SU1070571A1 - Циклический коррелометр - Google Patents

Abstract

ЦИКЛИЧЕСКИЙ КОРРЕЛОМЕТР, содеркгивий первый сумматор и делитель частоты, генератор такто;рых импульсов , блоки пам ти и блок умножени , первый, вход которого  вл етс  первым входом коррелометра, а второй вход подключен к выходу первого блока пам ти , информационный вход которого  вл етс  вторым вЯодом коррелометра, а управл юи Ий вход подключен к выходу делител  частоты, вход которого соеди ен с выходом генератора тактовых импульсов и уп: равп юв91м входом второго блока пам ти , выход блока уАЮожени  подключен к входу первого сумматора, отличающийс  тем, что, с целью увеличени  диапазона намерений, в него введены управл емой делитель, второй су1« атора, счетчик импульсов и элемент НЕ, выход которого соеди-. йен с вторым входом первого сукматора , шход которого подключен к информационноку входу утфавл еього делител , утфавл ющий вход которого подключен к выходу счетчика импульсов, вход которого ссэединен- с выходом де:лител  частоты, выход управл емого делител  подключен к первому входу i второго cyfwaTopa, второй вход которого подключен к влходу второго блока пам ти, соединенному с входом элемента НЕ, выход второго сумматора подключен к информационно входу второго блока пам ти и  вл етс  выходом коррелометра. iD W N

Description

Изобретение относитс  к специализированным вычислительным средствам предназначенным дл  статической обработки случайный процессов. Известны циклические коррелсметры , в которых запоминание и накопление сигнала осуществл етс  в. числоимпульсном вкце с помощью, напри1 4§р ферритонах запоминающих устройств tl Однако, несмотр  на практически {{еограничен ый динамический диапазон примен емого в данных устройствах дискретного накопител  сигналов и вследствие этого насокую достижимуда точность, подобные устройства весьма сложны, дороги и бесперспективны с точки зрени  микроминиатюризации из-за применени  в них ферритовых запоминающих устройств и преобразователей анало - число импульсов. Наличие последних, кроме того, су; сцественно ограничивает верхнюю границу частотного диапазона исследуемых сигналов, свод  на нет основное преимущество аналоговых коррелометров - возможность работать в реальном времени с широкополосными случайными процессами. Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  циклический коррелометр, содержащий систему развертки и синхронизации , управл ющую запоминающей  чейкой, вход которой,  вл етс  первым входом устройства, а выход соединен с первым входом перемножител , второй вход которого  вл етс  вторым вводом устройства, и накопитель , вход которого соединен с выходом перемножител , а выход  вл етс  выходом устройства С2}. Недостаток известного устройства св зан с ограниченностью динамического диапазона сигналов в накопителе вне зависимости от формы представлени  информации (оптической, магнитной , электростатической и т.д.), поскольку искома  оценка коррел ционной функции (КФ) R(r) св зана с величиной сигнала в накопителе и (С) соотношением К(С1 и(Г) число циклов; Т - длительность реализации исследуемого случайного процесса; интервал определени  КФ равный максимальному ин тервалу коррел ции иссл дуемого процесса. Таким образом, имеет место очеви ное противоречие. С одной стороны, желательно увеличивать Т (соответст венно ) дл  уменьшени  статистичес кой методической погрешности оценки КФ, а с другой стороны, это требует увеличени  динамического диапазона накопител . Поскольку последний, как бы велик он ни был, всегда ограничен существует прииципиальное ограничение на Т (соответственно N) и, следо-i. вательно, на точность оценки КФ R(fcT, . .-, На практике такие ограничени  оказываютс  весьма жесткими, позтому подобное устройство может служить только дл  грубой оценки КФ. Цель изобретени  - повышение точности и расширение Функциональных возможностей коррелометра за счет увеличени  диапазона измерений. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в циклический коррелометру содержащий первый сумматор, делитель частоты, генератор тактовых импульсов , блоки пам ти, блок умножени , первый вход которого  вл етс  первым входом коррелометра, а второй вход подключен к выходу первого блока пам ти , информационный вход которого  вл етс  вторым входом коррелометра, а управл ющий вход подключен к выходу делител  частоты, вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов и управл ющим входом второго блока пам ти, выход блока умножени  подключен к входу первого, сумматора, введены управл емый делитель , второй сумматор, счетчик им- . пульсов и злемент НЕ, выход которого соединен с вторым входом первого сумматора , выход которого подключен к информационному входу управл емого делител , упразл кадий вход которого подключен к выходу счетчика импульсов , вход которого соединен с выхо- , дом делител  частоты, выход управл емого делител  подключен к первому входу второго сумматора, второй вход которого подключен к выходу второго блока пам ти, соединенному с входом злемента НЕ, выход второго сумматора . подключен -к информационному входу второго блока пам ти и  вл етс  выходом коррелометра. На фиг. 1 представлена функциональна  схема устройства; на фиг. 2 временные диагр млы работы устройства . , Устройство содержит блок 1 умножени , первый сумматора 2, управл емый делитель 3, второй сумматор 4, счетчик 5 импульсов, злемент НЕ б, бло-. ки 7 и 8 пам ти, делитель 9 частоть, генератор 10 тактовых импульсов, причем первый вход блока 1 умножени   вл етс  первым входом коррелометра, второй вход подключен к выходу первого блока 8 пам ти, выход - к первому входу первого сумматора 2, второй вход которого подключен к выходу злемента б, выход - к информационному входу управл емогоделител  3, управл ющий вход которого подключен к выходу счетчика 5 импульсов, выход упрсвл емого делител  3 - к первому входу второго сумматора 4, второй вход которого соединен с входом эле мента НЕ 6 и выходом второго блока пам ти, выход второго сумматора 4 соединен с информационным входом бл ка 7 пам ти и  вл етс  выходом корр лометра, управл ющий вход второго блока 7 пам ти соединен с выходом генератора 10 тактовых импульсов и входом делител  9 частоты, выход которого подключен к управл ющему входу первого блока 8 пам ти и к входу счетчика импульсов. На фиг. 2 приведены временные диаграммы входных х (t), (t) и выходного Ug, () сигналов коррелометра и сигналов управлени  g(t и V(t) соответственно на выходах генератора 10 тактовых импульсов и делител  9 частоты. Коррелометр.работает следующим образом. Реализации центрированных случайных процессов X (-1) и § (t) поступают соответственно на входы блока 1 умножени  и первого блока 8 пам ти, управл емого импульсами i(t с выхода делител  9 частоты. В момент по влени  импульса V(t,-) на выходе первого блока 8 пам ти и, следовательно, на втором входе блока 1 умножени  устанавливаетс  соот ветствующее этому моменту времени значение сигнала (tO- На первый вход блока 1 умножени  непреЕилвно подаетс  сигнал 5 (t). Следовательно , выходной сигнал блока 1 умножени  определ етс  выражением z(.t) S (t. + t1 §(t,-) , . (2) где f - временна  задержка между сигналами x(t) и y(i.) ; измен юща с  синхронно с те кущим -временем. С выхода блока 1 умножени  сигна , ла Z(i) преобразуетс  в цепи, соето щей из двух сумматоров 2 и 4 управл емого делител  3, и поступает на вход второго блока 7 пам ти, представл ющего собой совокупность п последовательно,соединенных  чеек пам ти, тактируемых импульсами, пос тупгиощими на управл ющий вход второ го блока 7 пам ти. При поступлении по цепи управлени  тактового импуль са происходит перезапись содержимого  чеек из П15едьщущей в. последующую (проталкивание информации). По такому принципу работают, например , приборы с зар довой св зью (ПЗС). Управл ющие импульсы поступают от генератора 10 тактовых импул .ьсов. Период следовани  (dtT) так товых импульсов определ етс  исход  из области определени  оцениваемой КФ (интервала коррел ции Г) и числа оцениваемых значений (п) КФ, равного числу чеек во втором Оло ке 7 пам ти и коэффициенту делени  делител  9 частоты, т.е. .ч.-,Покажем , что на некотором М-м цикле на выходе сумматора 4 формируетс  сигнал, охображаюодай оценку КФ согласно выражению К;,,(Т) .( + r)9t€0 , (в) где М - оператор усреднени ; Как следует из функциональной Тфиг. 1), оценка КФ на N-M шаге формируетс  в виде р;()-С((мК-1(4 (5) в начальный момент времени в  чейках второго блока 7 пам ти записываютс  нули, т.е. R (г)0, , ... ft . Рассмотрим несколько первых циклов измерений: R)((t.)5(t)-p;(r). (v)§(i,) i «2( «1((2-)(2)-( i 4v((.)-i(vfW ) 5()1 к;Сг)()§((Д )5{i,)4.)(V)5(y Продолжа  далее до t N , получим (( (Т, Выражение (7) совпадает с дискретной трактовкой выражени  (4) и, следовательно , R% (г) есть оценка коррел ционной функции R,, (f) . Функционирование известного уство ройства также описываетс  выражением (7), однако при этом множитель 1/W учитываетс  предварительной установкой определенного числа циклов, либо измерением этого числа и выдачей его на выходное вычислительное устройст -: во, что в любом случае требует при-менени  накопител  (блокз пам ти) с динамическим диапазоном в N раз больщим динамического диапазона Ьце){ки КФ. Преимуществом предлагаемого устройства  вл етс  то, что на любом N-M цикле во втором блоке 7 пам ти хран тс  значени  К (т), а не пропорционально св занной с ней личины MR 15, (Г), как в известных устройствах. Это приводит к значительному повышению достижимой точности предлагаемого устройства. Цифровыми элементами в предлагае мом устройстве  вл ютс  счетчик 5 импульсов, обеспечивающий на своем выходе параллельный код числа импульсов поступивших на вход, и управл емый этим параллельным кодом N 1 делитесь 3 напр жени , работавхций по алгоритму иgb,x Ugx/N. ОтсутЬтвие же аналого-цифровых, врем  импульсных и др. преобразователей в предлагаемом устройстве позвол ет сохранить высокое быстродействие, характерное дл  аналоговых систем. Кроме того, уст| ойство допускает реализацию полностью на микроалектронных интегр ьных элементах.

XW

y(t}

f(t)

HIIIIIH

Ht)

Ивш.

4i

IIIHIIIIIHI

Claims (1)

1. ЦИКЛИЧЕСКИЙ КОРРЕЛОМЕТР, содержащий первый сумматор и делитель частоты, генератор тактовых импульсов, блоки памяти и блок умножения, первый, вход которого является первым входом коррелометра,' а второй вход подключен к выходу первого блока памяти, информационный вход которого является вторым вкодом коррелометра, а управляющий вход подключен к выходу делителя частоты, вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов и уп: равлякидем входом Ьвторо го блока памяти, выход блока умюжения подключен к входу первого сумматора, отличающийся тем, что, с целью увеличения диапазона измерений, в него введены управляемой делитель, второй сумматора, счетчик импульсов и элемент НЕ, выход * которого соединен с Вторым входом первого сумматора, выход которого -подключен к информационно^ входу управляе^го делителя, убавляющий вход которого подключен к выходу счетчика импульсов, вход которого соединен' с выходом деФлигеля частоты, выход убавляемого «g делителя подключен к первому входу > второго сумматора, второй вход которого подключен к выходу второго блока памяти, соединенному с входом элемента НЕ, выход второго сумматора подключен к информационному входу второго блока памяти и является выходом коррелометра.

   t