SU661777A1 - Устройство дл кодировани случайного процесса - Google Patents

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОДИРОВАНИЯ СЛУЧАЙНОГО

ПРОЦЕССА

Изобретение относитс  к средствам вычислительной и электроизмерительной техники и предназначено дл  статистических анализаторов, измер ющих моментные веро тностные характеристики (дисперсию, коррел ционную функцию, спектральную плотность и т.д.), в которых использованы цифровые блоки вычислени .

Компромиссным решением между точнс1стью алгоритма р сложностью его реализации  вл етс  известный способ применени  вспомогательного шума на входе устройства кодировани . При этом вместо кодов сигнала Xi и Xitиспользуют суммы вида Х1 XL + Sii и XiT: .где Sii,i - случайные значени  вспомогательного шума S(t) с равномерным законом распределени . Применение вспомогательного шума позвол ет компромиссно решить вопрос точности и сложности измерени  моментных характеристик , но требует значени  априорных характеристик исследуемой реализации x(i), например математического ожидани , размаха , дисперсии. Это сужает возможность

применени  существующих устройств (с использованием преобразовани  вида значени  - знак (сигнал плюс шум) только дл  исследовани  стационарных, центрированных реализаций с априорно известными характеристиками .

Известно устройство 1, в котором адаптаци  диапазона квантовани  по уровню, числа уровней квантовани  по уровню и центрирование до кодировани  выполн етс  введением измерителей регул рных моментных (математическое ожидание, дисперси ) и функциональных статистических характеристик (функци  распределени  и ее 5 идентификаци ). Недостатками этого устройства кодировани   вл етс  сложность и относительно низкое быстродействие, так как необходимо вводить р д точных измерителей веро тностных характеристик и вычисл ть (причем достаточно точно) р д веро т0 ностных характеристик на значительном интервале наблюдени , что снижает точность обработки реализаций квазистационарного процесса.

.Наиболее близким по. технической сущности к изобретению  вл етс  устройство кодировани  2, которое содержит Компаратор , блок усилени , первый вход которого  вл етс  входом устройства, а выход подключен к первому входу блока аналогоцифрового преобразовани , первый выход которого соединен с первым входом блока пам ти.

Недостатко м такого зстройства  вл етс  низка  точность кодировани  квазистационарной реализации случайного процесса в услови х дефицита априорной и текущей информации о размахе и возможном макси мальном отклонении ее мгновенных значений . Это позвол ет примен ть его только дл  кодировани  стационарной реализации с ап , риорно известным значением дисперсии, максимального и мгновенного размаха или полуразмаха .

Целью изобретени   вл етс  повышение точности кодировани .

С этой целью в предложенное устройство кодировани  случайного процесса введены блок пам ти параметров, блок пам ти весов, первый и второй блоКи умножени , сумматор и последовательно соединенные генератор опорной частоты и преобразователь частота - код, выход которого соединен с первым входом сумматора, второй вход которого подключен к первому выходу первого блока умножени , второй выход которого соединен с первым входом блока пам ти параметров . Входы первого блока умножени  соединены соответственно со вторым выходом блока аналого-цифрового преобразовани , с первым выходом блока пам ти параметров , с иервым выходом блока пам ти весов , второй выход которого подключен ко второму входу блока усилени , а третий выход , - ко входу второго блока умножени . Выходы последнего подключены соответственно ко второму входу блока пам ти параметров и ко второму входу блока пам ти, третий и четвертый входы которого соединены соответственно с выходом сумматора и с первым выходом компаратора, второй выход которого соединен со вторым входом блока аналого-цифрового преобразовани , атретий - с третьим входом блока пам ти параметров. Четвертый вход этого блока соединен с третьим выходом блока аналогоцифрового преобразовани . Вход компаратора подключен ко второму выходу блока пам ти параметров, третий выход которого соединен со входом блока пам ти весов.

На чертеже приведена структурна  схема предложенного устройства.

Оно содержит блоки усилени  I, кодировани  2, пам ти 3, блок умножени  4, сумматор 5, преобразователь частота - код 6, генератор опорной частоты 7, блок пам ти параметров 8, компаратор 9, блок пам ти весов 10 и блок умножени  11.

Второй выход блока кодировани  2 соединен с первым входом второго блока ум« ножени , третий выход - с третьим входом блока пам ти, параметров 8. Первый выход

блока умножени  4 соединен с четвертым входом блока пам ти параметров 8. Выхо.д сумматора 5 соединен со вторым входом бло-ка гтам ти 3. Первый вь1ход компаратора 9 соединен с третьим входом блока пам ти 3, второй выход - со вторым входом

кодировани  2. Четвертый выход блока пам ти параметров. 8 соединен с входом блока пам ти весов 10, второй выход - со вто .рым входом второго блока умножени  4. Второй выход блока пам ти весов 10 соединен ео вторым входом блока .усилени  1, третий выход - с третьим входом блока умножени  4. Первый выход блока умножени  11 соединен с первым входом блока пам ти параметров 8, второй выход - с четвертым входом блока пам ти 3. Выход генератора

опорной частоты 7 соединен со входом преобразовател  частота - код 6, выход которого соединен с первым входом сумматора 5. На первый вход блока усилени  1 подаетс  исследуемый сигнал x(t). Выход блока усилени  1 соединен с первым входом блока

кодировани  2, первый выход которого соединен с первым входом блока пам ти 3.Второй выход второго блока умножени  4 соединен со вторым входом сумматора 5. Первый выход блока пам ти весов 10 соединен с входом блока умножени  11. Третий выход блока пам ти параметров 8 соединен со входом компаратора 9, третрга выход которого соединен со вторым входом блока пам ти параметров 8.

Рассмотрим работу предложенного устройства .

В блоке пам ти весов 10 выбираютс  на .чальный вес усилени  h/o и вес суммировани  hgo Со второго выхода блока пам ти весов 10 в блок усилени  1 подаетс  адрес

Л|о веса Ню, в соответствии с которым выбираетс  усилитель с коэффициентом усилени  hjo- С третьего выхода блока пам ти весов 10 на третий вход блока умножени  4 подаетс  вес Нго. Йеса h/o и hzo поступают с блока пам ти весов 10 через его первый

выход в. блок умножени  11, где формируетс  общий вес ha о Ькз. X Иго, который через его второй выход записываетс  на четвертый вход блока пам ти 3. В блоке пам ти параметров 8 задаетс  шкала кодировани  X.

Сигнал x(t) усиливаетс  в соответствии с hto в блоке усилени  1 и в виде сигнала h(o.;(t) поступает на первый вход блок кодировани  2. На выходе блока кодировани  2 формируютс  ординаты х (t)hio.

С третьего выхода блока кодировани  2 ординаты {xLto) поступают на трет.нй вход блока пам ти параметров 8. С помощью компаратЬра 9 ординаты . поступающие С блока пам ти параметров 8, сравниваютс  с текущей максимальной ординатой, например , хзю C-{iiio} , Xsio - крайний текущий член вариационного р да ординат , ,3. В случае, если, например, - А:з1о, то по команде с компара- ора 9 в блок пам ти параметров 8 в  чейку максимума вместо лгзю записываетс  л:з(р, т. е. определ етс  новый крайний член вариационного р да xsio л:«1оНовый максимум xsio. сравниваетс  в компараторе 9 со шкалой кодировани  ХоЕсли 510 Xmio 0 , то со второго выхода компаратора 9 на второй вход блока кодировани  2 подаетс  сигнал разрешени , на кодирование следующей ординаты л;б1 о- Кроме того, с первого выхода компаратора 9 подаетс  разрешение на третий вход блока пам ти 3. Ордината jcsio со второго выхода блока кодировани  2 поступает на .первый вход блока умножени  4, где ординада xsio умножаетс  на вес hjo, поступающий на третий вход блока умножени  4 с третьего выхода блока пам ти, весов 10.По- лученна  ордината xsio Ьго-дсз о hzo X hio XJCso, A;5o6;c(t), со второго выхода второго блока умножени  4 через сумматор 5 поступает на второй вход блока пам ти 3. Кроме того, ордината XSZQ в сумматоре 5 cyммиpyetc  со случайной ординатой $50, поступающей с вь1хода преобразовател  частота - код 6 через первый вход сумматора 5. Груба  ордината Zszo (например, в виде двух старших разр дов кода суммы + Sso) с выхода сумматора 5 считываетс  на второй вход блока пам ти 3. С выхода блока пам ти 3 считываетс  пара полученных ординат ;cs2o hjoX X hio-- o и Zszo, а также общий вес Ьо hio Xhio. Если, например, следующа  ордината будет больше шкалы , то со второго выхода компаратора 9 подаютс  сигналы блокировани  на второй вход блока кодировани  2 и с первого выхода компаратора 9 на третий вход блока пам ти 3.Начинаетс  цикл корректировки весов hi о и hzo Дл  этого ордината лгв i о лгео X X hio с четвертого выхода блока пам ти параметров 8 поступает на вход блока пам ти весов 10. Ордината лею с первого вь1хода блока пам ти весов 10 поступает в блок умножени  11, где перемножаетс  на следующий вес hi 1, и полученна  ордината h(o X hi 1 X Хбо xeii поступает с первого выхода блока умножени  11 на первый вход блока пам ти параметров 8. Компаратор 9 сравнивает ординату л« ( со шкалой Хо, поступающей с третьего выхода блок;а пам ти параметров 8. Если, например, Лвл Хо, то компаратор 9 подает сигнал в блок пам ти параметров 8, по которому предыдуща  ордината лею считываетс  с. четвертого выхода блока пам ти параметров 8 в блок пам ти весов 10 (на местоординаты л« 11), откуда через первый его выход ордината jceio считываетс  в блок умножени  11, где перемножаетс  на следующий hfz и полученна  ордината Ьг Х Ью Xheo поступает с первого выхода блока умножени  11 на первый вход блока пам ти параметров 8. Компаратор 9 сравнивает ординату л( г со шкалой Хо , поступающей с третьего выхода блока пам ти параметров 8. Если , например, в первый раз , то компаратор 9 подает сигнал через четвертый выход блока пам ти параметров 8 на вхо блока пам ти 10, где запоминаетс  новый выбранный вес hi о X hia hia усилени  и его адрес Лю, Ли. В соответствии с его адресом Лю, Л|г, поступающим со второго выхода блока пам ти весов 10 в блоке усилени  1 выбираетс  новый коэффициент усилени  hio X hi 2 hia. Кроме того, компа-ратор 9 подает сигнал в блок пам ти параметров 8, по которому ордината считываетс  через второй выход блока пам ти параметров 8 на второй вход блока умножени  4, куда с третьего выхода блока пам ти есов 10 подаетс  последовательность весов суммировани  hzi, hai, haa,..., hii. Полученные ординаты -faiz X hit, JCsjz X hzz ... с первого выхода второго блока умножени  4 поступают на четвертый вход блока пам ти параметров 8, Ординаты сравниваютс  со шкалой и если, например, в первый раз Хб 1 г. X hz3 Хо, то компаратор 9 подает сигнал через четвертый выход блока пам ти параметров 8 на вход блока пам ти весов 10, где запоминаетс  новый выбранный вес hiz hzM, т.е. предыдущий весу hzj. Вес hzcL hiz с третьего выхода блока пам ти весов 10 поступает на третий вход блока умножени  4. Сигнал со второго выхода компаратора 9 разблокирует блок кодировани  2 через второй его вход. Сигнал с первого выхода компаратора 9 разблокирует блок пам ти 3 через третий его вход. Полученна  на втором выходе блока умножени  4 ордината .)(«ia X haa . через сумматор 5 поступает на второй вход блока пам ти 3. Кроме того, ордината . суммируетс  со случайной ординатой Seo, поступающей с выхода генератора опорной частоты 7 через преобразователь частота - код 6 на первый вход .сумматора 5. Груба  ордината Zezo. в виде двух старших разр дов кода суммы (А:в2.а+Seo) (hia. X haaX Хбо -Ь Seq) с выхода сумматора 5 считываетс  на второй вход блока пам ти 3. С выхода блока пам ти 3 считываетс  следуюша  пара ординат . hia X hio X he о и Теге, а также новый общий выбранный вес Ыо hio. X X hid. Определение веса ha а происходит в блоке умножени  И, который перемножает веса h(a h|p X Ьа и hi, hjz, поступающие с первого выхода блока пам ти весов 10. Вес Ь«. поступает на четвертый вход