Коррелятор Советский патент 1986 года по МПК G06F17/15 

Изобретение относится к измерению характеристик случайных процессов :- придпазначе го для определения в peajibMOM масштабе времени нормиро- ванкьгх корреляционных функций текущих стационарных нормальных случай- ньк процессов.

i ,ejui предлагаемого изобретения - упрощение устройства и расширение его функциональньк возможностей за счет определения взаимокорреляционных функций нормальных случайных про- дессов.

На фиг. 1 изображена, структурная схема коррелятора; на фиг. 2 - структурная схема-блока коммутахщи; на фиг. 3 временная диаграмма- работы соррелятора.

(Сорреля 1 ор состоит из первого компаратора 1, второго компаратора 2, первого дополнительного блока 3 -умно/кения, в1 орого дополнительного блока 4 умножения, первого триггера 5, второго триггера 6, распределителя имнульсов 7, группы триггеров , , блоков умножения, третьей группы сче тчиков 10,-10г|, генератора тактовых импульсов 11, блоков 12,--121 коммутации, счетчиков первой группы , Сче,тчиков второй группы 14.,-14,, н блоков 15 1 5 деления 5 первый информационный вход коррелятора ID, второй информационный вход коррелятора 17.

Bj ioK коммутации содержит дешифратор 18, группу элементов НЕ 19;,-,: руппу элементов ИЛИ , вторую группу элементов И 21,-21, первую группу элементов И 22,-22|, третью j- pynny элементов И 23,-23, информационный вход 24, вход кода задержки 25, вход единичного сигнала 2fc, вход синхрони-зации 27,

A.-iropHTM. описанный следукшщм

выражеь:ирм

L,

:-л трансфсрмированный для устройства реального времени, положен в основу работы ор.ксываемого коррелятора,

Корреляч ор работает образом.

Перед началом работь счетчики 10; счет- ;ики первой 13 и второй 1,4 групп обнулены. Триггеры 5 и 6 устанавли- :ь аю гся автоьиатически в состояшие, при которо на их прямом выходе при224806

сутствуют сигналы, противоположные сигналам на первом входе дополнительные: блоков 3 и 4 умножения, Генератор та :товых имнульсов 1 1 зыра- 5 батывает импульсы текущего времени, которые накапливаются в счетчиках 10. Первый и второй процессы x(t) и

3 , .,

y(,t} подаются на первые входы соответственно первого 14 и второго 2 10 компараторов, на вторые входы которых поданы нулевые потенциалы.

о

Момент перехода процесса y(t) через нулевой уровень регистрирует компаратор 1, сигнал с выхода которо15 го преобразуется дополнительньп блоком 3 умножения з короткий импульс. Этот импульс перекидывает триггер 5 в состояние, при котором сигналы на входах блока 3 умножения противопо20 ложны. На инверсном выходе триггера 5 при этом устанавливается сигнал, соответствующий знаку y(t) йа теку0

щем интервале ut-, т.е. sign V;. 1-1мпульс с выхода блока 3 умножения

25 поступает также на вход распределителя импульсов 7, который, в соответствии с принципом циркуляции памяти, сигналом со своего определенного выхода с номером t (j ) mod n

30 (J О,, 1, 2,...,, N, N( - число нулей y(i:)) разрешает запись текущего - значения знака процесса y(t) в триггер 8 с соответствующим номером, а также обнуляет содержимое счетчика 10 с та3 КИМ же номером. Таким образом, в

триггерах 8 запоминаются текущие значения процесса y(t) на текущих интервалах iitj времени, а в блоках 9 умножеь ия образз ются соответствующие

Q произведения этих знаков на знак первого процесса si.on х- :

.о . о

в первомsign Sign х; ;

во второмsign У;. P+I slgn х,-:

в (1-1)-мsign ,, sign X, ;

4S .sign у- sign X; ;

в ()-мsign У,-г1м sign х;;

В П-М sign У.-е,, -sign X;.

В i-й момент времени в счетчиках 10 будут накапливаться коды, соответ- 50 ствующие интервалам времени между моментами перехода процессов через ноль:

3 первом

ч. .+ДС;

U t; ;

30 втором Ut. р +,..+ дt- , + At;;

-3

55 в (-1J-M At; . {- At

i-1 в t-Mli t; ;

в (+1)-M At;.-f ,+ ...4.it,.,+ Atj ;

Б n-M л t;.j.2+ At -.j.,. . ,+ At-., + u t;

ч. .+ДС;

U t; ;

Ut. р +,..+ дt- , + At;;

-3

в (-1J-M At; . {- At

i-1 в t-Mli t; ;

в (+1)-M At;.-f ,+ ...4.it,.,+ Atj ;

Б n-M л t;.j.2+ At -.j.,. . ,+ At-., + u t;

3

Момент перехода процесса x(t) через ноль регистрирует компаратор 2, сигнал с выхода которого преобразуется вторым дополнительным блоком 4 умножения в короткий импульс. Этот импульс перебрасывает триггер 6 в состояние, при котором сигналы на входах блока 4 умножения противоположны. Кроме того, этот импульс поступает на первые входы блоков 12 коммутации и разрешает прохождение произведений, находящихся на четвертых входах на соответствующие их выходыJ конечные номера которых соответствуют кодам соответствующих временных задержек, находящихся на третьих входах соответствующих блоков 12- коммутации. Номер блока 12 коммутации, с выходов которого заполняются счетчики первой 13 и второй

14групп, указывает разрешающий сигнал с выхода с номером (j) распределителя импульсов 7, который присутствует на втором входе блока 12 коммутации с таким же номером. Таким обрйзом, частичные произведения добавляются в счетчики 14 второй группы, начиная с первого и до счетчика с номером, соответствующим временной задержке

ДТ utj., + utj.,, + ... +

+ Atj., + utj ,

где и t: - интервал времени между текущим моментом пересечения нулевого уровня процессом x(t) и ближайщим предыдущим моментом времени нулевого уровня процессом y(t). В счетчики 13 первой группы с номерами, соответствующими тому же диапазону (О, дТ), добавляются единицы. Содержимое счет чиков 14 делится на содержимое счетчиков 13 в соответствующих блоках

15деления, таким образом усредняя результаты.

Блок 12 коммутации работает следующим образом (фиг. 2).

На вход 24 блока 12,коммутации поступает соответствующее частичное произведение знаков двух процес- сов, которое подается на информационные входы элементов И 21 второй группы. На вход 25 одновременно поступает код временной задержки, который дешифрируется дешифратором 18 в сигнал на своем определенном выхо-ь де - S|, (где k - номер блока 12 коммутации, k 1, 2п). В блоке

12 коммутации с номером (j)modn

24806,

на вход 26 подается единичный сигнал с соответствующего выхода распределителя импульсов 7, который поступает на первый вход первого элемента

5 ИЛИ 20, тем самым разрешая срабатывание элементов И 22 и 21 первой и второй групп с номерами с 1-го по 5(,-ый. В блоке 12 коммутации с другим номером k 1 на втором входе 26

10 присутствует нулевой потенциал, запрещающий срабатывание элементов И 22 и 21 первой и второй групп с номерами от 1 до S1. -го. В то же время, в k-TOM блоке 12 коммутации

15 сигналом с выхода S |. дешифратора 18 и предьщущего блока 12 коммутации и сигналом с выхода S дешифратора 18 разрешается срабатывание элементов И 22 и 21 первой и второй

20 групп того же блока коммутатора с номерами с S j,,-го до (S -O-ro. С приходом синхроимпульса с выхода блока 4 умножения знаков на входе 27 блока 12 коммутации срабатывают со25 ответствующие элементы И 22 н 21 первых и вторых групп и на соответствующие выходы первых и вторых групп блоков 12 коммутации подаются соот- ветствуюш;ие частичные произведения

20 и единичные сигналы соответственно. По истечении времени реализации Т на выходах блоков 15 деления находятся ординаты оценки знаковой взаимокорреляционной функции входных про- . цессов x(t) и y(t). Применив известное преобразование, можно опреде- пить нормированную взаимокорреляционную функцию

PxqC) - COS .yd:) .

40

Формула изобретения

Коррелятор, содержащий п блоков коммутации, первую группу из m счетчиков, вторую группу из га счетчиков,

45 m блоков деления, группу из п триггеров и п блоков умножения, выходы которых соединены с первыми информационными входами блоков коммутации, первые 5ХОДЫ блоков умножения соеди50 нены с выходами триггеров группы,

первые выходы блоков коммутации объ,- единены и подключены через соответствующие счетчики первой группы к первым входам соответствуюш 1х блоков

55 деления, вторые входы которых соединены с выходами соответствующих счетчиков второй группы, входы которых соединены соответственно с объ35

единенны1 :и вторыми выходами блоков коммз тации, и распределитель импульсов, выходы которого соединены с первьми входами соответствующих триг геров группы, а выходы блоков деления являются выходами коррехштора, отличающийся тем., что, с целью расширения функциональных возможностей за счет возможности опре- деления взаимокорреляционной функции входных процессов, в-него введены первый и второй компараторы, первый и второй дополнительные блоки умножения, первый и второй триггеры, генератор тактовых импульсов, третья группа из U счетчиков, причем группа управляющих входов казкдого последующего блока коммутации соединена с группой выходов предыдущего блока коммутации, а группа выходов п-го блока коммутации соединена с группой управляющих входов первого блока коммутации, первый информационньш вход первого компаратора является первым входом коррелятора, а вторые входы первого и второго ком;парато- ров подключены к шине нулевог.о потенциала, первый информационный вход второго компаратора является вторым входом коррелятора, выходы первого и второго компараторов соединены с

первыми информационными входами первого и второго дополнительных блоков умножения соответственно, вторые информационные входы которых подключены к прямым выходам первого и второго триггеров соответственно, счетные входы которых соединены с выходами первого и второго дополнительных блоков умножения соответственно. Инверсный выход первого триггера соединен с установочными входами всех триггеров группы, счетные входы которых соединены с первь ми управляюи(ими входами соответствующих блоков коммутации и с входами установки соответствующих счетчиков третьей группы, тактовые входы которых объединены и подключены к выходу генератора тактовых импульсов, а выходы счетчиков третьей группы соединены с вторыми.информационными входами одноименных блоков.коммутации, выход первого дополнительного блока умножения соединен с входом распределителя импульсов, а выход второго Дополнительного блока умножения соединен с вторыми управляющими входами каждого блока коммутации, инверсный выход второго триггера соединен со вторыми информационными входами калодого блока умножения.

rf

jZnIn

ч;

JY

L±

r IS л

Й

Й

//

Ш

irzTj -iJ

f3r

j/

/JW

giHj

7Г

lpM.1

I- .... -

.rnlXJ

eignXi i

i T.ipu /7 4Фчз.У

Составитель Е.Ешимозза Редактор Н.Слободяник Тихред Н,-,Байх4:апо Корректор И,Муска

Заказ 1953/48 Тираж 671Подписное

ВНИИПИ Государствекного комитета СССР

по делам изобреп ечий и открытий 113035; Москва 1-35, Раушская наб,, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

Изобретение относится к измерению характеристик случайных процессов и предназначено для определения в реальном масштабе времени нормированных корреляционных функций текущих стационарных нормальных случайных процессов. Цель изобретения - упрощение устройства и расширение его функциональных возможностей за счет возможности определения взаимокорреляционных функций нормальных случайных входных процессов. Цель изобретения достигается за счет введения двух компараторов, дополнительных блоков умножения, двух триггеров, генератора тактовых импульсов, группы счетчиков с соответствующими функциональными связями. Коррелятор позволяет определить зна- S ковую взаимокорреляционную функцию входных процессов, 3 ил. (Л ю ьо 4 00