SU526906A1 - Коррелометр - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к области специализированных средств вычислительной техники дл  аппаратурного определени  характеристик случайных процессов.

Известен коррелометр, содержаш,ий блоки согласовани , компараторы, триггеры, делитель частоты, генераторы вспомогательных сигналов и накопитель. 1

Известен также коррелометр, содержащий первый и второй преобразователи сигналов, входы которых соединены соответственпо с первым и вторым входами коррелометра, а выходы - с первым и вторым входами блока умножени , выход которого через блок распределени  нроизведений соединен с информационными входами накопител , управл ющий вход которого подключен к выходу блока управлени , вход блока управлени  н первый установочный вход триггера соединены с выходом блока распределени  произведений, счетный вход которого нодключен к выходу генератора импульсов 2.

Недостаток этих коррелометров состоит в том, что за один цикл вычислени  они позвол ют определить только одну из ветвей коррел ционной функции, т. е. задерживать только один из сигналов относительно другого. При вычислении второй ветви коррел ционной функции, т. е. при задержке второго сигнала относительно первого, что особенно важно при

измерении взаимной коррел ционной функции , процесс измерени  необходимо повтор ть, предварительно пo ;eн в местами входные сигналы .

Целью изобретени   вл етс  одновременное вычисление обеих сетвей коррел ционных функций.

Поставленна  цель до тигастс  тем, что описываемый коррелол етр содержит дополнительный триггер, два элемента И и переключатель , входы которого подключены соответственно к выходам генератора импульсов, первого элемента И i; к первому выходу дополнительного триггера, второй выход которого соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого подключен к выходу генератора импульсов и к первому входу иервого элемента И, второй вход которого подключен к выходу триггера, а выход - ко второму установочному входу триггера, выход второго элемента II соединен с уаравл югцим в.ходом второго преобразовател  сигнала, управл ющий вход перпого преобразовател  сигнала подключен к выходу переключател , 5 установочные входы дополнительного триггера соединены соответственно с первым и вторым управл ющими вы.ходам блока распределенп  ироизведенпй.

Па чертеже представлена блок-схема описываемого коррелометра.

Корректор содержит два преобразовател  сигналов 1 и 2, выходы которых через последовательно включенные блок умножени  3 и делитель-коммутатор 4 св заны с входами накопител  5; блок управлени  6, выход которого соединен с управл ющим входом накопител  5, а вход подключен к управл юпдему выходу блока распределени  произведений (делитель-коммутатор 4) и к установочным выходам триггера 7 н 8 (нулевому входу триггера 7 и единичному входу триггера 8); генератор импульсов 9, соединенный с одним из входов элементов И 10 и 11, первым входом переключател  12 и управл ющим входом делител -коммутатора 4. При этом блок 4 распределени  произведений разделен на два элемента 13 и 14 причем промежуточный выход блока 4 (выход элемента 13 соединен с управл ющим входом элемента 14) соединен с установочным (единичным) входом триггера 7, единичный выход которого подключен к управл ющему входу переключател  12, а нулевой выход соединен со вторым входом элемента И 11. Управл ющий вход преобразовател  сигналов 2 св зан с выходом элемента И 11, управл ющий вход преобразовател  сигналов 1 подсоединен к выходу переключател  12, второй вход которого св зан с нулевым входом триггера 8 и выходом элемента И 10, причем единичный выход триггера 8 соединен со вторым входом элемента И 10. Входами устройствами  вл ютс  входы преобразователей сигналов 1 и 2, а выходом - выход накопител  5.

Коррелометр работает следующим образом.

В исходном состо нии триггер 8 находитс  в единичном состо нии и св занный с ним элемент И 10 в открытом состо нии, триггер 7 находитс  в нулевом состо нии и св занный с ним элемент И 11 в открытом состо нии, а переключатель 12 находитс  в состо нии, при котором сигнал на управл ющий вход преобразовател  сигналов 1 проходит с выхода элемента И 10. После установки устройства в исходное состо ние в момент /i первый импульс с генератора имнульсов 9, вырабатывающего сигнал с частотой следовани  /, через элемент И 10 и переключатель 12 приходит на управл ющий вход преобразовател  1, на вход которого подаетс  сигнал x(t), а через элемент И 11 поступает на управл ющий вход преобразовател  сигнала 2, на входе которого действует сигнал y(t). Одновремеппо этот импульс приходит на нулевой вход триггера 8, который переходит в нулевое состо ние и закрывает элемент И 10. По окончании действи  импульса на входе преобразовател  сигнала 1 по вл етс  сигнал, соответствующий x(ti), а на преобразователе сигнала 2 - сигнал, соответствующий y(ti). Эти сигналы проход т на блок умножени  3, где они перемножаютс  и их 1произведвние ;t(/i) (/) направл етс  через блок распределени  произведений в первую  чейку накопител  5. Второй импульс с генератора импульсов 9 в момент времени

/1-|-т (T V/) поступает только на управл ющий вход нреобразовател  сигнала 2, так как элемент И 10 закрыт. На выходе преобразовател  2 по вл етс  сигнал, соответствующий г/(1±т). Этот сигнал снова перемножаетс  с сигналом x(ti), действующим на выходе преобразовател  1. На выходе блока умножени  3 по вл етс  произведение x(ti)-ylti- -r), которое блоком 4 распределени  направл етс 

во вторую  чейку накопител  5. Аналогично с по влением третьего имиульса на выходе генератора импульсов 9 произведение x(ti)г/ (/1+2т) направл етс  в третью  чейку накопител  бит. д. После прохождени 

т импульсов (где т - количество ординат первой ветви коррел ционной функции и объем элемента 13 блока 4) на выходе элемента 13 блока 4 раснределени  нроизведений по вл етс  сигнал, который переводит триггер 7 в единичное состо ние, а коммутацию начинает осуществл ть элемент 14 блока 4. При этом произведение x(ti) (m-)i}, получаемое в момент времени (m-1)т, занесено в т-ю  чейку накопител  5. Сигнал с пулевого триггера 7 закрывает элемент 11, а сигнал с единичного выхода переводит переключатель 12 в состо ние , при котором на управл ющий вход преобразовател  сигнала 1 проход т импульсы с

выхода генератора импульсов 9. Очередной ()-й импульс с генератора импульсов 9 в момент времени проходит только на управл ющий вход преобразовател  сигнала 1, так как элемент И 11 закрыт. На выходе

преобразовател  по вл етс  сигнал, соответствующий x(), а с выхода преобразовател  2 идет попрежиему сигнал, соответствующий (n-1)т. В (т+1)-ю  чейку накопител  5 проходит произведение

x(t,.), + ()-.l,

т. е. теперь задерживаетс  снтиал y(t относительно x(t). С приходом следующего импульса с генератора импульсов 9 в (т + 2)-ю  чейку накопител  5 проходит п)оизведение

,(m+), + (mи т. д. с приходом N-ro импульса в N-ую  чейку накопител  5 проходит произведепие

,-Y(N-), + (,

где N - общее количество ординат обеих ветвей коррел ционной функции. Одновременно с управл ющего выхода элемента 14 блока

4 распределени  произведений вырабатываетс  сигнал, который приводит триггеры 7 и 8, а также св занные с ними элементы И 10, 11 и нереключатель 12 в исходное состо ние, на этом заканчиваетс  первый цикл вычислени .

После приведени  коррелометра в исходное состо ние первый импульс в момент времени /2 с генератора импульсов 9 снова проходит на управл ющие входы преобразователей сигналов 1 и 2, по которому опрашиваютс  входные

сигналы x(t) и y(t), а также на нулевой вход

триггера 8, закрывающего элемент И 10, вследствие чего на преобразователь сигнала 1 очередные (т-1) имнульсы не поступают. В результате в накопитель 5 через элемент 13 блока 4 снова, начина  с первой до т-ой  чейки, проход т сигналы, соответствующие произведени м

x((f); x(i,)-y(t + t)...

( + («-1)в момент времени t-f,-{-{m-1)т после записи сигнала в т-ую  чейку накопител  5 вновь запрещаетс  прохождение импульсов на управл ющий вход преобразовател  2 и разрешаетс  их прохождение на управл ющий вход преобразовател  1 в течение по влени  Л-т очередных импульсов. При этом в  чейки с /п+1 до Л накопител  5 через элемент 14 делител -коммутатора поочередно поступают сигналы, соответствующие произведени м

X f,, + т) у /S + (/« - 1)-;

, + (m+l} -y(, + (m-l}-....

, + (N-l)-., + (m-l)-..

После записи в Л-ую  чейку накопител  5 схема вновь приводитс  в иходное состо ние. Этим закапчиваетс  второй никл и начинаетс  третий цикл и т. д. Во врем  последнего /(-го никла, где К. - количество выборок исследуемых случайных процессов x(t) и y(t), необходимое дл  вычислени  обеих ветвей коррел ционной функции с заданной погрешностью , в соответствующие  чейки накопител  5 проход т сигналы, пропорциональные произведени м

(4) .(/(4); -(4) У(4+ ) (4)(m-l)-... + () + (w-lMв каждой  чейке накопител  5 в течение К. циклов происходит суммирование поступающих в иих соответствующих ироизведений, в результате чего в них образуютс  суммы, пропорциопальные ординатам коррел ционной функции. В иервой  чейке - сумма, пропорциональна  ординате (0) коррел ционной функции при

y(«) (;)-i/(;)(1)

/ 1

где / - текущий номер цикла.

Во второй  чейке образуетс  сумма, пропорциопальна  ординате Кку{т:) первой ветви коррел ционной функции при задержке сигиала x(t) относительно сигнала y(t) па врем  т.

В первых т  чейках наконител  5 начнсл ютс  т-1 ординат первой ветви коррел ционной функции R.(ni)

L.H 2-(;)-(; + «)(2)

/г 1,2... (т 1)

А в  чейках от m+l до Л накопител  5 начисл ютс  ординаты второй ветви коррел ционной функции Кху(п)

(m-l + i}-.lyX

. + (/«-l)tJ,(3)

.2....(N-m)

Таким образом, в первой  чейке накопител  5 начисл етс  ордината коррел ционной функции (0) без задержкп сигналов x(t) и y(t) относительно друг друга. В  чейках со второй

но т-ую вычисл ютс  т-1 ордннаты первой ветви коррел ционио функцнн при задерл ке сигнала x(t) отпосительно у(0 а в  чейках с /Н. + 1 по Л-ую вычисл ютс  Л-771 ординат второй ветви коррел ционной функции

при задержке сигнала ij(t) относительно x(t). После прохождени  /( циклов блок управлени  6, в котором подсчитываетс  количество циклов, переводит устро11ство в режим вывода результатов вычислени  обеих ветвей коррел циониой функции.

Формула и 3 о б р е т е н н  

Коррелометр, содержащий иервый н второй преобразователи сигиалов, входы которых

соединены соответствепио с первым и вторым входами корреломсгра, а выходы - с иервым и вторым входами блока умножени , выход которого через блок распределепп  произведений соединен с инфор.мационными входамн

накопител , управл ющи вход которого подключен к выходу блока управлепп , вход блока упразлеии  и первый устаповочный вход триггера соединены с выходом блока распределени  произведений, счетный вход которого

подключен к выходу генератора импульсов, отл и ч а ю nj, и 1 с   тем, ч го, с целью одновременного вычислени  обеих ветвей коррел ционной функции, коррелометр содержит доиолнительный триггер, два элемента И и переключатель,

входы которого подключепы соответственно к выходам генератора импульсов, первого элемента И п к первому выходу дополнительного триггера, второй выход которого соединен с первым входом второго элемента П, второй

вход которого подключен к выходу генератора импульсов и к первому входу первого элемента П, второй вход ivOToporo подключен к выходу триггера, а выход - ко второму установочному входу трпггера, выход второго элемента И соединен с управл ющим входом второго преобразовател  сигнала, управл ющий вход первого преобразовател  сигнала подключен к выходу нереключател , установочные входы дополнительного триггера соединены соответственно с первым и вторым управл ющими выходами блока распределенн  произведений .

Источники информации, прин тые во вннмаHire при экспертизе:

1.Мирскпй Г. Я. Аппаратурное определение характеристик случайных процессов. М., «Энерги , 1972, с. 184, 188.

2.Авт. св. Ло 304583, Мкл. G 06F 15/34, 1971.

.1 7

/

1,

J

i-

L.