Коррелометр Советский патент 1987 года по МПК G06F17/15 

Изобретение относится к аппаратурному определению характеристик случайных процессов, предназначено для прямого, без преобразования в аналоговую форму,определения корреляцион ной функции зргодических случайных процессов с широтно-импульсной модуляцией и может иметь как самостоятельное применение при идентификации динамических объектов, так и вспомогательное, являясь идентификатором в системах управления технологическими процессами.

Цель изобретения - повышение точности определения корреляционной функции широтно-импульсно-модулиро- ванных (ШИМ) случайных процессов.

На фиг. 1 изображена структурная схема коррелометра; на фиг. 2 - вреI

менные диаграммы его работы.

Коррелометр содержит первый 1 и второй 1 J каналы, содержащие первый и второй элементы НЕ 2 и 3, второй 4, первьш 5, восьмой 6 и девятый 7 элементы И, третий 8 и четвертый 9 элементы НЕ, четвертьй 10, третий 11 шестой 12 и седьмой 13 элементы И первый 14 и второй 15 элементы ИЛИ, первый реверсивньА счетчик 16, счетчик 17, блок 18 сравнения, дешифрато 19 нуля, первый триггер 20, пятый элемент И 21, второй триггер 22, третий 23 и второй 24 реверсивные счетчики, а также элемент 25 задержки, сумматор-вычитатель 26, генератор 27 тактовых импульсов, делштель 28 частоты, первый 29 и второй 30 информационные входы, входы 31 и 32 значения математического ожидания первого и второго процессов соответственно, выход 33 и вход 34 запуска.

Коррелометр работает следующим образом.

В исходном состоянии все триггеры находятся в нулевом состоянии.

Анали 3 ируемые шир о тно-импульсные модулированные сигналы t и t и оценки их математического ожидания (центра распределения) t и t,, подаются на входы коррелометра.

На каждом измерения в реверсивном счетчике I6 первого канала будет записано число

N(t) (,-HtJ,

X -у а в соответствующем реверсивном счетчике второго - число

rcr)(f-tJ.

Затем эти числа заносятся в счетчики 17. Счетчики 23 и 24 импульсов в начальном положении обнулены. Подачей по шине импульса запуска счетные импульсы поступают через открытый элемент И 21 и заполняют реверсивные счетчики 23 и. 24. При достижении равенства содержимого счетчиков 17 и 24 блок 18 сравнения вьщает импульс, сбрасывающий в О счетчик 24 и вычитающий 1 из счетчика 17. Процесс заканчивается очищением счетчика 17, вьщачей с дещифратора 19 нуля сигнала закрытия элемента И 21. Таким образом, в этот момент в одном из счетчиков 23 какого-либо из каналов находится число

i-n,

где п - значение кода в счетчиках I6 первого канала N (t) или второго канала N (t)- По мере постут1ления новых значений анализируемых случайных про- цессов х и ty в счетчиках 23 первого канала накапливается значение квадрата суммы соответствующих перемещений, а в счетчике 23 второго канала - значение квадрата разности этих переменных. Поэтому по окончании интервала измерения на выходе сумма- тора-вьиитат«шя 26, являющегося выходом коллерометра, присутствует числовой код

K,,()M{(4,)-M{(r,-T) j. Раскрывая скобки, возводя в квадрат и учитывая свойства оператора математического ожидания, окончательно получим J f Й,у (г)4М{гДу.

Из последнего выражения видно,что выходной код сумматора-вычитателя N, является оценкой искомой корреляционной функции с коэффициентом пропорциональности 4, который можно учесть, отбросив соответствующие разряды этого числа.

Формула изобретения

Коррелометр, содержащий генератор тактовых импульсов, делитель частоты и два канала, каждый из которых содержит четьфе элемента НЕ, девять элементов И, два элемента ИЛИ, три реверсивных с четчика, счетчик, два триггера, причем в каждом канале выход первого элемента НЕ соединен с

первым входом первого элемента И, выход второго элемента НЕ соединен с первым входом второго элемента И, в первом канале выход третьего элемента НЕ соединен с первым входом тре- тьего элемента И, второй вход которого соединен с входом четвертого элемента НЕ и является первым информационным входом коррелометра, выход четвертого элемента НЕ соединен с первым входом четвертого элемента И, второй вход которого соединен с входом третьего элемента НЕ, прямой выход первого триггера соединен с первым входом пятого элемента И, выход генератора тактовых импульсов соединен с информационным входом делителя частоты, первый и второй выходы которого соединены соответственно с первыми входами шестого и седьмого эле- 20 выход блока сравнения соединен с вхоментов И обоих каналов и первыми входами восьмого и девятого элементов И обоих каналов, в обоих каналах выходы шестого и восьмого элементов И соединены с соответствующими входами первого элемента ИЛИ, выходы седьмого и девятого элементов И соединены с соответствующими входами второго элемента ИЛИ, второй вход первого элемента И первого канала соединен с вторым входом первого элемента И второго канала и является входом значения математического ожидания первого случайного процесса коррелометра.

второй вход второго элемента И перво-з5 соединен с вторым входом пятого элего канала соединен с первым входом третьего элемента И второго канала и является входом значения математического ожидания второго случайного процесса коррелометра, отличающ и и с я тем, что, с целью повьппе- ния точности, в него введены элемент задержки и сумматор-вычитатель, а в

мента И и является входом запуска коррелометра, во втором канале выход третьего элемента НЕ соединен с первым входом третьего элемента И, выход четвертого элемента. НЕ соединен с первым входом четвертого элемента И, в каждом канале разрядные выходы третьего реверсивного счетчика соеди нены с соответствующими информационкаждый канал введены блок сравнения

и дешифратор нуля, вход третьего эле-45ными входами сумматора-вычитателя,

мента НЕ первого канала соединен с .выход которого является выходом корвыходом элемента задержки, вход кото-релометра.

рого является вторым информационным входом коррелометра, второй вход третьего элемента И первого канала Соединен с вторым входом второго элемента И и входом первого элемента НЕ второго канала, в каждом канале выходы с первого по четвертый элементов И соединены соответственно с вторыми входами с девятого по шестой элементов И, выходы первого и второго элементов ИЛИ соединены соответственно с суммирующим и вычитающим входами первого реверсивного счетчика, разрядные выходы которого соединены с группой счетных входов счетчика, раэрядные выходы которого соединены с группой информационных входов блока сравнения и с первой группой информационных входов дешифратора нуля

дом установки нуля счетчика и с ВЬЕЧИ- тающими входами второго и третьего реверсивных счетчиков, выход пятого элемента И соединен с входом второго

триггера и суммирующим входом третьего реверсивного счетчика, прямой выход второго триггера соединен с суммирующим входом второго реверсивного счетчика, разрядные выходы второго

реверсивного счетчика соединены с второй группой информационных входов дешифратора нуля, выход которого соединен с входом установки в 1 первого триггера, вход сброса которого

мента И и является входом запуска коррелометра, во втором канале выход третьего элемента НЕ соединен с первым входом третьего элемента И, выход четвертого элемента. НЕ соединен с первым входом четвертого элемента И, в каждом канале разрядные выходы третьего реверсивного счетчика соединены с соответствующими информацион

) Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к аппаратурным измерениям характеристик случайных процессов, предназначено для определения корреляционной функции случайных процессов с широтно- импульсной модуляцией и может при- меняться при идентификации динамических объектов. Цель изобретения - повышение точности определения корреляционной функции. Коррелометр реализует интерференционный алгоритм вычисления и содержит элемент задержки 25, генератор 27 тактовых импульсов, делитель 28 частоты, два идентичных канала I , и 1 , вычисляющих и накапливающих текущие значения квадратов суммы и разности анализируемых процессов, выходы которых соединены с входами сумматора вычитате- ля 26. Каждый из каналов содержит элементы НЕ 2,3,8 и 9, элементы И 4-7, 10-13 и 21, счетчики 16,17,23 и 24, триггеры 20 и 22, блок 18 сравнения и дешифратор нуля 19. Коррелометр позволяет без преобразования в аналоговую форму определять корреляционную функцию эргодических случайных процессов с широтно-импульсной модуляцией. 2 ил. (О (Л СА5 о 4 О со СП