Устройство для определения взаимной корреляционной функции Советский патент 1985 года по МПК G06F17/15 

/-ГО сумматора третьей группы и через первый элемент задержки четвертой группы - с вторым входом (/+4)-го сумматора третьей группы, выход (й-|-4)-го сумматора второй группы через первый элемент задержки пятой группы соединен с вторым входом -го сумматора третьей группы и через второй элемент задержки четвертой группы соединен с вторым входом (k-i-A)-ro сумматора третьей группы, выход (/+6)-го сумматора второй группы соединен с входом первого элемента задержки шестой группы, выход которого через второй элемент зaдepжкi пятой группы соединёнс вторым входом (i+2)-го сумматора третьей группы и через третий элемент

задержки четвертой группы - с вторым входом (/+6) -го сумматора третьей группы, выход (fe+6)-ro сумматора второй группы через элемент задержки соединен с входом второго элемента задержки шестой группы, выход которого через третий элемент задержки пятой группы соединен с вторым входом (А+2)-го сумматора третьей группы и с входом четвертого элемента задержки четвертой группы, выход которого соединен с вторым входом (+6)-го сумматора третьей группы, выходы сумматоров третьей группы подключены к соответствующим входам коммутатора, выход которого является выходом устройства.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЗАИМНОЙ КОРРЕЛЯЦИОННОЙ ФУНКЦИИ, содержащее коррелятор, группу элементов И, генератор тактовых импульсов, группу регистров сдвига, счетчик, первый аналого-цифровой преобразователь, второй аналого-цифровой преобразователь, информационные входы которых являются соответственно первым и вторым информационными входами устройства, а выходы подключены к первому и второму информационным входам коррелятора соответственно, управляющие входы аналого-цифровых преобразователей объединены с входом синхронизации коррелятора и подключены к первому выходу генератора тактовых импульсов, второй выход которого соединен с управляющим входом счетчика и с управляющими входами регистров сдвига группы, информационный вход первого регистра которой соединен с выходом коррелятора, формирователь импульсов, информационный вход которого соединен с выходом счетчика, а выход соединен с первыми входами элементов И группы, вторые входы которых подключены к соответствующим выходам регистров сдвига группы, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства, в него введены три группы сумматоров, щесть групп элементов задержки, элемент задержки и коммутатор, причем выход каждого г-го (/ 1, 3, ..., п-1) элемента И группы соединен с первым входом г-го сумматора первой группы и с первым входом (г+1)го сумматора первой группы, а выход fe-ro (, 4, 6, ..., n) элемента И группы соединен с вторым входом /-го- сумматора первой группы и через соответствующий элемент задержки первой группы - с вторым входом /г-го сумматора первой группы, выходы г-го и (г+4)-го () сумматора первой группы соединены с первыми входами г-го и (г-4-4)-го сумматоров второй группы и с первыми входами (г+2)-го и (г+6)-го сумматоров второй группы соответственно выходы /г-го и (fe+4)-ro () сумматоров первой группы соединены с первыми входами k-TO и (fe+4)-ro сумматоров второй группы и с первыми входами (/г+2)го и (/г+6)-го сумматоров второй группы соответственно, выходы (г+2)-го и (г-|-б)-го i сумматоров первой группы соединены соответственно с вторыми входами г-го и (/+4) -го (Л сумматоров второй группы и через первый и третий элементы задержки второй группы соответственно с вторыми входами (/+2) го и (г+6)-го сумматоров второй группы, выходы (/г+2)-го и (+6)-го сумматоров первой группы через первый и второй элементы задержки третьей группы соединены соответственно с вторыми входами fe-ro и (k-}-)-ro оо сумматоров второй группы, выход каждого 00 элемента задержки третьей группы через сд второй и четвертый элементы задержки второй группы соответственно соединены с вторыми входами (A-f-2)-ro и (й+6)-го суммаЮ торов второй группы, выход г-го сумматора второй группы соединен с первыми входами /-ГО и (/+4)-го сумматоров третьей группы, выход -го сумматора второй группы соединен с первыми входами k-то и (/г+4)-го сумматоров третьей группы, выход (/+2)-го сумматора второй группы соединен с первыми выходами (/+2)-го и ()-го сумматоров третьей группы, выход (/г-|-2)-го сумматора второй группы соединен с первыми входами (й+2)-го и (fe-f6)-ro сумматоров третьей группы, выход (f+4)-ro сумматора второй группы соединен с вторым входом

1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения аргумента и значения функции взаимной корреляции (ВКФ) между двумя случайными процессами, подвергнутыми разным временным искажениям.

Цель изобретения - повышение быстродействия и упрощение устройства для определения ВКФ.

В предлагаемом устройстве исходный массив, содержащий п частных коррелограмм, разбивается на меньшие массивы, содержащие по 2, 4, 8, 16 и т. д. коррелограмм. Устройство параллельно моделирует различные варианты смещений отсчетов частных коррелограмм. по оси т, т. е. одновременно строит несколько моделей компенсации линейного изменения задержки между входными сигналами. Процесс суммирования отсчетов частных коррелограмм продолжается до момента, когда на выходе устройства в одной из результирующих коррелограмм будет наблюдаться устойчивый глобальный максимум.

На чертеже изображена структурная схема устройства, предназначенного для вычисления восьми результирующих коррелограмм, соответствующих восьми моделям изменения задержки между двумя входными сигналами x(t) и y(t) для случая, когда исходный массив состоит из восьми последовательно во времени вычисленных коррелограмм с ограниченным фактором усреднения N.

Устройство содержит первый аналогоцифровой преобразователь (АЦП) 1, второй аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 2, коррелятор 3, генератор тактовых импульсов 4, группу регистров сдвига 5, счетчик 6, формирователь импульсов 7, группу элементов И 8, первую группу сумматоров 9i-98, вторую группу сумматоров lOi - lOs, третью группу сумматоров 11| - Us, первую группу элементов задержки 12, третью группу элементов задержки 13i -182, вторую группу

элементов задержки 14i -144, элемент задержки 15, шестую группу элементов задержки 16|-1б2, пятую группу элементов задержки 17i-17з, четвертую группу элементов задержки 18i-184, коммутатор 19.

Предлагаемое устройство для определения ВКФ работает следующим образом. Сигнал x(t) поступает на вход АЦП 1 и в момент поступления импульсов с первого

выхода генератора тактовых импульсов 4, преобразуется в соответствующий т-разрядный двоичный код, который поступает на первый информационный вход коррелятора 3. На второй информационный вход коррелятора 3 подаются отсчеты входного сигнала

y(t) от АЦП 2, который формирует коды Отсчетов по импульсам, поступающим с первого выхода генератора TajCTOBbix импульсов 4. Коррелятор 3 определяет элементарные произведения x(t)-y(t+iAt) и суммирует очередное элементарное произведение с уже

накопленными результатами с выбранным фактором усреднения N. На выходе коррелятора 3 взаимокорреляционная функция, названная частной коррелограммой представлена п отсчетами. Время анализа одной

частной коррелограммы выбирается из сототнощения

f - верхняя частота входных сигналов;

VT - скорость изменения задержки.

В этом случае величина фактора усреднения N находится из выражения

max ч/1

N

: At-Te

At

где - максимально ожидаемая скорость изменения задержки. Полученная частотная коррелограмма с выхода коррелятора 3 поступает на информационный вход группы регистров сдвига 5 и по импульсу с второго выхода генератора

тактовых импульсов 4, поступающему на управляющий вход, заносится в группу регистров сдвига бис каждым импульсом происходит сдвиг информации в следующий регистр. Тактовые импульсы на втором выходе генератора тактовых импульсов 4 формируются через интервалы времени, необходимые для вычисления одной частной коррелограммы.

На счетный вход счетчика 6 поступают импульсы с второго выхода генератора тактовых импульсов 4. Емкость счетчика 6 равна количеству частных коррелограмм, которые необходимо занести в регистры сдвига. Сигнал переполнения счетчика 6 на выходе формирователя импульсов 7 открывает схемы И 8, и частные коррелограммы, записанные в группу регистров сдвига 5, поступают на соответствующие входы первой группы сумматоров 9i-QSТри группы сумматоров 9i-Эв, 10: - lOs, 11 - Не, щесть групп элементов задержки 12, 131 - 132, 141-144, 161-162, 17, -17з, 18,- 184 и элемент задержки 15 составляют блок вычисления результирующих коррелограмм.

Рассмотрим работу этого блока для случая, когда скорость изменения задержки является неизвестной, но постоянной. В группу регистров 5 записаны восемь коррелограмм, полученных последовательно во времени, которые через схемы И 8 по импульсу с выхода формирователя импульсов 7 поступают на входы блока вычисления результирующих коррелограмм, время работы которого меньше периода тактовых импульсов 4, т. е. отсчеты девятой частной коррелограммы появятся на входе группы регистров сдвига 5 и запищутся в нее после того, как закончится процесс суммирования

и передачи через коммутатор 19 всех результирующих коррелограмм. Весь исходный массив входных частных коррелограмм разбит на группы по две частные коррелограммы в каждой, которые суммируются друг с другом, причем в любой группе сумматоров 9i- 98 первой группы в первом сумматоре происходит Сложение отсчетов частных коррелограмм с одинаковым аргументом, а вовтором сумматоре происходит сложение отсчетов частных коррелограмм, аргументы которых отличаются на один интервал Лт, осуществляемое при помощи задержки первой группы 12.

Таким образом, частные оценки коррелограмм, полученные на выходах сумматоров 9,-9$ первой группы моделируют изменение задержки входного сигнала на ноль или один отсчет. В сумматорах 10, - Юа второй группы происходит сложение результатов, полученных на выходах сумматоров 9i-98 первой группы, причем результаты суммирования моделируют изменение задержки между входными сигналами на ноль, один, два и три отсчета ВКФ, что достигается при помощи элементов задержки 14i- 144 и 13i -182. В сумматорах 11, - lie происходит сложение результатов, полученных на выходах сумматоров 10, - iOe. Результирующие коррелограммы, полученные на выходах сумматоров 10, -lOs, моделируют изменение задержки между входными сигналами за общее время измерения на ноль, один, два, три, четыре, пять, шесть и семь отсчетов, что достигается с помощью элементов задержки 16i -162, 17, - 17з и I8i - 188. Результирующие коррелограммы с выходов сумматоров 111 - Il8 через коммутатор 19 поступают на выход устройства.

x(i)

yff)