SU1644159A1 - Коррелометр - Google Patents

Description

1

(21)4683077/24

(22)24.04.89

(46) 23.04.91. Бюл. I 15

(72) В.Б.Динкевич и В.К.Маслов

(53) 681.3(088.8)

(56) Авторское свидетельство СССР

р 1506453, кл. G 06 F 15/336, 1988.

Авторское свидетельство СССР № 783799, кл. G 06 F 15/336, 1979.

(54) КОРРЕЛОМЕТР

(57) Изобретение относитс  к вычислительной и измерительной технике и может быть использовано дл  определени  коррел ционной функции одного из суммы случайных процессов с измен ющейс  в процессе измерени  задержкой . Цель изобретени  - повышение точности . Коррелометр содерлит группу

э

Ј Јь

:л

о

Фил.}

Внход

33 элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, сумматоры 34, 35, регистры 36-38, вычи- татель 39, аналого-цифровые преобразователи 1, 2, регистр 3 сдвига,блоки 4 умножени , группы 5-23 элементов И, блоки 6 усреднени , элемент

Изобретение относитс  к вычислительной и измерительной технике и может быть использовано дл  определени  коррел ционной функции одного из суммы случайных процессов с измен ющейс  в процессе измерени  задержкой .

Цель изобретени  - повышение точности измерени  коррел ционной функции .

На фиг.1 показана функциональна  схема предлагаемого коррелометра; на фиг.2 - частные и результирующие

коррелограммы (ЧК и РК), формируемые в коррелометре.

Коррелометр содержит аналого-цифровой (го-разр дный) преобразова- тель (АЦП) 1, А1Щ (р-разр дный) 2, регистр 3 сдвига (ril-разр дный), группу блоков 4 умножени  (пр-разр дных), группу 5 элементов И,группу блоков 6 усреднени , группу элементов И 7, многовходовый элемент ИЛИ 8, дешифратор 9, генераторы 10, 11 тактовых импульсов, формирователи 12-14 импульсов, счетчики 15 - 17, блоки 18, 19 пам ти, триг- гер 20, элемент И 21, блок 22 пам ти, группу 23 элементов И, элементы И 24-28, трехвходовый элемент И 29, триггеры 30-32, группу 33 элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, сумматоры 34, 35, регистры 36-38, вычитатель 39.

S

Коррелометр работает следующим образом . В исходном состо нии все счетчики , триггеры, регистры 36 и 37, блок 19 пам ти и блоки 6 усреднени  обнулены. Сигнал А поступает на вход А1Щ 1 и в момент прихода на его тактовый вход импульса генератора 10 преобразуетс  в n-разр дный двоичный код. Код поступает на входы п-раз- р дного регистра 3 сдвига, выполн ющего роль цифровой линии задержки. Длина регистра 3 определ етс  треИЛИ 8, дешифратор 9, генераторы 10, 11 тактовых импульсов, формирователи 12-14 импульсов, счетчики 15-17, блоки. 18, 19, 22 пам ти, триггеры 20, 30-32, элементы И 21, 24-29, группу элементов II 7. 2 ил.

5

0

с

0 5 0 5

0 ,

ij.

буемой задержкой Јмакс и количестве п ЧК:

Р

,° МО КС,.

1 -г+ 2п,,

Лс

С по влением каждого нового импульса на первом выходе генератора 10 отсчеты входного сигнала А продвигаютс  вправо по регистру 3. Задержанные на различные интервалы времени отсчеты сигнала А поступают на блоки 4 умножени . На вторые входы блоков 4 умножени  поступают отсчеты сигнала В с выходов АЦП 2. Коды произведений синхронно с« тактовыми импульсами , вырабатываемыми на втором выходе генератора 10,передаютс  через группу 5 элементов И в блоки 6 усреднени . Импульсы на втором выходе генератора 10 задержаны относительно импульсов на его первом выходе на врем  формировани  произведений в блоках 4 умножени .

Накопление произведений в блоках 6 усреденени  продолжаетс  в течение времени Т. .t.

По истечении времени Т в блоках 6 усреднени  сформирована п;на ЧК. Во врем  ее накоплени  импульсы ге- нератора 11 поступают на вход формировател  13, благодар  чему по каждому импульсу генератора 11 формируетс  последовательность из двух неперекрывающихс  импульсов на выходах собственно генератора 11 и формировател  13. Импульсы с выхода последнего поступают на последовательно соединенные счетчики 15 и 16., Сигнал переполнени  счетчика 16 через открытый элемент И 24 проходит на счетный вход триггера 20. Его входы установки и обнулени  свободны , так как элементы И 25 и 26 заперты сигналом с пр мого выхода обнуленного триггера 31. Частоты генераторов 10 и 11 подобраны так, что за врем  изменени  состо ни  триггера 20 в 1 и снова в О, т.е. за

врем  двукратного заполнени  счетчика 16, в блоках 6 усреднени  происходит накопление одной ЧК с фактором усреднени  N4. Спад сигнала на пр мом выходе триггера 20, свидетель ствующий об окончании накоплени  ЧК. возбуждает импульс на выходе формировател  14, который поступает на входы установки триггеров 30 и 32 и переводит их в 1. Элемент И 28 открываетс , и импульсы генератора 11 проход т на вход записи блока 18 пам ти . Предполагаетс , что блоки 18 и 19 пам ти посто нно работают в режиме считывани , за исключением моментов , когда на их входы записи поступают импульсы. Коды на адресных входах блока 18 пам ти равны кодам на разр дных выходах счетчика 15, та как группа 23 элементов И закрыта сигналом логического О с инверсного выхода триггера 30. Разр дные выходы счетчика 15, емкость которого равна 1, соединены с входами дешифратора 9, благодар  чему элементы И 7, последовательно открываютс  и происходит последовательное считывание ординат ЧК, накопленных в блоках 6, через элементы И 7 и ИЛИ 8. За 1 импульсов генератора 11 происходит запись всех ординат ЧК в блок 18 пам ти, который содержит 1  чеек. При этом нулева  ордината записываетс  по адресу 0, перва  - по адресу 1,..., последн   - по адресу 1-1. Процесс записи завершаетс  при переполнении счетчика 15, когда его импульс переполнени  возвращает триггер 30 в О и элемент И 28 закрываетс . По спаду сигнала на пр мом выходе триггера 30 формирователь 12 генерирует импульс сброса блоков 6 усреднени  и счетчика 16, после чего начинает накапливатьс  следующа  ЧК. Одновременно начинаетс  процедура переписи в блок 19 пам ти нулевой ЧК, запись которой в блок 18 к этому моменту завершена.

В каждом цикле работы коррелометра (цикл - это период накоплени  одной ЧК в блоках 6 усреднени ) ЧК записываетс  в блок 19 пам ти столько раз, сколько моделей изменени  задержки , положительных и отрицательных, реализуетс  в коррелометре. Происходит это так. По окончании записи нулевой ЧК в блок 18 пам ти счетчики 15-17, а также триггер 20 обнуле0

ны. О с пр мого выхода триггера 20 поступает на объединенные входы группы 33 элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, которые выполн ют функцию управл емых повторителей-инверторов. Благодар  этому указанные элементы повтор ют на своих выходах входные сигналы и пр мой код разр дных выходов счетчика 17, т.е. код 0 поступает на входы старших адресных разр дов блока пам ти 22, выполненного в виде посто нного запоминающего устройства . При этом на выходах блока 22 па5 м ти сохран етс  код 0 независимо от состо ни  счетчика 16, разр дные выходы которого соединены с входами младших адресных разр дов блока 22. Код с разр дных выходов счетчика 15

0 складываетс  на 1-разр дном сумматоре 35 с нулем, поступившим с выхода блока 22 через группу 23 элементов И, открытых благодар  присутствию логической 1 на инверсном выходе

5 триггера 30. В результате код с разр дных выходов счетчика 15 поступает на адресные входы блока 18 пам ти. К моменту поступлени  очередного импульса генератора 11 блрки 18 и 19

0 пам ти наход тс  в состо нии считывани . Поскольку счетчик 15 обнулен, на адресные входы блока 18 пам ти поступает код нул . На выходе блока

18пам ти формируетс  код нулевой ординаты нулевой ЧК. На выходе блока

19пам ти присутствует код 0, так

как в исходном состо нии он был обну-/ лен. Значение нулевой ординаты проходит на выход сумматора 34 и по спаду

0 импульса генератора 11, прошедшего через элемент И 27 на тактовый вход регистра 38 (хранени ), записываетс  в последний. После этого по импульсу формировател  13, прошедшему через

5 элемент И 29 на вход записи блока 19 пам ти, происходит запись нулевой ординаты нулевой ЧК в блок 19 пам ти . По спаду этого импульса содержимое счетчика 15 увеличиваетс  на 1.

0 Следующий импульс генератора 11 снова возбуждает последовательность из двух неперекрывающихс  импульсов на выходах собственно генератора 11 и формировател  13. Благодар  этому перва  ордината нулевой ЧК также записываетс  в блок 19 пам ти. Чер.ез 1 импульсов на выходе генератора 11 все ординаты нулевой ЧК будут записаны в блок 19 пам ти.

5

5

При переполнении счетчика 16 им- пульс переполнени  через элемент И 24, открытый благодар  присутствию логической 1 на инверсном выходе триггера 31, поступает на Счетный вход триггера 20 и устанавливает его в 1. После этого начинаетс  запись нулевой ЧК в блок 19 пам ти еще q раз, что необходимо дл  формировани  q PK отрицательных моделей .

Сигнал переполнени  счетчика 16 устанавливает триггер 20 в 1, и начинаетс  формирование промежуточных коррелограмм дл  отрицательных моделей. По окончании этой процедуры счетчик 16 снова переполн етс  и обнул ет триггер 20, на чем заканчиваетс  второй цикл работы коррелометра .

Следующие циклы его работы в первом режиме протекают аналогичным образом . Количество циклов определ етс  счетчиком 17 и равно n N/N{. Емкость счетчика 17 равна п. В результате в блоке 19 пам ти накоплены q PK, кажда  из которых соответствует одной из q положительных моделей изменени  задержки между входными сигналами.

Переполнение счетчика 17 переводит триггер 31 в 1. Потенциал логического О с его инверсного выхода закрывает элементы И 24 и 29, что блокирует поступление импульсов на счетный вход триггера 20 и запрещает режим записи в блок 19 пам ти. Начинаетс  второй режим работы - вычитание РК отрицательных моделей из РК положительных. Из блока 19 пам ти считываетс  нулева  ордината нулевой положительной модели. Импульс генератора 11 проходит через элемент И 2 и подтверждает нулевое состо ние триггера 20. По спаду этого импульса происходит запись указанной ординаты в регистр 36. Импульс формировател  13 проходит через элемент И 2 и устанавливает триггер 20 в 1. Пр этом из блока 19 пам ти считываетс  нулева  ордината нулевой отрицательной модели, котора  на вычитателе 39 вычитаетс  из содержимого регистра 36. По спаду импульса на выходе элемента И 26 разность записываетс  в регистр 37. Аналогично вычитаютс  следующие ординаты, и т.д. Таким образом , на выходе регистра 37 после0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

довательно формируютс  разности одноименных ординат одноименных положительных и отрицательных моделей. Полученный результат представл ет собой коррелограмму процесса у, очищенную от следа процесса х.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Коррелометр, содержащий два аналого-цифровых преобразовател ,регистр сдвига, группу блоков умножени  три группы элементов И, группу блоков усреднени , многовходовый элемент ИЛИ, дешифратор, два генератора тактовых импульсов, три формировател  импульсов, три счетчика, три блока пам ти, первый элемент И и первый триггер, причем информационные входы первого и второго аналого-цифровых преобразователей  вл ютс  соответствующими информационными входами коррелометра, выход первого аналого- циАрового преобразовател  соединен с информационным входом регистра сдвига, разр дные выходы которого подключены к первым входам соответствующих блоков умножени  группы, вторые входы которых объединены и подключены к выходу второго аналого-цифрового преобразовател , вход запуска которого соединен с входом запуска первого аналого-цифрового преобразовател , синхровходом регистра сдвига и первым выходом первого генератора тактовых импульсов, второй выход которого подключен к первым входам элементов И первой группы, вторые входы которых соединены с выходами соответствующих блоков умножени  группы, выходы элементов И первой группы подключены к информационным входам соответствующих блоков усреднени  группы, входы обнулени  которых подключены к выходу первого формировател  импульсов, а выходы соединены с первыми входами соответствующих элементов И второй группы, вторые входы которых подключены к соответствующим выходам дешифратора, а выходы соединены с входами многовходово- го элемента ИЛИ, выход которого подключен к информационному входу первого блока пам ти, вход дешифратора соединен с информационным выходом первого счетчика, разр дные выходы второго счетчика подключены к младшим разр дам адресного входа первого

   916

   блока пам ти, выходы которого соединены с первыми входами элементов И трртьей группы, пр мой выход первого триггера соединен с первым вхо- дом первого элемента И, выход которого подключен к счетному входу третьего счетчика, отличаю щ и и- с   тем, что, с целью повышени  точности , в него дополнительно введены п ть элементов И, трехвходовый элемент И, второй, третий и четвертый триггеры, группа элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, два сумматора, три регистра и вычитатель, причем выход второ- го генератора тактовых импульсов через второй формирователь импульсов соединен со счетным входом первого счетчика, выход переполнени  которого подключен к входу установки в О второго триггера и счетному входу второго счетчика, выход переполнени  которого соединен с первым входом второго элемента И, выход которого подключен к счетному входу первого триггера, а второй вход соединен с первым входом трехвходового элемента И и инверсным выходом третьего триггера , пр мой выход которого подключен к первым входам третьего и четвер того элементов И, а счетный вход соединен с выходом переполнени  третьего счетчика, разр дные выходы которого подключены к первым входам соответствующих- элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ группы, выходы которых соединены с соответствующими старшими разр дами адресного входа первого блока пам ти, выход третьего элемента И подключен к тактовому входу первого регистра и входу обнулени  первого триггера, вход установки в 1 которого соединен с тактовым входом второго регистра и выходом четвертого элемента И, второй вход которого подключен к выходу второго формировател  импульсов и второму входу трехвходового элемента И, выход которого соединен с входом разрешени  записи второго блока пам ти, выход которого подклю- чен к входу вычитаемого вычитател , выход которого соединен с информа9ю

   ционным входом второго регистра, вы ч ход которого  вл етс  выходом коррелометра , вход уменьшаемого вычнтате- л  соединен с выходом первого регистра , информационный вход которого подключен к выходу второго блока пам ти и первому входу первого сумматора, второй вход которого соединен с выходом третьего блока пам ти, а выход соединен с информационным входом третьего регистра, выход которого подт ключей к информационному входу второго блока пам ти, младшие разр ды адресного входа которого подключены к соответствующим разр дным выходам первого счетчика и первому входу второго сумматора, выход которого соединен с адресным входом третьего блока пам ти , а второй вход второго сумматора подключен к выходам соответствующих элементов И третьей группы, вторые входы которых соединены с третьим входом трехвходового элемента И, инверсным выходом второго триггера и первым входом п того элемента И, выход которого подключен к тактовому входу третьего регистра, второй вход п того элемента И соединен с вторым входом третьего элемента И, выходом второго генератора тактовых импульсов и первым входом шестого элемента И, выход которого подключен к входу разрешени  записи третьего блока пам ти, а второй вход соединен с пр мым выходом второго триггера и через первый формирователь импульсов - с входом обнулени  второго счетчика, разр дные выходы которого подключены к средним разр дам адресного входа второго блока пам ти, пр мой выход первого триггера соединен со старшим разр дом адресного входа второго блока пам ти, вторыми входами элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ группы и через третий формирователь импульсов - с входами установки в 1 второго и четвертого триггеров, а пр мой выход четвертого триггера подключен к второму входу первого элемента И.

   6

   a

   e

   Фиг.2

   Rlt

   U,