Коррелометр Советский патент 1985 года по МПК G06F17/15 

11

второго узла формирования кода приращений и входом синхронизации накапливающего сумматора второго узла формирования кода приращений, выход элемента задержки подключен к входу синхронизации накапливающего сумматора первого узла формирования кода приращений, выход второго элемента И подключен к входу разрешения считьтания накапливаюцего сумматора, к управляющему входу регистра и к счетному входу счетчика отсчетов, выход переполнения которого соединен с управляющим входом блока регистрации и с нулевым входом триггера запуска, второй информационный вход блока вычитания первого узла формирования кода приращений соединен с выходом блока регулируемой задержки, а вход начальной установки накапливакщего сумматора первого узла формирования кода приращений является входом запуска коррелометра и соединен с входом начальной установки накапливанядего сумматора второго узла формирования кода приращений и с входом начальной установки регистра, второй информационный вход блока вычитания второго узла формирования кода приращений является вторым информационными входом коррелометра, группы выходов накапливающих сумматоров первого и второго узлов формирования кода прира1цений соединены с входами перво9368

го и второго преобразователей прямого кода в обратньй и наоборот соответственно, выходы знаковых разрядов группы выходов накапливающих сумматоров первого и второго узлов формирования кода приращений соединены с первыми информационными входами первого и второго блоков равнозначности соответственно, вторые информационные входы которых соединены с выходами нуль-органов и вторым управлякицим входом накапливающих сумматоров второго и первого узлов формирования ко|да приращений соответственно, выходы блока приоритета первого и второго узлов формирования кода приращений

соединены соответственно с управляющими входами второго и. первого регистров сдвига , информационные входы оторых соединены с выходами второго и первого преобразователей прямого кода в обратньй и наоборот соответственно, выходы первого и второго регистров сдвига подключены соответственно к первому и второму информаци. онным ыходам второго сумматора, вход переноса которого соединен с выходом первого регистра сдвига, выходы второго сумматора соединены с второй группой информационных входов первого сумматора, вход переноса которо го соединен с соответствующим выходом второго регистра сдвига.

КОРРЕЛОМЕТР, содержащий блок регулируемой задержки, вход которого является первым информационным входом коррелометра, блок управления, первый и второй преобразователи прямого кода в обратный и наоборот, первый и второй блоки равнозначности, выходы которых соединены соответственно с управляющими входами первого и второго преобразователей прямого кода в обратньй и наоборот, первый сумматор, выход которого подключен к информационному входу регистра, накапливающий сумматор, входы которого соединены с выходами регист-ра и соответствующей группой входов первого сумматора, а выходы накапливающего сумматора соединены с входами блока.регистрации, отличающийся тем,что, с целью расщирения частотного диапазона исследуемых сигналовj в коррелометр введены первый и второй узлы формирования кода приращений, первый и второй регистры сдвига и второй сумматор, причем каж- дьй узел формирования кода приращений включает блок вычитания, нуль-ор.. -ган, пороговые элементы, блок приоритета, накапливающий сумматор и цифроаналоговый преобразователь, выход которого соединен р первым информационным входом блока вычитания, выход которого соединен с входом нуль-органа и с входами пороговых элементов, выходы которых соединены с информационными Бундами блока приоритета,выходы которого соединены с информационными входами накапливающего сумматора, выходы которого соединены с информационными входами цифроаналогового преобразователя, а блок управления вклюС «в чает счетчик задержки, триггер запуска, генератор импульсов, первый и (Л второй элементы И, элемент задержки и счетчик отсчетов,причем выход счетчи.ка задержки соединен с управляющим входом блока регулируемой задержки,а вход начальной установки счетчика задержки - с единичным входом триггера запуска, с входом начальной устач новки счетчика отсчетов и является со входом запуска коррелометра, выходы генератора импульсов соединены с перОд выми входами первого и второго элесх ментов И, вторые входы которых объединены и подключены к прямому выходу триггера запуска, выход первого элемента И соединен с входом элемента задержки, с первым разрешающим входом накапливающего сумматора первого узла формирования кода приращений, с первым разрешающим входом накапливающего сумматора второго узла формирования кода приращений, с разрешающим входом блока приоритета первого узла формирования кода приращений, с разрешающим входом блока приоритета .

1Изобретение относится к вычислительной технике, предназначено для оперативного определения коореляционных функций случайных процессов в реальном времени и может быть использовано в гидрометеорологии, автоматике, биологии, медицине и других областях науки и техники.

Целью изобретения является расширение частотного диапазона исследуемых сигналов

На фиг.1 изображена структурная схема коррелометраJ на фиг.2 - структурная схема узла формирования кода приращений; на фиг.З - структурная . схема блока управления.

Коррелометр содержит блок 1 регулируемой задержки, первьй узел 2( формирования кода приращений, второй узел 22 формирования кода приращений, первый преобразователь 3| прямого кода в обратный и наоборот 3 ,второй преобразователь 3- прямого кода в обратный и наоборот, первьй регистр 4f сдвига, второй регистр 4 сдвига, первый сумматор 5, второй сумматор 52, регистр 6, накапливающий сумматор 7, блок 8 регистрации, блок 9 управления,первый блок 10|равнозначность,второй блок 102равнозначности.

Узел формирования кода приращений состоит из блока 11 вычитания, нульоргана 12, пороговых элементов 13, блока 14 приоритета, накапливакщего сумматора 15 и цифроаналогового преобразователя 16 (ЦАП). Блок 9 управления состоит из счетчика 17 задержки, триггера 18 запуска, генератора 19 импульсов, первого элемента И 20, второго элемента И 21, элемента 22 задержки и счетчика 23 отсчетов. Коррелометр работает следующим образом. Блок 9 управления задает сдвиг аналоговому сигналу, поступающему на первый информационньй вход коррелометра с помощью блока 1 регулируемой задержки. Блок 9 управления (фиг.3) работает следующим образом. По входу запуска коррелометра происходит установка счетчика 17 задержки в состоянии, определяющее величину задержки, счетчика 23 отсчетов в нулевое состояние, а триггера 18 запуска в единичное состояние. Код, определяющий временной сдвигодного из сигналов с выхода счетчика 17 задержки, поступает на первый выход блока 9 управления. С выхода триггера 18 запуска сигнал, разрешающий прохождение основной серии сигналов генератора 19 импульсов на второй и через элемент 22 задержки на третий выходы блока 9 управления и задержанной серии сигналов генератора 19 импульсов на четвертый и пятый выходы блока 9 управления и счет ный вхс1д счетчика отсчетов 23, поступает на вторые входы первого 20 и второго 21 элементов И. Счетчик 23 отсчетов осуществляет подсчет числа отсчетов. По достижении заданного числа отсчетов происходит переполнение счетчика 23 отсчетов и перевод триггера 18 запуска в нулевое состоя ние. По этому сигналу, поступаннцему на шестой выход блока 9 управления, осуществляется передача содержимого накапливающего сумматора 7 со сдвигом вправо на величину кратности (де ление на количество отсчетов) в блок 8 регистрации. Узлы 2 j и 2 g следящего типа с показательной системой кодирования приращений отслеживает пер вьй, (задержанный на время ) y(t+ ), и второй, x(t), аналоговые сигналы с частотой, з адаваемой сигналами, поступающими с третьего выхода блока 9 управления на второй управля ющий вход первого узла 2 и первый и второй управляющие входы второго узла 2. Узел формирования кода приращений (фиг.2) работает следующим образом. Сигналом Запуск по входу начальной установки осуществляется сброс в О накапливающего сумматора 15. На информационный вход подается аналоговый сигнал, на первый и второй управляющие входы - тактирующие импульсы. Блок 11 определяет разность между входным напряжением по информационному входу и напряжением обратной связи с выхода цифроаналогового преобразователя 16, значение разности поступает на вход нуль-органа 12 и входы всех пороговых элементов 13. Знакочувствительные пороговые элементы 13 срабатьшают при достижении напряжением разности значений порогов, на которые они настроены. Блок 14 в моменты времени, .определяемые тактовыми импульсами, поступающими на второй управляющий вход, вьщеляет старший по весу пороговой элемент 13 из числа сработавших. Нуль-орган 12 в те же моменты времени определяет знак напряжения разности, которая поступает на знаковый выход приращений узлов 2j-22. Коды с выхода блока 14 приоритета представляют собой приращения входного сигнала, округленные до значения кратного степени двойки, т.е. представляют собой одну единицу в соответствующем разряде кода (позиционный код). Коды с выхода блока 14 приоритета являют- ; ся сигналом Величина приращения узлов и поступают на выход приращений. Код знака напряжения разнос- . ти с выхода нуль-органа 1.2 настраивает накапливающий сумматор 15 по управляющему входу на выполнение операции Сложение или Вычита ие. В моменты времени, определяемые тактовыми импульсами, накапливающий сумматор 15 добавляет к своему содержимому или вычитает из него единицу соответствующего разряда, поступившую с блока приоритета. Выходи накапливаницего сумматора 15 являются параллельньЕ- выходом узлов и управляют ЦАП 16. Прием информации в накапливающий сумматор 15 осуществляется при наличии сигналов на его втором управляющем входе, вь|дача информации в ЦАП 16 - по сигналам на третьем управляющем входе накапливающего сумматора 15. Серия тактиРУЮ1ЦИХ импульсов, задержанных относительно основной серии на один такт поступает на первый управляюпщй вход первого узла 2 и обеспечивает задержку вьедачи кода текущего значения сигнала y(t+0) ка один такт по отношению к моменту появления величины приращений этого же сигнала таким образом, что в i-ом такте на. выходе приращений узла 2 значейие приращения сигнала yCt+l) равно 4У}, а на параллельном выходе узла 2 код текущего значения yCt+l)) равен у,. . С параллельных выходов узлов 2ц и 22 коды текущих значений исследуемых сигналов поступают на преобразовател 3 и 3 соответственно. Блоками 10 и 10 равнозначности определяются знаки произведений АХ;И х-х ду| соответственно, а преобразователями 3, и 32 выполняется преобразование обратного кода текущих значе НИИ соответственно у и х« на прямой код или прямого кода на обратньй если это произведение меньше нуля, или коды текущих значений у;., и х; проходят через преобразователи 3 и 3 без изменений, если это произведе ние больше или равно нулю. Преобразо ванные- коды текущего значения сигнала y(t+C) и x(t) поступают на регист ры 4 , и А-, где осуществляется на число разрядов, определяемое величиной приращений. В случае, если в коррелометре производятся операции над числами, ±1, то сдвиг кодов осуществляется влево, для случая, когда в коррелометре коды исследуемых сигналов пред ставляют числа в диапазоне от «-1 до +1, сдвиг кодов осуществляется вправо. С выходов регистров 4« и 4 коды текущих значений сигналов ) и x(t) поступают на сумматор З, где -выполняется операция gii.Л .Uv-iJ l y 5, У,-,..,y.,2-;ec и ч;.0, - ««P.lxv.uf ; 5иЗь-1 ЧИ о.е.,,у.,2-2,,,,у. в случае, если лх; О, и в случае, если лх О, где S; - результат суммирования в х-ом такте на сумматоре 5- у-Т, , У;,, - прямой и o6paTHbrii коды у., , , прямой и обратный коды х;, 2 - единица в младшем разряде. В этом же такте на сумматоре 5, выполняется операция 10 сли. С« , Л S; 5(4.,4;.iM5to,2если , где - результат суммирования в i-OM такте на сумматоре 5(, У;-1 значение отсчета.в (i-l)-oM Такте. Вычисленное значение х.у; записывается в регистр 6 и будет использовано в следующем (14-1)-ом такте работы коррелометра. Частота передачи кодов из регистра 6 в накапливающий сумматор-7 определяется требуемой точностью интегрирования произведения. Количество передач кода из регистра 6 в накапливающий сумматор 7 подсчитывается блоком 9 управления, а при достижении заданного количества (кратного целой степени двойки) блок 9 осуществляет передачу содержимого накапливающего сумматора 7 со сдвигом вправо на величину кратности (деление на количество передач) в блок 8 регистрации. После этого повторяется описанный процесс вычисления значения корреляционной функции для нового значения 2 .

Фиг SL

Фс/г.З