Коррелятор Советский патент 1991 года по МПК G06F15/336 

Изобретение относится к специали-: зированным средствам вычислительной техники и может быть использовано -в корреляционной спектроскопии фотонов

Цель изобретения - повышение точности при ограниченной выборке.

На чертеже представлена структурная схема коррелятора.

Коррелятор содержит регистр 1 сдвига, группу 2 элементов И, счетчики 3 и 4, элемент 5 задержки, группу 6 счетчиков, счетчик-7, блок 8 определения максимального значения, . блок 9 сравнения, элемент ИЛИ 10, блоки-11 и 12 элементов И, генератор 13 пачки импульсов, элемент ИЛИ 14, элемент И.15, элементы-16 и 17 задержки, блок 18 масштабирования, п- разрядный регистр 19 сдвига, группу 20 накопителей, генератор 21 тактовые импульсов, информационный вход 22 и вход 23 задания начального состояния.

Количество ячеек одноразрядного регистра 1 равно га, количество ячеек n-разрядного регистра 15, т.е. количество каналов коррелятора,равно k емкость счетчика 3 (длины выборки) равна т, количество раз- рядов равно loggtn. Емкость счетчика 4 (количества выборок) равна log N, где N - количество выборок,определяющее время анализа Т Мъц - N m-ut, где &t - период следования тактовых импульсов.

Величина интервала задержки элемента 5 задержки равна- ТансШац, величина интервала задержки элементов 16, 17 задержки ТВЫБ m-fit.

.. Коррелятор работает следующим образом.

В исходном состоянии (после общего сброса) в первой ячейке одноразрядного регистра 1 записана 11 , в остальных - О. Входной поток случайных импульсов (1 и О) поступает на вход коррелятора.После за- верйения первого цикла выборки (т тактовых импульсов) под воздействием входных импульсов, поданных на так- товый (сдвигающий) вход одноразрядного регистра 1, этого регистр заполнен О, за исключение некоторой 1-й ячейки, в которой содержится 1.,Это означает, что за время цикла выборки на, вход одноразрядного регистра 1 пришло (i-1) входных случайных импульсов. Время выборки Т0Ы

определено счетчиком 3. По окончании цикла выборки импульс переполнения счетчика 3, поданный на входы группы 2 элементов И, разрешает перезапись з одноразрядного регистра 1 в групу счетчиков 6, а также сбрасывает дноразрядный регистр 1 в исходное

оложение: О

1 в первой ячейке и

в остальных. Затем начинается овый цикл выборки, новая случайна/ еализация входных импульсов продвигает 1 из первой ячейки в одноразядном регистре 1 до некоторой i чейки после чего снова следует перезапись в счетчики 6 и сброс регистра 1. После N циклов,выборки числа, содержащиеся в счетчиках 6, образуют выборочную плотность распределения входных импульсов на интервале времени В случае нормальной работы источника входных импульсов (на чертеже не показан) это распределение близко к теоретически предполагаемой плотности распределения, например, отрицательному биноминальному, обычному для экспериментов с фотоэлектронами в корреляционной спектроскопии. Из-за наличия сбоев и помех в источнике входных импульсов реальное распределение отличается от теоретического более тяжелыми хвостами - пропуски и сгустки . входных импульсов. В блоке 8 определения максимального реальная выборочная плотность распределения сравнивается с идеальной и вырабатываются два граничных порога l и 1.. Величины этих порогов, представляющих собой максимальное значение, масштабированное в значения нижней и верхней границ поступают на входы блока 9 сравнения.

Во время построения выборочной функции распределения входной поток импульсов проходит элемент 5 задержки, где задержкивается на величину времени анализа, чтобы скомпенсировать время, затраченное на анализ статистически входных импульсов. Импульсы с выхода элемента 5 задержки поданы на вход счетчика 4, который за время, определенное счетчиком 3, подсчитывает количество входных импульсов 1. Если это число лежит в пределах между дорогами, выработанными блоком 8 1 ,) Ј 1 Ј 1г, то блок 9 сравнения вырабатывает разрешающий сигнал, который подается на вход

элемента И 15, и входные импульсы, задержанные дополнительно на время тДС, проходят через элемент II 15 и элемент ИЛИ 14 на тактовые входы накопителей 20.

Если 1 1ц, то сигнал на выходе блока 9 сравнения запускает генератор пачки 13 импульсов, который вырабатывает на своем выходе пачку импульсов , количество которых равно 1 и которые проходят через элемент ИЛИ 14 на входы накопителей 20.При этом сигнал на выходе блока 9 сравнения разрешает прохождение кода 1 от блока 8 через блок 11 элементов И, элемент ИЛИ 10 и элемент 17 задержки rfa блок 18 масштабирования. Если 1 1 , то сигнал на выходе блока 9 запускает по другому входу генератор 13 пачки импульсов, который вырабатывает На своем выходе пачку импульсов, количество которых равно 1г и которые проходят через элемент ИЛИ 14 на входы накопителей 20.При этом сигнал на выходе блока 9 сравнения разрешает прохождение кода 1г от блока 8 через блок элементов И 12, элемент ИЛИ 10 и элемент задержки 17 на блок 18.

На выходе блока 18 масштабирования формируется n-разрядный сигнал, который поступает на вход п-разряд- ного регистра 19 сдвига, количество k ячеек-которого равно необходимому числу отсчетов исследуемой корреляционной функции. Выходные сигналы ячеек n-разрядного регистра 19 сдвига поданы на входы накопителей 20, и при приходе разрешающих сигналов на тактовые входы накопителей происходит запись кодов в накопители 20. Распределение чисел в накопителях 2 после окончания измерений соответстет отсчетам исследуемой корреляционной функции.

Величина порогов устанавливается из компромиссных соображений: 1 не должно быть слишком большим, а 1. не должно быть слишком малым, чтобы не уменьшить значительно общее число Н входных импульсов за время построения отсчетов корреляционной функции. В то же время lj не должно быть слит- ком малым, а 1 слишком большим, чтобы отследить аномальные отклонения выборочной функции распределения от идеальной. Обычно lf 0,1, 1г

1621044.6

от максимального числа отсчетов в выборке.

Формула изобретения

0

5

0

0

с

.Коррелятор,, содержащий п-разряд- ный регистр сдвига, группу накопителей, группу элементов И, генератор тактовых импульсов, два блока элементов И, два элемента ИЛИ, элемент И, три счетчика, три элемента задержки, блок масштабирования, причем выход генератора тактовых импульсов соединен с тактовым входом п-разряд- ного регистра сдвига, выходы первого и второго блоков элементов И соединены с соответствующими входами первого элемента ИЛИ, о т л г ч а - ю щ и и с я тем, что,с целью повышения точности при ограниченной выборке, в него дополнительно введены регистр сдвига, группа счетчиков, блок определения максимального зна5 чения, блок сравнения, генератор пачки импульсов, причем информационный вход регистра сдвига является входом задания начального состояния коррелятора, тактовый вход регист0 Ра сдвига является информационным входом коррелятора, выход генератора тактовых импульсов соединен со счетным входом первого счетчика,вход переполнения которого соединен с входами сброса второго счетчика и регистра сдвига, с первыми входами элементов И группы и со счетным входом,третьего счетчика, выход переполнения которого соединен с входами сброса счетчиков группы, счетные входы которых соединены с выходами соответствующих элементов И группы, вторые входы которых соединены с соответствующими разрядными выходами регистра сдвига, выходы счетчиков группы соединены с соответствующими информационными входами блока определения максимального значения, первый выход масштабированного максимального значения которого соединен с первым входом первого блока элементов И и входом задания нижней границы ин тервала блока сравнения, вход задания верхней границы интервала которого соединен с первым входом второго блока элементов И и с вторым выходом масштабированного максимального блока определения максимального значения, выход Меньше нижней границы,

5

С

5

выход Больше верхней границы и выход признака попадания в границы интервала блока сравнения соединены со- ответственно с вторым входом первого блока элементов И, с вторым входоТГ второго блока элементов И и с первым входом элемента И, вход первого элемента задержки подключен к информационному входу коррелятора, а выход к счетному входу второго счетчика и через вторрй элемент задержки - к второму входу элемента И, выход второго счетчика соединен с информационным входом блока сравнения и третьим входом первого элемента ИЛИ, вход Запуска первой пачки, вход запуска -второй пачки и выход генератора пачки импульсов соединены соответственно с выходом Меньше нижней границы блока сравнения, с выходом Больше верхней границы блока сравнения и первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом элемента И, а выход - с тактовыми входами накопителей группы, информационные входы ко- торых соединены с соответствующими входами n-разрядного регистра сдвига, информационный вход которого соединен с выходом блока масштабирования, вход которого через третий элемент задержки соединен с выходом первого элемента ИЛИ.

Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники и может быть использовано в корреляционной спектроскопии фотонов. Целью изобретешя является повышение точности при ограниченной выборке. Коррелятор содержит ре/77 ячеек гистры 1, 19 сдвига, группу 2 элементов И, счетчики 3, 4, 6, 7, элементы 5, 16, 17 задержки, блок 9 сравнения, элементы ИЛИ 10, 14, блоки 1 1 , 12 элементов И, генератор 13 пачки импульсов, элемент И 15, блок 18 масштабирования, накопитепи 20, генератор 21 тактовых импульсов. В корреляторе с целью уменьшения влияния пропусков и группирования входных импульсов определяется максимальное значение входных импульсов, которое масштабируется на нижнюю и верхнюю границы интервала допустимых значений количества импульсов. В случае выхода зарегистрированного количества за эти границы в накопители записываются коды границ. 1 ил. (Л