SU752349A1

SU752349A1 - Multichannel sign correlometer

Info

Publication number: SU752349A1
Application number: SU782638184A
Authority: SU
Inventors: Игорь Иванович Якимович; Анатолий Иванович Карякин; Сергей Петрович Буров
Original assignee: Предприятие П/Я А-1687
Priority date: 1978-07-05
Filing date: 1978-07-05
Publication date: 1980-07-30

Description

Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники и может быть использовано для построения многоканальных знаковых коррелометров случайных стационарных эргодических сигналов с произвольными законами распре- ⁵деления.The invention relates to specialized devices of computers and can be used for multichannel iconic correlators random stationary ergodic signals with arbitrary distribution laws ⁵ divisions.

Известен многоканальный знаковый коррелометр, содержащий два генератора вспомогательных сигналов, генератор импульсов, счетчики, элементы сравнения и делитель - коммутатор [1] .Known multichannel sign correlometer containing two auxiliary signal generators, a pulse generator, counters, comparison elements and a divider-switch [1].

Недостатком данного коррелометра является низкая точность измерения.The disadvantage of this correlometer is the low accuracy of the measurement.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство, содержащее два генератора вспомогательных сигналов, два компаратора, генератор импульсов, эле^ менты равнозначности, регистры сдвига и счетчики ИНедостатком такого устройства является низкая точность измерения оценки корг реляционной функции при ограниченном времени измерения.The closest to the proposed technical essence and the achieved result is a device containing two auxiliary signal generators, two comparators, a pulse generator, equivalence elements, shift registers, and counters. The disadvantage of such a device is the low accuracy of measuring the correlation function with a limited measurement time.

Цель изобретения - повышение точности измерения, т.е. уменьшение статистической погрешности при том же времени измерения.The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy, i.e. reduction of statistical error at the same measurement time.

Поставленная цель достигается за счет того, что в многоканальный знаковый коррелометр, содержащий первый и второй генераторы вспомогательных сигналов, выходы которых подключены соответственно к первым входам первого и второго компараторов, вторые входы которых объединены и являются входом устройства, выходы компараторов подключены соответственно к информационным входам первого, и второго регистров сдвига, управляющие входы которых соединены с выходом генератора импульсов и счетными входами счетчиков, выходы первого регистра сдвига соответственно соединены с первыми входами элементов равнозначности первой группы, вторые входы которых подключены к нулевому выходу второго регистра сдвига, а вы ходы элементов равнозначности первой группы соединены то.первыми управляющими входами соответствующих счетчиков, выходы второго регистра сдвига соединены соответственно с первыми входами элемен- . тов равнозначности второй группы, вторые входы которых подключены к первому выходу первого регистра сдвига, введена третья группа элементов равнозначности, первые входы которых подключены к выходам со- 10 ответствующих элементов равнозначности первой группы, вторые входы соединены с выходами соответствующих элементов равнозначности второй группы, а выходы элементов равнозначности третьей труп-. 15 пы подключены ко вторым управляющим входам соответствующих счетчиков.This goal is achieved due to the fact that the multichannel sign correlometer containing the first and second auxiliary signal generators, the outputs of which are connected respectively to the first inputs of the first and second comparators, the second inputs of which are combined and are the device input, the outputs of the comparators are connected respectively to the information inputs of the first , and the second shift registers, the control inputs of which are connected to the output of the pulse generator and the counting inputs of the counters, the outputs of the first shift register respectively, they are connected to the first inputs of the equivalence elements of the first group, the second inputs of which are connected to the zero output of the second shift register, and the outputs of the equivalence elements of the first group are connected by the first control inputs of the corresponding counters, the outputs of the second shift register are connected respectively to the first inputs of the elements. of equivalence of the second group, the second inputs of which are connected to the first output of the first shift register, a third group of equivalence elements is introduced, the first inputs of which are connected to the outputs of 10 corresponding equivalence elements of the first group, the second inputs are connected to the outputs of the corresponding equivalence elements of the second group, and the outputs elements of equivalence of the third corpse. 15 ps are connected to the second control inputs of the respective counters.

На чертеже изображена структурная схема предлагаемого устройства.The drawing shows a structural diagram of the proposed device.

Устройство содержит компараторы 1, 20The device contains comparators 1, 20

2, генераторы 3, 4 вспомогательных сигналов, генератор 5 импульсов, первый 6 и второй 7 регистры сдвига, первую 8 и вторую 9 группы элементов равнозначности счетчики 10 и третью группу 11 элемен— 25 тов равнозначности. Исследуемый входной сигнал X(t') подается на вторые входы компараторов 1 и 2, первые входы которых соответственно подключены к выходам генераторов 3 и 4* вспомогательных сиг-³⁰налов, а выходы соответственно соединены с информационными входами регистров 6 и 7 сдвига. Генератор 5 импульсов подключен к управляющим входам счетчиков 10 и регистров 6, 7 сдвига. Выходы ре- 35 гистра 6 сдвига соответственно соединены с первыми входами элементов 8 равнозначности, вторые входы которых подключены к нулевому выходу регистра сдвига 7, а выходы — соответственно соединены ⁴θ с первыми управляющими входами счетчиков 10. Выходы регистра сдвига 7 соединены соответственно “с первыми входами элементов 9 равнозначности, вторые входы которых подключены к первому выходу ⁴⁵регистра 6 сдвига, первые входы элементов 11 равнозначности соответственно соединены с выходами элементов 8 равнозначности , вторые входы соответственно подключены к выходам элементов' 9 рав-ι нозначности а выходы соединены с вторыми управляющими входами соответствующих счетчиков 10.2, generators 3, 4 auxiliary signals, 5 pulse generator, first 6 and second 7 shift registers, first 8 and second 9 groups of equivalence counters 10 and third group of 11 elements — 25 equiv. Analyzed input X (t ') signal is applied to the second inputs of the comparators 1 and 2, the first inputs of which are respectively connected to the outputs of generators 3 and 4. The signal * auxiliary catch ^30, and the outputs are respectively connected to data inputs of the registers 6 and 7 shift. The pulse generator 5 is connected to the control inputs of the counters 10 and shift registers 6, 7. The outputs of the shift register 6 respectively are connected to the first inputs of the equivalence elements 8, the second inputs of which are connected to the zero output of the shift register 7, and the outputs are respectively connected ⁴ θ with the first control inputs of the counters 10. The outputs of the shift register 7 are connected respectively with the “first the inputs of the equivalence elements 9, the second inputs of which are connected to the first output ^{45 of the} shift register 6, the first inputs of the equivalence elements 11 are respectively connected to the outputs of the equivalence elements 8, the second inputs respectively are connected to the outputs of the elements' 9 of equal importance and the outputs are connected to the second control inputs of the corresponding counters 10.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Входной случайный сигнал сравнивается соответственно в компараторах 1, 2 с выходными величинами Sa ^и генераторов вспомогательных сигналов 3,The random input signal is compared respectively in comparators 1, 2 with the output values Sa ^and auxiliary signal generators 3,

4. С выходов компараторов 1, 2 на регистры 6, 7 сдвига поступают соответственно сигналы а и Ь, где 0(,.(1, если X + > О, (О, если Ά 4О, fl, если X + >О,4. From the outputs of comparators 1, 2 to the shift registers 6, 7, signals a and b, respectively, are received, where 0 (,. (1, if X +> О, (О, if Ά 4О, fl, if X +> О,

10, если + έО.10 if + έO.

Информация в регистрах 6, 7 сдвига сдвигается на один разряд задними фронтами импульсов с частотой следования поступающих на счетные входы регистров 6, 7 сдвига с выхода генератора 5 импульсов. Выходные величины регистра 6 (7) сдвига a где \ = О, 1,...,The information in the shift registers 6, 7 is shifted by one bit by the trailing edges of the pulses with the repetition rate of the shift registers 6, 7 coming from the output of the 5 pulse generator coming to the counting inputs. The output values of shift register 6 (7) a where \ = 0, 1, ...,

Ц-1 - номер цикла вычисления, О,C-1 - the number of the calculation cycle, O,

1» ···» N -1 - номер выхода регистра сдвига 6 (7), - количество определяемых ординат оценки корреляционной функции. Значения (Ь’нк) поступают на первые. входы первой (второй) группы элементов 8 (9) равнозначности. Значения 01 j (b; ) поступают также на вторые входы второй (первой) группы элементов 9 (8) равнозначности. В 1R -ых элементах первой 8, второй 9 и третьей 11 групп элементов равнозначности формируются соответственно суммы 0^(01. ф bf) , где θ - знак сложения по модулю 2. Значение с,к поступает на первый управляющий вход к -го счетчика 10. Этот счетчик работает в режиме сложения, если C’|_R = 1, и в режиме вычитания, если -О. Значение суммы поступает на. второй управляющий вход Г? -го счетчика. Потенциал, соответствующий единичному значению этой суммы, устанавливает к —ый счетчик в режим счета, а потенциал, соответствующий нулевому значению суммыв режим запрета счета.1 "···" N -1 is the shift register output number 6 (7), is the number of ordinates of the correlation function estimation. Values (b'nk) come in first. the inputs of the first (second) group of elements 8 (9) of equivalence. Values 01 j (b;) are also supplied to the second inputs of the second (first) group of elements 9 (8) of equivalence. In the 1Rth elements of the first 8, second 9, and third 11 groups of equivalence elements, the sums 0 ^ (01. F bf) are formed, respectively, where θ is the addition sign modulo 2. The value of c, k goes to the first control input of the k-th counter 10. This counter works in addition mode if C '| _R = 1, and in subtraction mode, if -O. The value of the amount goes to. second control input G? th counter. The potential corresponding to the unit value of this sum sets the k-th counter to the counting mode, and the potential corresponding to the zero value of the sum to the counting ban mode.

В зависимости от информации на управляющих входах счетчиков 10 возможны три режима их работы: задний фронт импульса, поступающего на счетный вход счетчиков 1О с выхода генератора 5 импульсов прибавляет ^г1' к содержимому счетчиков 10, или вычитает *1, или оставляет без изменения содержимое счетчиков 10. После заполнения регистров 6, 7 сдвига и обнуления счетчиков 10 начинается нулевой цикл вычисления. Задний фронт первого импульса с выхода генератора 5 импульсов записывает'1, или . '-1* в счетчики 10, или оставляет нулевое значение содержимого счетчиков 10, в зависимости от информации на их управляющих входах задний фронт первого импульса с выхода генератора 5 импульсов,Depending on the information on the control inputs of the counters 10, three modes of their operation are possible: the trailing edge of the pulse supplied to the counting input of the counters 1O from the output of the 5-pulse generator adds ^g 1 'to the contents of the counters 10, or subtracts * 1, or leaves the contents of the counters unchanged 10. After filling in the shift registers 6, 7 and resetting the counters 10, a zero calculation cycle begins. The trailing edge of the first pulse from the output of the 5-pulse generator writes' 1, or. '-1 * to the counters 10, or leaves zero the contents of the counters 10, depending on the information on their control inputs, the trailing edge of the first pulse from the output of the 5 pulse generator,

752349 6 поступая на счетные входы регистров 6, 7 сдвига, сдвигает информацию в них на один разряд и соответственно записывав! в их нулевые разряды значения выходных величин компараторов 1, 2. Нулевой цикл 5 вычисления заканчивается формированием сумм и tnдсоответственно в элементах 8, 9- и 11 равнозначности.752349 6 arriving at the counting inputs of shift registers 6, 7, shifts the information in them by one bit and, accordingly, writing! in their zero digits, the values of the output values of the comparators 1, 2. The zero calculation cycle 5 ends with the formation of the sums and tn respectively in the elements of 8, 9 and 11 equivalence.

С приходом заднего фронта второго импульса с выхода генератора 5 импуль- 1° сов начинается первый цикл вычисления. Информация обновляется в счетчиках 10 и в нулевых разрядах регистров 6, 7 сдвига, а также сдвигается на один разряд в этих регистрах сдвига. Цикл заканчивается’⁵формированием в элементах 8, 9 и 11 равнозначности сумм для следующего цикла. Генератор 5 импульсов, сформировав_; N импульсов, прекращает работу и содержимое счетчиков 10 выводится на индика- 20 цию. За Ы циклов в к -ом счетчике 10 сформируется суммаWith the arrival of the trailing edge of the second pulse from the output of the 5-pulse generator, 1 ° sov, the first calculation cycle begins. The information is updated in the counters 10 and in the zero bits of the shift registers 6, 7, and is also shifted by one bit in these shift registers. The cycle ends with ' ⁵ forming in the elements 8, 9 and 11 the equivalence of the sums for the next cycle. 5 pulse generator, having formed _; N pulses, stops working and the contents of counters 10 are displayed on the display 20. For 10 cycles in the k-th counter 10 the amount will be formed

N'4 , XN'4, X

1'0 251'0 25

Для получения Кг -ой ординаты оценки корреляционной функции сигнала X (£) достаточно значение >1 # умножить на постоянный коэффициентTo obtain the Kth ordinate of the estimate of the correlation function of the signal X (£), it is enough to> 1 # multiply by a constant coefficient

R (*/£)=* /К ³⁰ R (* / £) = * / K ³⁰

Введение несложных элементов (третья группа элементов равнозначности) и новых соединений значительно повышает точность измерения при одинаковом времени анализа и одинаковой частоте импульсов генератора импульсов. Действительно в предлагаемом устройстве, кроме используемых в известном сумм в каждый цикл вычисления используются суммы С‘_1)?7т.е. увеличивается частота съема данных, что значительно повышает точность вычисления. Наличие третьей группы элементов равнозначности позволяет произ- ₄₅ходить вычисление без увеличения частоты выходных импульсов генератора импульсов, т.е. не снижается максимальная высшая частота исследуемых сигналов. Если регистры сдвига имеют КД[_ разрядов, причем выходы каждых М -ых разрядов являются выходами регистров 6 и 7 сдвига, а частота следования выходных импульсов генератора импульсов 5 равна Ml , то для вычисления Ц ординат § (^/f) используется в УА раз больше точек процесса X(£), что при достаточном значении М делает сравнимой точность измерения предлагаемым устоойством с точностью измерения аналоговых коррелометров.The introduction of simple elements (the third group of equivalence elements) and new compounds significantly increases the measurement accuracy at the same analysis time and the same pulse frequency of the pulse generator. Indeed, in the proposed device, in addition to those used in the known amounts, the sums С ' _{1)? 7} i.e. The frequency of data acquisition increases, which significantly increases the accuracy of the calculation. The presence of elements of the third equivalence proiz- ₄₅ allows walking without increasing the calculation frequency of the pulse generator output pulse, i.e. the maximum highest frequency of the studied signals is not reduced. If the shift registers have CD [_ bits, and the outputs of each Mth bits are the outputs of the shift registers 6 and 7, and the repetition rate of the output pulses of the pulse generator 5 is Ml, then to calculate the C ordinates § (^ / f) is used in UA times there are more points of the process X (£), which, with a sufficient value of M, makes the measurement accuracy of the proposed device comparable with the measurement accuracy of analog correlometers.

Claims

The invention relates to specialized computer aids and can be used to construct multichannel sign correlometers of random stationary ergodic signals with arbitrary distribution laws. Known multi-channel sign correlometer. It contains two auxiliary signal generators, a pulse generator, counters, reference elements and a switch l. The disadvantage of this correlometer is low measurement accuracy. The closest to the proposed technical essence and the achieved result is a device containing two auxiliary signal generators, two comparators, a pulse generator, equivalence elements, shift registers and counters 2. The disadvantage of such a device is with low accuracy of measurement of the correlation function with limited measurement time. The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy, i.e. decrease in statistical error at the same measurement time. The goal is achieved due to the fact that in a multi-channel sign correlometer containing the first and second generators of auxiliary signals, the outputs of which are connected respectively to the first inputs of the first and second comparators, the second inputs of which are combined and are the input of the device, the outputs of the comparators are connected respectively to the information inputs the first and second shift registers, the control of which are connected to the output of the pulse generator and the counting inputs of the counters, the outputs of the first register cd Viga are respectively connected to the first inputs of the equivalence elements of the first group, the second inputs of which are connected to the zero output of the second shift register, and the outputs of the equivalence elements of the first group are connected to, the first control inputs of the counters, the outputs of the second shift register are connected respectively to the first inputs equivalence elements of the second group, the second inputs of which are connected to the first output of the first shift register, introduced a third group of equivalence elements, the first inputs of which ligh connected to the outputs of the corresponding elements of equivalence of the first group, the second vrhdy connected to the outputs of the corresponding elements of the equivalence of the second group, and the outputs of the elements of equivalence of the third group. The plugs are connected to the second control inputs of the respective counters. The drawing shows a structural diagram of the proposed device. The device contains comparators 1, 2, generators 3, 4 auxiliary signals, generator 5 pulses, first 6 and second 7 shift registers, first 8 and second 9 groups of equivalence elements counters 1O and third group 11 equivalence elements. Investigated input signal h (O is fed to the second inputs of Comparators 1 and 2, the first inputs of which are respectively connected to the output, generators 3 and 4 auxiliary signals, and the outputs are respectively connected to the information inputs of shift registers 6 and 7. The generator 5 impulses is connected to the control the inputs of the counters 10 and shift registers 6, 7. The outputs of the shift register 6 are respectively connected to the first inputs of elements 8 equal to the value, the second inputs of which are connected to the zero output of the shift register 7, and the outputs - respectively The first inputs of the equivalence elements 9, the second inputs of which are connected to the first output of the shift register b, are connected to the first control inputs of the counters Y. The first inputs of the equivalence elements 11 are respectively connected to the outputs of the elements 8 are equal to, the second inputs are respectively connected to the outputs of elements 9 pa of the nominal and the outputs are connected to the second control inputs of the corresponding counters 10. The device operates as follows. The input random signal V (. (Is compared in the comparators 1, 2, respectively, with the output values g and d. Of the auxiliary generators g. Igci1log 1, 4. From the outputs of the comparators 1, 2 np registers 6, 7 shift, signals a and bf respectively arrive where -U: if Y. 4 O, if V. d 4 O, -i, if X + gr / 2. O, if Y. ° The information in shift registers 6, 7 is shifted by one bit by the falling edges of the pulses following arrivals to the counting inputs of registers 6, 7 of the shift from the generator of 5 pulses. Output values of the register 6 (7) of the shift ai4 (O, 1, .... H-1 is the cycle number of you the number, v: O, If H i is the output number of the shift register 6 (7), is the number of determined ordinates of the estimate of the correlation function. The values of J. (k) are fed to the first, inputs of the first (second) group of elements 8 (9) of equivalence The values of ODD;) also arrive at the second inputs of the second (first) group of elements 9 (8) of equivalence. In the 1st elements of the first 8, second 9 and third 11 groups of equivalence, the sums C, are generated, respectively. f b; , ((a (®Ь,) И,), where is the addition sign modulo 2. The value с., к; goes to the first control input of the t-th counter 10. This counter works in the addition mode, if С, 5 1, and in the subtraction mode, if C O. 3Ha4etme sums b | comes to the second control input of the ft th counter. The potential corresponding to a single value of this sum sets the TR th counter to the counting mode, and the potential corresponding to zero value of the sum .- in the mode of the prohibition of the account. Depending on the information on the control inputs of the counters 10, there are three possible modes of operation: the back front the pulse arriving at the counting input of counters 1O from the output of the generator 5 pulses adds 1 to the number of counters 1O, or subtracts or leaves the contents of the counters 10 unchanged. After filling in the 6, 7 shift registers and zeroing counters 1O, the zero calculation cycle starts. The falling edge of the first pulse from the output of the generator 5 pulses writes, or. -1 to the counters 10, or leaves the zero value of the contents of the counters Yu, depending on the information on their control inputs, the backfront of the first pulse from the output of the generator 5 pulses. After the counting inputs of the shift registers 6, 7, shifts the information in them by one bit and accordingly writes in their zero bits the values of the output values of the comparators 1, 2. The zero cycle of the calculation ends with the formation of the amounts of Cd ,. o (d (; and bdu, respectively, in equivalence elements 8, 9, and 11). With the arrival of the trailing edge of the second pulse, the first calculation cycle starts at the output of the pulse generator 5. The information is updated in the counters 10 and in the zero bits of registers 6, 7 ha, as well as shifted by one bit in these shift registers. The cycle ends with the formation of equivalent amounts for the next cycle in elements 8, 9 and 11. The generator 5 pulses, forming, H pulses, stops working and the contents of Counters S are displayed. Z cycles in the f-th counter ke 10 will form the sum of ", ln" and) st, to obtain the iKj -th ordinate of the estimate of the correlation function of the signal V (t), the value | 4 is sufficient. multiply by a constant coefficient R (k /) Introduction of simple elements (third group elements of equivalence) and new connections significantly increases the measurement accuracy at the same time of analysis and the same pulse frequency of the pulse generator. In the proposed device, in addition to those used in the known amounts of DI, the Cjjj sums are used for each calculation cycle. the frequency of data acquisition increases, which significantly increases the accuracy of the calculation. The presence of the third group of elements of equivalence allows the calculation without increasing the frequency of the output pulses of the pulse generator, i.e. the maximum frequency of the signal under study does not decrease. If the shift registers have a discharge ORD | where the outputs of each M-bits are the outputs of shift registers 6 and 7, and the pulse frequency of the output pulses of the pulse generator 5 is Mt, then Y times more than the process points X (t) is used to calculate the L ordinates {IF; / f) ) that, with a sufficient value of M, makes the measurement accuracy of the proposed device comparable with the accuracy of measurement of analog correlometers. A multi-channel sign correlometer comprising first and second auxiliary signal generators, the outputs of which are connected respectively to the first inputs of the first and second comparators, the second inputs of which are combined and are the device input, the outputs of the comparators are connected respectively to the information inputs of the first and second shift registers, controls whose inputs are connected to the generator output by it (pulses and counting inputs of the counters, and the first shift register, respectively, with the first inputs of equivalence of the first group, the second inputs of which are connected to the zero output of the second shift register, and the outputs of the equivalence elements of the first group are connected to the first control inputs of the corresponding counters, the outputs of the second shift register are connected respectively to the first inputs of the equivalence elements of the second group, the second the inputs of which are connected to the first output of the first shift register, characterized in that, in order to improve the measurement accuracy, a third group is introduced into the device The equivalence elements, the first inputs of which are connected to the outputs of the corresponding equivalence elements of the first group, the second inputs are connected to the outputs of the corresponding equivalence elements of the second group, and the outputs of the equivalence elements of the third group are connected to the second control inputs of the corresponding counters. Sources of information taken into account in the examination 1. The author's certificate of the USSR N9 ZO4583, cl. Q 06 F 15/34, 1971.

2. Mirsky G. Ya. Instrumental determination of the characteristics of random processes, M., Energie, 1972, p. 177-19O (prototype).