пакетного: умножени , а выход - с входом блока 14 вы1шслени  радиуса коррел ции, с треть им входом выходного регистра 16 и через блок 13 нормализации - с первым входом второго блока 11 дт1амической пам ти, второй вход которого подключен к выходу блока Ю управлени , к третьему входу первого блока динамической пам ти и к второму входу блока 9 пакетного умножени , третий вход которого соединен с выходом блока 8 выработки спектрального окна, а п тый - с выходом первохх) блока динами ческой пам ти, второй вход котороххэ подключен к выходу блока 5 выработки коси1гусов . Выход выходного регистра 16 соединен с входом преобразовател  15 код аналог. Анализатор работает следующим образом . В блоке 1 аналогова  информаци  преобразуетс  в цифровую. Если на вход поступает цифрова  информаци , она минует .блок 1 и подаетс  непосредственно в блоки 2 и 3. В блоке 2 многоразр дные числа (1О-12 двоичных разр дов) округл ютс  веро тностным способом до 4-7-разр дных и поступает в блоки 4 и 6. В блоке 4 вычисл ютс  и JTl которые затем перемножаютс  в блоке 7. Если идет обработка только одной функции )() , в , блоке 4 вычисл ютс  два значени  /f , которые в блоке 7 возвод тс  в квадрат. В блок 6 первоначально заводитс  Ш. первь1х чисел р да X(i} , затем в блоке 9 все |Т1 чисел умно}ка1О1-с  на |ТЪ -е число р да У/4} либо р да ХШ зависимости от того, что отыскиваетс  авто- или взаим Юкоррел ционные харшстеристики процесса. .Результаты перемножени  занос тс  в ревер|сив11ые счетчики блока 12. В, следуюишй момент в б;юк 6 записываетс , повое число обрабатьшаемо1х р да , ЩЛ1 Э1Х)Мпервое число р да из блока 6 вь водитс  и в обработке уже не участвует . Процесс укпюжени  повтор етс  (теперь уже вчхцэого числа р да на все t /п. чисэ/), начина  с второго), результат также фиксируетс  в блоке 12. Описанные онерешии повтор ютс  до поступлен1Ш в блок. 6 последнего шсла р да. На этом завершаетс  вычисление перылх и вторых моментов (Процесса или JfV/fi Вычисление завершаетс  в момент поступлени  послеш1е1Т) р да, и таким образом обработка информации при этом может осуществл тьс  в реальном масштабе времени при скорости ввода чисел со скоростью, равной максимальной скорости переключени  используемых элементов. Длина обрабатываемых р дов может измен тьс  от 64 и теоретически до сколь угодно большой вeJШЧины, однако практически этот диапазон лежит в нределах от 2S6 до 16512. Если необходима паша  статистическа  обаботка информации, начинаютс  второй и ретий Этапы вычислени , во врем  котоых перекрываю1х:  входные каналы. В теение второго этапа в блоке 7 перемножатс  /Т2- и 177 (или вычисл ютс  М ) XУц полученное значение вычитаетс  из содеримого в счетчиках блоке 12, ггри этом

осуществл етс  центрирование коррел ционной функции. На третьем этапе вычисл етс  спектральна  функци . При этом из блока 12 значение коррел ционной функции переписываетс  Б блок 11 динамической пам ти через блок нормализации, в котором коррел ционна  функци  приводитс  к интервалу (0,1). Одновременно в блоке 14 вычисл етс  радиус коррел ции ( К R. ) Счетчики блока 12 обнул ютс . В блоке 5 вырабатываютс  первые m значений COiCC- ... , rn ) занос тс  в блок 6.

В блоке 8 вырабатываетс  первое значение функции спектрального окна (например , дл  фильтра Хеннинга оно составл ет ( 1а. Значение RQ . вз тое из блока 11, и значение CoicC. перемножаютс  в блоке 9 между собой, а также сразу на все значени  i - , 2, Результат заноситс .в счетчики блока 12.

В следующий момент блок 5 вырабатывает новые Д1, значений при . Одновременно в блоке 8 вырабатываетс  очередное значение функции спектрального окна ( ), которое умножаетс  в блоке 9 на /, и на /т новых значений

.. -/ tC-ffl которые содержатс  в блоке 6, Результат также заноситс  в Пг. счетчиков блока 12. Далее процесс повто  етс  аналогично описанному с той лишь разницей, что - на / -м шаге, ,7 1,2,.,./И блок 5 вырабатывает новые П значений . , а блок 8 -е значение функции- спектрально1-о Ъкна и из блока 11 в блок пакетного умножени  поступает / -е значение коррел ционной функции f. v . На /77 -м шаге процесс вычислени 

спектральной функции заверш аетс , затем все вычисленные значени  из блоков 4, 11 12 поочередно считываютс  в выxoдl oй регистр дл  цифропечати, ввода в ЭВМ, а также на преобразователь код-аналог дл  осциллографировани . После этоговходные цепи анализатора открьшаютс  и он вновь готов дл  статической обработки информа1ЩИ .

Предмет изобретени 

Унив ерсальный статистический экспрессанализатор , содержащий блок вьгчислени  математических ожиданий, блок выработ1си косинусов, первый и. второй блоки динамиi ческой пам ти, блок умножени , блок выраJQ ботки спектрального окна, блок пакетного умноже1ш , блок управлени , блок реверсивных счетчиков, блок нормага1зации, блок вычислени  .радиуса коррел ции, преобразователь аналог-код, выход которого соедиJ5 ней с входами блока веро тностногч:) окрух лени  и блока вымслешш функций распределени , выход которого подключен к первому входу выходного регистра, выход которого соединен с входом преобразовател  20 код-анало1 отличающийс  тем что, с целью повышени  быстродействи  анализатора, к второму входу выхошюго регистра подключен выход блока вычислени  радиуса коррел ш1и, а к третьему 25 выход блока реверсивных счетчиков и входы блока вычислени  радиуса коррел ции и блока нормализации, выход которого соединен с первым входом второго блока динамической пам ти второй вход которого 30 соединен с выходом блока управлени , с третьим входом первого блока динамической пам ти у с первым входок блока пакетного умножени , а выход - с вторым Ьходом блока пакетного у - ожеп11 , третий 35 &ХОД которого подключен к выходу блока выработки спектрального окна, четвертый К выходу первогю блока динамической пакшJ ти, п тый - к выходу блока веро тпостного |экруглени , к первому входу первого блока 40 Динамической пам ти и к второму блоку вь1числени  математических ожиданий, выход которого через блок умножени  соед1 нен с Ьервым входом блока реверсивных счетщ сов , второй вход которого подключен к выхо45 ky блока пакетного умножени , второй вход fiepBoro блока динамической пам ти соединен р выходом блока выработки косинусов.

CO

Ui

L

t«