SU962975A1 - Цифровой знаковый коррелометр - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к области цифровой, в частности, коррел ционной обработки случайных процессов Б реальном масштабе рр.емени и может бытьприменено в различных цифровых комплексах. .

Известный знаковый коррелометрfl на базе промышленного анализатора АИ-1024-4 содержит сдвиговый, регистр , триггеры, схемы совпадений, регистры пам ти, импульсно-потенЦиальные ключи, шифратор,.адресный регистр и запоминающее устройство

(ЗУ). :

Это устройство может определ ть большое число ординат коррел ционной .функции, соответствующих райличным задержкам йроцесса, однако все ординаты.относ тс  к автокоррел ционной функции одногр процесса, поступающего на. вход коррелометра. Возникающа  часто на практике задача вычислени  нескольких автокоррел ционных функций различных процессов и тем более матрицы взаимнокоррел ционных и автокоррел ционных функций нескольких процессов не может быть решена с-помощью известного коррелометра, что обусловливает.

ограниченность его функциональных возможностей,

Кроме того, недостатком  вл етс  ненормированность и нецентрированность оценки коррел ционной функции, так как в нем предусмотрена лишь операци  добавлени  1 к информации, записанной ранее в соответствующем канале. При этом минимальное значе10 ние -оценки коррел ционной функции равно нулю, а максимальное зависит от времени наблюдени  процесса и равно числу накопившихс  эа это врем  единиц-. Ненормированность и нецент15 рированность вычисл емой оценки и ее зависимость от времени наблюдени  также существенно ограничивают функциональные возможности устройства и усложн ют использование выходного 20 сигнала коррелометра дл  дальнейшей (послекоррел ционной) обработки процессов и прин ти  решений, особенно в случае работы с матрицей коррел ционных функций.

25

Известен коррелометр,содержащий генератор импульсов и распределитель импульсов (играющий роль блока управлени ), два блока пам ти, сум30 матор, дешифратор, преобразователи сигналов, блоки пам ти знаков и т.д. 123. Недостаток этого коррелометра состоит в большой сложности, св зан ной с полиоразр дными арифметически ми действи ми, а также с тем, что определ ютс  только авто- и взаимнокоррел ционные функции (ВКФ). и отсутствует возможность автоматически определ ть матрицу ВКФ. Другие недостатки- коррелометра аналогичны не достаткам вышеописанного. Цель изобретени  - упрощение коррелометра и расширение его функциональных возможностей за счет вы числени  матрицы коррел ционных функций,- Поставленна -цель достигаетс  тем, что в цифровой знаковый коррелометр , содержащий генератор импуль СОЕ, выход которого соединен с первым входом распределител  импульсов , два блока пам ти, сумматор, дешифратор, регистр, введены элемент И, наборное поле матрицы корр л ционных функций, два триггера, накапливающий сумматор, два сдвигаю щих регистра, коммутатор, входы кот рого подключены соответственно к первым выходам ,сумматора и регистра а в-ыход соединен с .первым входом первого сдвигающего регистра, второ вход которого соединен с вторым выходом сумматора, входы которого под ключены соответственно к выходам первого и второго триггеров, к выхо первого сдвигающего регистра и к пе вому выходу второго сдвигающего регистра , входы которого подключены соответственно к первому и второму выходам распределител  импульсов и к. выходу первого, блока пам ти, входы которого соединены соответственно с выходом первого сдвигающего ре гистра и с выходом накапливающего сумматора, вход которого подключен к третьему выходу распределител  импульсов, второй вход .которого соединен с первым выходом дешифратора вход которого  вл етс  первым входом коррелометра, а выход подключен к первому входу элемента И, второй вход которого  вл етс  вторым входо коррелометра, а выход соединен с входом второго блока пам ти, выход которого подключен к входам наборно го пол  матрицы коррел ционных функ дий, выходы которого подключены к входу-регистра, второй выход которо го соединен с входом первого тригге ра, вход второго триггера подключен к второму второго сдвигающег регистра. , . На чертеже показана структурна  схема знакового коррелометра. В схеме последовательно соединены дешифратор 1 кода номера процесс элемент И2 входного сигнала, блок 3 пам ти, наборное поле 4, матрицы коррел ционных функций и регистр 5очередности, выдачи знаков. Столбцовый выход сдвигового регистра 5 подключен к: триггеру б знака, выход которого подключен к входу переноса сумматора 7, строковый выход регистра 5 св зан через коммутатор 8 с последовательным входом сдвигового регистра 9. Сдвиговый регистр 10, сумматор 7 соединены в кольцо со сдвиговым регистром 9 и блоком 11 пам ти. Выход младшего разр да сдвигового регистра 10 подключен к входу триггера 12 произведений знаков, выход которого подключен к управл ющему входу сложени  или вычитани  сумматора 7. Входы адреса блока 11 пам ти подключены к выходу накапливающего сумматора 13 адреса, который имеет вход модификации-адреса-блока пам ти и вход модификаци1 зоны блока пам ти , подключенные к выходу распределител  14 импульсов, два других выхода которого подключены соо.тветственно к входам установки нул  старших разр дов ч установки единицы младших разр дов сдвигового регистра 10, а вход подключен к генератору 15. импульсов. Принцип работы цифрового знакового коррелометра за}слючаетс  в следующем . Входные знаковые сигналы через элемент И2, стробируамые сигналом с дешифратора 1 кода номера процесса , записываютс  в блок 3 пам ти. После того как в нем записаны все входные знаковые сигналы процессов, подлежащих коррел ционной обработке, на р.аспределитель 14 импульсов с пускового выхода дешифратора 1 номера процесса,поступает сигнал, запускающий распределитель 14, состо щий из счетчика и дешифраторов, и синхронизируемый задающим генератором 15, который начнет формировать управл ющие сигналы на блоки коррелометра , при этом с блока 3 пам ти Знаковые сигналы через наборное поле 4 по.ступают в регистр 5 очередности выдачи знаков. Наборное поле 4 перемычек соедин ет, в определенном пор дке элементы блока 3 пам ти с разр дами регистра 5 в зависимости от требуемого вида, вьзчислени  матрицы коррел ционных функций. Таким образом, знаки процессов будут записаны в регистр 5 очередности выдачи знаков в строго определенной последовательности, завис щей от вида наборного пол  4. Столбцовый выход регистра 5 очередности выдачи знаков подключен к триггеру 6знака, в котором хранитс  знак обрабатываемого процесса в текущий момент времени, а строковый выход регистра .5 через коммутатор 8 подклйчен к последовательному входу сдвигового регистра 9. Знаки процессов (О или 1) в текущем и р де предьодущих моментов квантовани  хра н тс  в отведенных дл  каждого процесса  чейках блока 11 пам ти. Информаци  из  чейки блока 11,. отве денной дл  первого обрабатываемого процесса, выводитс  через сдвиговый регистр 10-и сумматор 7 в сдвиговый регистр 9, сдвигаетс  на один раз- . р д в сторону младших разр дов, причем в старший разр д сдвигового регистра 9 записываетс  текущее значение знака процесса со строкового выхода регистра 5 очередности выдачи знаков, после чего информаци  из регистра 9 записываетс  в прежнюю  чейку блока 11 пам ти. Далее информаци  выводитс  из сле дующей  чейки, отведённой дл  хранени  значений знаков другого процесса , сдвигаетс  на один разр д в сторону младщих разр дов, причем в старший разр д сдвигового регистра 9 записываетс  текущее значение знака соответствующего процесса со строкового выхода регистра 5 очередности, выдачи знаков, доеле чего информаци  вновь записываетс  в ту же  чейку блока 11 пам ти. Таким образом процесс продолжаетс  до последней  чейки, отведенной дл  хранени  значений знаков. Затем производитс  вычисление значений коррел ционных функций дл  различных значений аргумента (времени задержки), дл  чего из блока 11 вывод тс  знаки соответствуквцего процесса в сдвиговый регистр 9 и проводитс  сравнение каждого разр да этого регистра {соответ ствующего знаку процесса, задержанному на врем  Т п ДТ , где и - номер разр да, uf - период квантовани ) с текущим значением знака процесса , записанным через столбцовый выход регистра 5 в триггер 6 знака, выход которого подключен ко входу переноса в младший разр д сумматора 7. Сравнение производитс  в младшем разр де сумматора 7. Выход младшего разр да сумматора 7 подаетс  через Коммутатор 8 на последовательный вход сдвигового регистра 9 и производитс  сдвиг его содержимого в сто рону младших разр дов. В результате повторени  этой операции N раз в этом регистре будет зафиксирован ре зультат сравнени  знаков, процесса, .задержанных на врем  п ЛГ (1 « п :Г с текущим значением знака процесса, где N определ емое число значений коррел ционной функции. Информаци  из регистра 9 переписываетс  во вспомогательную . чейку блока 11. Эа тем ПРОИСХОДИТ усреднение полученных результатов сравнени  знаков по правилу экспоненциального усреднени  R,-(nu-f)--2()R-.,CHut)-2.-.Jh&-t}, где Р(пдг-) - п-ое значение коррел ционной функции в i-ый такт дискретизации вычислений по формуле (1); В:,-(п Af)sin n,(t).sing nc(t-tnAT ) - результат сравнени  знаков процессов, записанных в п-м разр де вспомогательной  чейки блока 11 пам ти; .. 1 - номера процессов; 2 - коэффициент, определ ющий посто нную времени усреднени . Следует отметить/ что информаци  в блоке 11 распределена по зонам/ причем количество зон равно количеству элементов матрицы коррел ционных функций, а в каждой зоне количество  чеек равно количеству значеНИИ коррел ционной функции, которое необходимо вычислить (N). Экспоненциальное усреднение по формуле (1) происходит следующим образом. На вход модификации зоны накапливающего сумматора 13 адреса поступает сигнал, по которому в зтом cyNwaторе устанавливаетс  число, соответствующёе адресу первой  чейки первой зоны ЗУ 11. Информаци  из каждой  чейки этой зоны поочередно обрабатываетс  в сумматоре 7 следующим образом. Из п-й  чейки через сдвиговый регистр 10и сумматор 7 в сдвиговый регистр 9 переписываетс  со знаком - значение коррел ционной функции , соответствующее задержке пДГ,. вычисленное в предыдугцем такте дискретизации R vtCnAtr ) . Это значение в сдвиговом регистре 9 сдвигаетс  на q разр дов в сторону младших разр дов, что соответствует получению величины, равной последнему слагаемому в выражении (1). Далее сдвиговый регистр 10 из блока 11 переписываетс  содержимое вспомогательной  чейки и сдвигаетс.  в сторону младших разр дов так, что значение младшего разр да сдвигового регистра 10 переписываетс  в триггер 12 произведени  знаков, выход которого подключен ко входу сложениевычитание сумматора 7. Затем старшие q+i разр дов сдвигового регистра 10 устанавливаютс  в О, а остальные в 1, что равносильно записи в этот регистр положительного числа , В зависимости от того, записана в триггере 12 1 или О, содержимое сдвиговох д региатра 10 прибавл етс  к значению (nut) или вычитаетс  из эЧого значени , имеющегос  в сдвиговом-регистре 9. Выполнение усреднени  заканчиваетс  прибавление к содержимому сдвигового регистра 9 ( п. ДГ ) , вновь переписанчисла R ного из п-й  чейки первой зоны блока .11. Cy дмapнoe значение FL,-(пдт ) , полученное в результанте этих операций, и соответствующее одному значению коррел ционной функции, вновь записы ваетс  в ту же  чейку блока 11 пам ти , Далее на вход модификации адреса накапливающего сумматора 12 подаетс  сигнал, по которому адрес блока 11 пам ти увеличиваетс  на единицу, и производз; тс  те же операции, что и с предыдущей  чейкой, в результате которых находитс  следующее значение коррел ционной функции. Аналогичным обра.зом вычисл ютс  усредненные значени , и других.значений коррел ционнойфункции, занимающих данную зону блока 11, а также других автокоррел ционных и взаимнокоррел ционных функций матрицы, зани мающих соответствующие зоны блока 11 Предложенное, техническое решение особенно эффективно при использовании в сложных комплексах цифровой обработки случайных процессов, так как оно обеспечивает вычисление матрицы коррел ционных функций, их цент рирование и нормирование. Указанные характеристики позвол ют существенно, расширить функциональ ные возможности цифровых комплексов о бработки случайных процессов, повысить их точность и упростить методы и аппаратуру послекоррел ционной обработки .

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   Цифровой знаковый коррелометр, содержащий генератор импульсов, которого соединен с первыг/ входом распределител  импульсов, два блока пам ти, cy 1мaтop, дешифратор, .регистр ,от л и ч а ющ ий с  

   Источники информации, прин тые во .внимание при экспертизе

   1-. Курочкин С.С. Многоканальные 45 счетные системы и коррелометры. М., .Энерги , 1972, с. ,263.
2. 2. Грибанов Ю.И. и др. Автоматические цифровые коррел торы. М., .Энерги , 1971, с. 175-181 прото5Q тип). тем, что, с целью упрощени  коррелометра и расширение функциональных возможностей за счет вычислени  матрицы коррел ционных функций, в коррелометр введены элемент И, наборное поле матрицы коррел ццонных функций, цъа триггера, накапливающий сумматор, два сдвигающих регистра, коммутатор, входы которого подключены соответственно к первым выходам сумматора и регистра, а выход соединен с первым входом первого .сдвигающего регистра, второй вход которого соединен с вторым выходом сумматора, входы которого подключены с.д.ответственно к выходам п.ервого и второго, триггеров, к выходу первого -сдвигающего регистт ра.и к первому выходу второго сдвигающего регистра, входы которо.го п.одключены соответственно к .первому и второму выходам распределител  им пульсов и к выходу первого блока .пам ти , входы которого соединены с выходом первого сдвигагащего регистра и с выходом накапливающего сумматора, вход которого п.одключ.ен к третьему выходу распределител  импульсов, второй вход которого со.единен с первым выходом дешифрато.ра, вход которо .го  вл етс  первым входом корреломефра , а выход подключен к первому входу элемента И, второй вход которого  вл етс  вторым входом коррелометра , а выход соединен с входом второго блока .пам ти, вы.ход которого подключен к входам наборного пол  .матрицы коррел ционных функций, выходы которого подключ.ены к входу- регистра , второй выход которого соединен с входом первого триггера, вход второго триггера подключен к второму выходу второго сдйнгающего регистра.