МНОГОКАНАЛЬНЫЙ ПОЛЯРНЫЙ КОРРЕЛЯТОР Российский патент 2003 года по МПК G06F17/15 

Изобретение относится к специализированным вычислительным устройствам, предназначенным для определения корреляционных функций случайных процессов.

Широкий класс корреляторов описан в [1].

Аналогом является многоканальный полярный коррелятор по авторскому свидетельству 327495 [2], состоящий из кольцевого распределителя 1, содержащего генератор тактовых импульсов 11 и триггеры 2, вспомогательных триггеров 3 и 4, ключевых схем первой группы 5₁-5_n, ключевых схем второй группы 5₁-5_m, диодов 6 и 7, усилителя-ограничителя 8, логического элемента И 9 и счетчиков импульсов 10. Однако данный многоканальный полярный коррелятор не обладает высокой точностью, т.к. учитывает число импульсов при τ=0 при отсутствии исследуемого сигнала.

Прототипом является многоканальный полярный коррелятор по авторскому свидетельству 444194 [2], состоящий из кольцевого распределителя 1, содержащего генератор тактовых импульсов 11 и триггеры 2₁-2_n, первого и второго вспомогательных триггеров первой группы 3₁ и 4₁, первого и второго вспомогательных триггеров второй группы 3₂ и 4₂, ключевых схем первой группы 5₁-5_n, первого и второго ключей второй группы 5₁ и 5_m, диодов 6 и 7, усилителя-ограничителя 8, первого и второго логических элементов И 9₁ и 9₂, счетчиков импульсов 10₁-10_n, схемы установки нуля первых вспомогательных триггеров 12 и логической схемы ИЛИ 13 и 14.

Однако указанный многоканальный полярный коррелятор сложен в техническом исполнении за счет использования ключа второй группы 5_m, первого и второго триггеров первой и второй вспомогательных групп 3₁ и 4₁ и 3₂ и 4₂, схемы установки нуля первых вспомогательных триггеров 12.

Целью изобретения является простота схемного решения многоканального полярного коррелятора и повышение надежности функционирования схемы.

Указанная цель достигается тем, что выход усилителя-ограничителя соединен со вторым входом второго элемента И, выход первого ключа соединен через запоминающий элемент с первым входом второго элемента И, а также с входом элемента НЕ и с первым входом элемента ИЛИ, выход элемента НЕ через второй вход элемента ИЛИ соединен со вторым входом первого элемента И, выход которого соединен с первым счетчиком, а выход триггера соединен с первым входом первого элемента И, триггеры предназначены при появлении импульсов открывать ключевые схемы, а импульсы с выхода второго элемента И через ключевые схемы поступают на входы счетчиков.

Функциональная электрическая схема многоканального полярного коррелятора представлена на чертеже и состоит из кольцевого распределителя 1, содержащего генератор тактовых импульсов 11 и триггеры 2₁-2_n, усилителя-ограничителя 3, ключевых схем 4₁-4_n, первого и второго логических элементов И 5 и 9, логического элемента ИЛИ 6, элемента НЕ 7, запоминающего элемента 8 и счетчиков импульсов 10₁-10_n.

Многоканальный полярный коррелятор работает следующим образом. С выхода генератора 11 тактовые импульсы поступают на входы триггеров 2₁-2_n кольцевого распределителя 1. При срабатывании первого триггера 1 с его выхода импульс напряжения поступает только на управляющий вход ключевой схемы 4₁ и первый вход первого логического элемента И 5. Импульс напряжения с выходов триггеров 2₂-2_n поступает на управляющие входы соответствующих ключевых схем 4₂-4_n. При поступлении импульса с выхода первого триггера 2₁ кольцевого распределителя 1 открывается ключевая схема 4₁, через которую усиленный входной сигнал поступает на вход запоминающего элемента 8. Запомненный полярный сигнал поступает на первый вход второго элемента И 9. Причем на второй вход второго элемента И 9 непрерывно подается текущее значение усиленного входного сигнала. С выхода второго элемента И 9 снимается сигнал только в моменты срабатывания триггеров 2₂-2_n, при совпадении полярности текущего значения сигнала и запомненного, на соответствующие счетчики импульсов 10₂-10_n поступит входной сигнал, а первый счетчик 10₁ считает только рабочие циклы коррелятора. Элемент ИЛИ 6 настроен на положительное срабатывание, и при любой полярности входного сигнала с элемента ИЛИ 6 на второй вход первого элемента И 5 поступает положительный импульс. Так как на первый вход первого элемента И 5 поступает сигнал с первого триггера 2₁ кольцевого распределителя 1 тоже положительный, то с выхода первого элемента И 5 на первый счетчик импульсов 10₁ поступает сигнал только при наличии сигнала любой полярности. Таким образом, при отсутствии входного сигнала с выхода первого элемента И 5 не поступает на счетчик 10₁ импульс и запоминающий элемент 8 не фиксирует полярность входного сигнала, следовательно, повышается точность работы коррелятора.

При появлении импульса на втором триггере 2₂ открывается ключевая схема 4₂, и если значения с запоминающего элемента 8 и текущего сигнала совпадают на входах второго элемента И 9, то с его выхода через открытую ключевую схему 4₂ на вход счетчика 10₂ поступает импульс. Аналогично срабатывают ключевые схемы 4₂-4_n и счетчики 10₂-10_n.

По окончании одного цикла работы кольцевого распределителя 1 в первом триггере 2₁ вновь появляется импульс, что приводит к запоминанию нового текущего значения входного сигнала, и в дальнейшем цикл работы повторяется.

По истечении времени, необходимого для определения знаковой корреляционной функции, со счетчиков импульсов снимают отсчеты и определяют вероятности совпадения знаков как отношение числа, зафиксированного в соответствующем счетчике, к числу, зафиксированному в первом счетчике. Нормированная корреляционная функция случайного процесса находится через вероятность p(±±) как функция задержки τ
р(τ)=-cos2πp(±±).

Число определяемых ординат нормированной корреляционной функции соответствует числу ячеек кольцевого распределителя 1, а дискретные значения аргументов кратны периоду генератора тактовых импульсов 11.

Диапазон частот исследования случайных процессов может быть изменен путем изменения частоты генератора тактовых импульсов 11, а изменение числа определяемых точек корреляционной функции - путем изменения числа триггеров 2₁-2_n кольцевого распределителя 1.

Как видно из вышеизложенного, разработанный многоканальный полярный коррелятор обладает простотой схемного решения и высокой точностью работы.

Источники информации
1. Жовинский В.И., Арховский В.Ф. Корреляционные устройства. М.: Энергия, 1974.

2. Авторское свидетельство 327495, опубликовано 26.01.1972 г. Бюллетень 5.

3. Авторское свидетельство 444194, опубликовано 25.09.1974 г. Бюллетень 35.

Изобретение относится к специализированным вычислительным устройствам, предназначенным для определения корреляционных функций случайных процессов. Техническим результатом является простота схемного решения многоканального полярного коррелятора и повышение надежности функционирования схемы. Многоканальный полярный коррелятор состоит из кольцевого распределителя 1, содержащего генератор тактовых импульсов 11 и триггеры 2₁-2_n, усилителя-ограничителя 3, ключевых схем 4₁-4_n, первого и второго логических элементов И 5 и 9, логического элемента ИЛИ 6, элемента НЕ 7, запоминающего элемента 8 и счетчиков импульсов 10₁-10_n. За счет того что многоканальный полярный коррелятор выполнен с возможностью изменения числа триггеров кольцевого распределителя, коррелятор обеспечивает изменение диапазона исследования случайных процессов. 1 ил.

Многоканальный полярный коррелятор, содержащий кольцевой распределитель, состоящий из генератора тактовых импульсов, триггеров, на входы которых поступают импульсы с генератора, усилитель-ограничитель, первый ключ и ключевые схемы, первый и второй элементы И, первый счетчик импульсов и счетчики, элемент ИЛИ, отличающийся тем, что выход усилителя-ограничителя соединен со вторым входом второго элемента И, выход первого ключа соединен через запоминающий элемент с первым входом второго элемента И, а также с входом элемента НЕ и с первым входом элемента ИЛИ, выход элемента НЕ через второй вход элемента ИЛИ соединен со вторым входом первого элемента И, выход которого соединен с первым счетчиком, а выход первого триггера соединен с первым входом первого элемента И, триггеры предназначены при появлении импульсов открывать ключевые схемы, а импульсы с выхода второго элемента И через ключевые схемы поступают на входы счетчиков.