SU1130878A1 - Устройство дл определени энтропийных характеристик случайных сигналов - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭНТРОПИЙНЬК ХАРАКТЕРИСТИК СЛУЧАЙНЫХ СИГНАЛОВ, содержащее генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с входом счетчика числа отсчетов и с тактовьм входом аналогоцифрового преобразовател , информационный вход которого  вл етс  информационным входом устройства, выход аналого-цифрового преобразовател  соединен с первымИнформационным входом блока определени  функции плотности веро тности, выход которого через первый блок посто нной пам ти подключен к первому суммирующему счетчику, выход которого соединен с первым информа1щонным входом коммутатора и входом второго блока посто нной пам ти, первый выход которого соединен с вторым информационным входом коммутатора, выход которого подключен к блоку индикации, отл ич ающеес  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей за счет определени  двумерной- энтропии и двумерных энтропийных текущего и усредненного коэффиирентов качества шума, оно Содержит счетчик кода задержки, блок управл емой задержки, второй суммирующий счетчик и блок усреднени , 9 выход которого соединен с третьим информационным входом коммутатора, а вход блока усреднени  подкл«очен к выходу второго суммирующего счетчика, вход которого соединен с вторым информационным выходом второго блока посто нной пам ти, при этом выход счетчика числа отсчетов подключен к 9 управл ющему входу блока определени  функции плотности веро тности,второй Х информационный вход которого соединен с выходом блока управл емой задержки, X информационный вход которого подключен к выходу аналого-цифрового преобразовател , а управл ющий вход блока управл емой линии задержки соединен с выходом счетчика кодов задержки.

Description

Изобретение относитс  к радиоизмерительной технике, в частности к устройствам, предйазначенным.дл  исследовани  статистических характеристик случййньк сигналов, и может быть использовано построении, аппаратуры дл  оценки отклонени  шумовых сигналов от гауссовского белого Ц1ума.

Известен знтропим тр, содержащий коммутат р вычитшощие и суммирующий счетчики регистры сдвига, счетчик числа отсчетов, блок пам ти значений , сз мматор и блок управлени ..

Принцип работы энтропиметра заключаетс  в следующем. Определ ютс  веро тности р, путем подсчета числа отсчетов исследуемой последо1вательности , попавших в -и амплитудный интервал. При переполнении счетчика числа отсчетов значени  р , сформированные в регистрах сдвига, поступают в блок пам ти,  вл  сь адресами соответствующих  чеек с величинами pjloRjp, которые поступают далее на сумматор, где вычисл етс  значение ЭНТРОПИИ ft.

Недостаток данного энтропиметра - узкие функциональные возможноети; позвол ющие определ ть только одномерную энтропию.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  устройство дл  опредцелени  энтропийных характеристик случайных сигналов,. содержащее гейератор тактовых импульсов , счетчик числа отсчетов, аналого-1914Ч овой преобразователь, первьй вход которого  вл етс  входом устройства а второй вход объединен с входом счетчика числа отсчетов и подключен к выходу генератора тактовых импульсов, блок, определени  функцш плотности веро тности, первый вход которого соединен с выходом аналого-циф| ового преобразовател второй вход - с вшодом счетчика числа отсчетов, первый блок посто нной пам тке, ёхЬд которого подключен к выходу блока определени  функхрш плотности веро тн.ости, а выход через последовательно соединенные сумматор и коммутатор подключен к индикатору , а тдкже второй блок посто нной пам ти, входом подключенный к выходу сумматора 6, а первым выходом - к. второму входу коммутатора 2

Недостаток известного устройства - узкие функциональные возможности ,, обусловленные определением только одномерной энтропии и одномерного энтропийного коэффициента качества шума.

Одномерный энтропийный коэффициент качества шума дает возможность оценить только вид распределени  исследуемого сигнала, дл  нормального закона распределени  веро тностей он равен единице и меньше единицы дл  других законов распределени .

Однако одномерный коэффициент не позвол ет оценить спектральную плотность мощности сигнала.

Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей за.счет обеспечени  определени  двумерной энтропии, двумерного текущего энтро пийного коэффициента качества шума и двумерного усредненного энтропийного коэффициента качества шума.

Двумерна  энтропи ( Н (t) вычисл етс  по формуле

(.,vi;,).xl,,

где ,x-,tK

(.,Xi-.xie.kVT,;.

- -

с кТд - интервал задержки

между отсчетами. у«. у

л, Aj,

.,2,...,m- номер интервала

задержки, TQ - шаг дискретизации

процесса.

Двумерный текущий энтропийный коэффициент 5 дл  данного интерваа задержки l вьиисл етс  по фор , а усредненный

муле : I

. . энтропийный коэффициент вычисл етс  по формуле

г

J т

sSo-v

в отличии от одномерных характеристик двумерного энтропи  Н (2j.) и текущий коэффициент качества шума Ч несут информацию не только о виде распределени  веро тностей, но и о спектрально-коррел ционных свойствах сигнала, а усредненный энтропийный коэффициент 2 отражает полосовые свойства Спектральной плотности мощности: он приближаетс  к епинице при увеличении ширины по лосы и соответствунидем уменьшении коррелированности случайного сигнала Указанна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  определени  энтропийньгх характеристик случайных сигналов, содержащее генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с входом счетчика числа отсчетов и с тактовым входом анапо1 о-цифрового преобразовател , ин- формацнонный вход которого  вл етс  информационным входом устройства, выход аналого-цифрового преобразовател  соединен с первым информационньм вг-одом блока определени  функции плотности веро тности, выход которого через первый блок посто нной пам ти подключен к первому суммирующему счетчику, выход которого соединен с первым информационным входом коммутатора и входом второго блока посто нной пам ти, первый выход которого соединен с вторым информационным входом коммутатора, выход которого подключен к блоку индикации , содержит счетчик кода задержки блок управл емой задержки, второй суммирующий счетчик и блок усреднени выход которого соединен с третьим , информационным входом коммутатора, вход блока усреднени  подключен к выходу второго суммирующего счетчик вход которого соединен с вторым информационным выходом второго блок посто нной пам ти, при этом выкод счетчика числа отсчетов подключен к ухфавл кицему входу блока определени функции плотности веро тности, второй информационный вход которого соединен с выходом блока управл емо задержки, информационный вход котор го подключен к выходу аналого-цифро вого преобразовател , а управл ющий вход блока управл емой линии задерж Соединен с выходом счетчика кодов задержки. На фиг. 1 и 2 представлено предлагаемое устройство. Устройство содержит генератор 1 тактовых импульсов, счетчик 2 числа отсчетов, аналого-цифровой преобраз ватель 3, первый вход которого  вл етс  входом устройства, а второй вход объединен с входом счетчика 2 числа отсчетов и подключен к выхо 84 ду генератора 1 тактовых импульсов, блок 4 определени  функций плотности веро тности, первый:.вход которого соединен с выходом аналого-цифрового преобразовател  3, второй вход - с выходом счетчика 2 числа отсчетов, блок 5 посто нной пам ти, вход кото-, рого подключен к выходу блока 4, а выход через последовательно соеди- ненные суммирующий счетчик 6 и коммутатор 7 подключен к блоку 8 индикации , а также блок 9 посто нной пам ти , входом подключённый к выходу счетчика 6, а первым выходом - к второму входу коммутатора 7 счетчик 10 кода задержки, блок 11 управл е- . мой задержки, суммирующий счетчик 12 и бло|с 13 усреднени , причем информационный вход блока 11 управл емой с,оединен с выходом аналого-цифрового пре1эбразовател  3, управл к ций вход - с выходом счетчика 10 кода задержки, а выход подключен к третьему входу блока 4 определени  функции плотности ве--ро тности , причем второй выход второго блока 9 посто нной пам ти соединен с входом счетчика 12, выход которого подключен к входу блока 13 усреднени , выходом соединенного с третьим входом коммутатора 7. Работа устройства включает в себ  m циклов, в которых определ ютс  значени  текущих двумерных знтропийных коэффициентов качества шума Г (k) ДЛЯ интервалов задержки Сц кТ (к 1,2,.,.,т) после чего вычисл етс  значение усредненного коэффици (Исследуемый случайный сигнал поступает на вход аналого-цифрового преобразовател  3, где формируютс  цифровые отсчеты с шагом дискретйзации Тд. который задаетс  генератором 1 тактовых импульсов. Цифровые птсчеты исследуемого случайного сигнала поступают на первый вход блока А определени  функции плотности веро тностей непосредственно и на третий этого блока через блок И управл емой задержки, построенной на оперативного запоминающего Устройства, В блоке 4 дл  кажцой пары отсче- , тов Х, X:, разделенных интервалом задержки с , опредеп ютс  значени  совместной плотности веро тностей W (X;, Х- 2,5 ). . Количество отсчетов. анализируемых за один цикл работы устройства, определ етс  разр дностью п счетчика 2 числа отсчетЬв, а максимальный ивтервал задержки тТ зависит от разр дности m счетчика 10 кода задержки .. . . Цосле прохождени  П отсчетов в счетчике 2 вырабатываетс  импульс переполнени , разрешак ций вьщачу значений V (Х{, Х: , & к ° первый блок 5 посто нной пам ти и одновременно .увеличивающий содержимое счет чика 10 кодавь орки на единицуj по готавлива  его к следукицему циклу. Из блока 5 посто нной пам ти считываютс  значени ; хран щихс  в нем ,x;,2K) W (xi,i ,, поступакицие далее на счеТчик 6, где вычисл ютс  значени  двумерной энтропии Н (2) дл  К-ого интервала задержки. Значение Н ( поступает в блок 9,пам ти, гдехран тс  значе ни  двумерного коэффициента качества myMaj jj . Значение 1 (t() поступа ет на второй сумматор 12. Накоппенное в счетчике 12 после т циклов з.начение делитс  на мв блоке 13 усреднени  и получаемое значение 786 усредненного коэффициента качества , 1 : Г Г через коммутатор 7 посту км- пает на блок 8. Кроме Того,на блок 8 через коммутатор 7 поступают от блока 6 значени  двумерной энтропии Н CU) и от блока 9 значени  текущего энтропийного коэффициента Z |. , Положительный эффект достигаетс  за счет введени  в известное устройство дл  определени  энтропийных характеристик случайных сигналов счетчика 10.кода задержки, блока 11 управл емой задержки, счетчика 12 и блока 13 усреднени , которые обеспечивают ошэепеление двумерной энтропии Н (t), текзоцего двумерного энтропийного коэффициента и усредненного двумерного энтропийного коэффициента i . Эти характеристики  вл ютс  эффективными числовыми критери ми качества случайных сигналов, отражающими каквид распределени , так и коррел ционно-спектральные свойства сигналов. Технические испытани  предлагаемого устройства показали его дополнительные функциональные возможности при оценке качества коррелированного шума.

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭНТРОПИЙНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК СЛУЧАЙНЫХ СИГНАЛОВ, содержащее генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с входом счетчика числа отсчетов и с тактовым входом аналогоцифрового преобразователя, информационный вход которого является информационным входом устройства, выход аналого-цифрового преобразователя соединен с первым'информационным входом блока определения функции плотности вероятности, выход которого через первый блок постоянной памяти подключен к первому суммирующему счетчику,' выход которого соединен с первым информационным входом коммутатора и входом второго блока постоянной памяти, первый выход которого соединен с вторым информационным входом коммутатора, выход которого подключен к блоку индикации, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет определения двумерной -энтропии и двумерных энтропийных текущего и усредненного коэффициентов качества шума, оно содержит счетчик кода задержки, блок управляемой задержки, второй сумми- _β рующий счетчик и блок усреднения, &

   выход которого соединен с третьим информационным входом коммутатора, а вход блока усреднения подключен к выходу второго суммирующего счетчика, вход которого соединен с вторым информационным’ выходом второго блока постоянной памяти, при этом выход счетчика числа отсчетов подключен к управляющему входу блока определения функции плотности вероятности, второй информационный вход которого соединен с выходом блока управляемой задержки, информационный вход которого подключен к выходу аналого-цифрового преобразователя, а управляющий вход блока управляемой лйнии задержки соединен с выходом счетчика кодов задержки.

   SU пп И 30878

   1 1130878 2