SU881762A1 - Коррелометр - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к вычислительной технике, а именно к устройствам дл  обработки информации специального назначени , и может быть использовано в различных област х науки и техники.

Известен многоканальный знаковый коррелометр, который содержит блок переключени  процессов, два блока сравнени , генератор случайного сигнала , генератор импульсов опроса, б.лок равнозначности и распределени , блок накоплени , блок формировани  нулевой ординаты, элемент ИЛИ, два элемента И и триггер управлени . Кроме того. Он содержит два блока сравнени  (блоки компараторов), генератор случайного сигнала, генератор импульсов опроса (генератор тактовых импульсов), блок распределени  и накоплени  (их функции в предлагаемом коррелометре выполн ет регистрирующее устройство LI.

Коррелометр обладает высоким быстродействием, но имеет низкую точность вследствие больших статических погрешностей, определ емых принципом квантовани  входных сигналов.

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  цифровой знаковый коррел тор , который имеет два канала, каждый из которых содержит входной усилитель , компаратор, цифроаналоговый с преобразователь, а также включает генератор псевдослучайных чисел, коммутатор , регистр сдвига, умножители, генератор тактовых импульсов, накопители , схему считывани  и регистри 0 рующее устройство. Работа этого коррелометра состоит в сравнении исследуемых напр жени  со вспомогательным сигналом и последующим перемножением результатов сравнени  - логических уровней 2.

Из-за того, что результатом квантовани  входных сигналов  вл етс  только один логический уровень, коррелометр имеет значительную статическую погрешность измерени .

Claims (2)

1. Одноуровневое квантование и пооста  цифрова  обработка результатов квантовани  позбол ет получить оценки коррел ционной функции с высокой скоростью. Кроме того, устройство содержит два канала, каждый из которых имеет входной усилитель, компаратор (блок компараторов) и цифроаналоговый преобразователь, а также регистр сдвига (блок задержки), генератор тактовых импульсов и регистрирующее устройство. Наличие одного генерато ра псевдослучайных чисел и компаратора в известном коррелометре эквивалентно одному генератору псевдослу чайных чисел в каждом канале. Цель изобретени  - повышение точности . Поставленна  цель достигаетс  тем что в коррел тор, содержащий блок накоплени , два блока согласовани , входы которых  вл ютс  соответственно первым и вторым входами коррелометра , выход каждого блока согласова ни  соединен с первым входом соответ вующего блока компараторов, второй вход которого подключен через соответствующий цифроаналоговый преобраз ватель к выходу соответствующего генератора случайных чисел, выход первого блока компаратора через блок за держки соединен с первым входом первого блока умножени , второй вход ко тороГо подключен к выходу второго блока компараторов, тактирующие входы первого и второго блоков компараторов и блока задержки подключены к выходу тактового генератора, введены третий генератор случайного числа, блок посто нной пам ти, три сумматора , второй и третий блоки умножени , первые входы которых подключены к вы ходам первого и второго сумматоров соответственно, вторые входы второго и третьего блоков умножени  подкл1€чены соответственно к выходам второго блока компараторов и блока задерж ки, первые входы первого и второго сумматоров соединены с выходом блока посто нной пам ти, а вторые входы подключены соответственно к выходам третьего и второго генераторов случайных чисел, выходы блоков умножени подключены к соответствующим входам третьего сумматора, выход которого, подключен к входу блока накоплени . Вновь введенные узлы и св зи позвол ют реализовать новый алгоритм вы числени , значений коррел ционной Функции, в котором используетс  информаци  о величине случайного сигна ла, позвол юща  определить каждое значение коррел ционной функции с более высокой точностью, чем в известном устройстве. На чертеже изображена блок-схема предлагаемого коррелометра. Коррелометр содержит два канала, в каждом из которых блок 1 согласоваыи  соединен с первым входом блока 2 компараторов, ко второму входу которого через цифроаналоговый преобра зователь 3 подключен выход генератора 4 случайных чисел. Выход блока компараторов первого канала через блок 5 задержки, а выход блока комп раторов второго канала непосредствен соединен с соответствующими входами блока 6 умножени . Выход дополнител ного генератора 7 псевдослучайных чи сел 7 в первом канале и выход генератора 4 случайных чисел во втором канале соединены с первыми входами соответствующих сумматоров 8, вторые входы которых подключены к выходу блока 9 посто нной пам ти. Выходы сумматоров В обоих каналов соединены с первыми входами соответствующих блоков 10 умножени , при этом второй вход блока 10 умножени  первого канала подключен к выходу блока 2 компаратора второго канала, а второй вход блока 10 умножени  второго канала соединен с выходом блока 5 задержки. Выходы блоков б и 10 подключены к соответствующим входам сумматора 11, выход которого соединен со входом блока 12 накоплени . Выход генератора 13 тактовых импульсов подключен к тактовым входам блоков 2 компараторов и блока 5 задержки, л Коррелометр оценку каждой точки KjyCmii:) коррел ционной функции КХУ (t) сигналов х(Ч) и y(t) определ ет по следующему алгоритму ) где g - половина диапазона изменени  сигналов x(t) и y(t), т.е. ( t)ig и -gty (t)i.g , N - количество циклов измерени  каждой точки, ,12 - взаимно независимые, равномерно распределенные в интервале о,1 случайные или псевдослучайные числа, соответствующие опорному уровню напр жени , поступившему в данном такте измерени  на соответствующий блок компарато- . ров; ( п - количество тактов задержки одного сигнала относительно другого; п ,п - результат сравнени  входных сигналов x(t) и y(t) е соответствующим уровнем. Квантование проводитс  одновременно в диапазонах -д,0 и 0,д , т.е. блок квантовани  содержит два компаратора . Положительные значени  сигналов x(t) и y(t) сравниваютс  с опорными уровн ми д к gq соответственно , а отрицательные значени  тех же сигналов - с уровн ми g(S-f) и g (р--f) соответственно, следовательно. Г1, если . е V 1 О к -1, если х д( Аналогично определ етс  и пуц . Исследуемые сигналы центрируютс , привод тс  к требуемому масштабу -g, g в блоки (согласовани ) и поступают на первые входы соответствующих блоков 2 компараторов, на вторые входы которых с выходов соответствующих цифроаналоговых преобразователей 3 пода ютс  случайные опорные напр жени . зультаты сравнени  п„., и п ходов блоков 2 компараторов поступа ют на входы блоков 6 умножени . При этом сигнал п,ц предварительно проходит через блок 5 задержки, выполненного на основе регистра сдвига, где задерживаетс  на m тактов относительно сигнала Пу . Таким образом в зависимости от числа m возможно определить соответствующие точки кор рел ционной функции Кщ (m-tit ) с шагом ДТг . При данном методе квантовани  дл  определени  результата квантовани  используетс  и цифровой экв валент опорного уровн  - псевдослучайные числа )f 1 7к к оторые с вы ходов генераторов 4 подаютс  на соот ветствующие цифроаналоговые преобразователи 3. Согласно алгоритму {1)в первом канале в к.-ом такте измерени  используетс  число fe i. , которое на m тактов отстает от насто щего значе ни  . Так как выполнить блок задер ки на m тактов дл  многоразр дного числа технически невыгодно, в первом канале коррелометра используетс  дополнительный генератор 7 чисел, по структуре одинаковый с генератором 4 первого канала, но цикл генерировани  чисел которого на m тактов отстает от цикла генератора 4 первого канала. Таким образом, на первый вход сумматора 8 первого канала с выхода дополнительного генератора 7 поступает число i.m , а на первый вход сумматора 8 второго канала с выхода генератора 4 второго канала - число tfj 1 .В сумматорах 8 эти числа суммируютс  с посто нным числом -J /код которого с выхода блока 9 пам ти пос тупает на вторые входы обоих сумматоров 8. С выходов сумматоров 8 коды чисел ( (- J- ) и ( j) поступают на первые входы соответствующих блоков 10 умножени , где умножаютс  на значени  п, и п., соответственно . Результаты умножений с выходов блоков 6 и 10 подаютс  на входы сумматора 11, на выходе которого в каждом такте измерени  получаем оценку значени  одной ординаты коррел ционной функции. Эти значени  поступают в блок 12 накопител , где накапливаютс  и усредн ютс . После окончани  всего цикла измерени  в регистрирующем устройстве 12 наход тс  усредненные оценки дискретных ординат Кху (т bt,) коррел ционной функ ции (t) сигналов x(t) и y(t). Теоретический анализ принципа работы и расчет методологической погрешности коррелометра показывает, что вновь введенные узлы и св зи позвол ют реализовать новый алгоритм измерени - коррел ционной функции. В алгоритме использована информаци  о величине конкретной реализации вспомогательного процесса, котора  позвол ет определить коррел ционную функцию с меньшими погрешност ми, чем в известном устройстве. Формула изобретени  Коррелометр, содержащий блок накоплени , два блока согласовани , входы которых  вл ютс  соответственно первым и вторым входами коррелометра, выход каждого блока согласовани  соединен с nepBfcjM входом соответствующего блока компараторов, второй вход которого подключен через соответствующий цифроаналоговой преобразователь к выходу соответствующего генератора случайных чисел, выход первого блока компаратора через блок задержки соединен с первым входом первого блока умножени , второй вход которого подключен к выходу второго блока компараторов, тактирующие входы первого и второго блоков компараторов и блока задержки подключены к выходу тактового генератора, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности, в коррелометр введены третий генератор случайного числа, блок посто нной пам ти, три сумматора, второй и третий блоки умножени , первые входы которых подключены к выходам первого и второго сумматоров соответственно, вторые входы второго и третьего блоков умножени  подключены соотственно к выходам второго блока компараторов и блока задержки, первые входь первого и второго сумматоров соединены с выходом блока посто нной пам ти, а вторые входы подключены соответственно к выходам третьего и второго генераторов случайных чисел, выходы блоков умножени  подключены к соответствующим входам третьего сумматора, выход которого подключен ко входу блока накоплени . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 538368, кл. G 06 F 15/336, 1975.
2. 2.Авторское свидетельство СССР № 421011, кл. G 06 F 15/336, 1972 (прототип).