Устройство для определения знаковой корреляционной функции Советский патент 1991 года по МПК G06F15/336 

Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники и предназначено для оперативного определения знаковой корреляцией ной функции текущего стационарного случайного процесса.

В известном устройстве информация о случайном сигнале, записываемая в память данных ЭВМ, имеет большую из- быточность. Каждое записываемое слово содерл-чт не только необходимую ин формацию о длительности положительного или отрицательного периода случайного сигнала, но и информацию о времени, прошедшем с начала периода измерения до момента смены полярности сигнала. Это является причиной необходимости большого объема памяти для записи входных данных и }гизкого быстродействия, обуславливаемого большой разрядностью обрабатываемых слов.

Цель изобретения - повышение быстродействия .

В устройстве информация о знаке исследуемого сигнала представляется в виде последовательности двоичных чисел, значение каждого из которых равно количеству интервалов дискретизации, на протяжении которых знак сиг нала не меняется. Применение указанного способа записи информации о знаке сигнала приводит к значительному сокращению объема памяти данных, необходимой в дальнейшем для записи в ЭВМ входной информации, а также к повышению быстродействия устройства за счет уменьшения разрядности обрабатываемых слов и реализации более быстрого алгоритма вычисления знаковой корреляционной функции.

Применение.преобразователей время - код обеспечивает учет тех ситуаций, когда разрядности двоичного сло

ва недостаточно для записи данных о

продолжительности интервала времени, на протяжении которого знак сигнала не меняется. При вычислении знаковой корреляционной функции обеспечивается обнаружение каждого случая недос- таточной разрядности двоичного слова.

На фиг.1 представлена структурная схема предложенного устройства; на фиг.2 - алгоритм вычисления знаковой корреляционной функции; на фиг.З - функциональная схема первого и второ формирователей импульсов; на фиг. 4 схема преобразователя время - код;

Q 5 0

5 Q

5

на фиг. 5 - функциональная схема коммутатора.

Устройство (фиг.1) содержит первый и второй детекторы 1,2 знака, первый 3 и второй 4 формирователи импульсов,выход 5 признака смены знака первого сигнала, выход 6 кода длительности, выход 7 признака смены знака второго сигнала, коммутатор 8, выходы 9, 1 0 сигнала, предельной , длительности, вход 11 задания номера входного сигнала, вход 12 разрешения считывания кода длительности входного сигнала, преобразователи 13, 14 время - код, блок 15 синхронизации, информационные входы 16. Формирователи 3,4 импульсов содержат (сЬиг.З) одновибраторы 17,18, элемент НЕ 19, элемент II20, элемент ИЛИ 21,RS-триггер 22, входы 23, 24, выгод 25.

Преобразователь время - код (фиг-4) кода длитапьности 13 (14) содержит входы 26, 27, выходы 28,29, счетчик 30, элемент И 31, элемент ИЛИ 32.

Коммутатор 8 (фиг.5) содержит адресный вход 33, дешифраторы 34, 35 и 36, элементы И 37 38 и 39, шиные Формирователи 40,41.

Знаковая корреляционная функция R(Kut) определяется в результате обработки последовательностей двоичных чисел, отображающих информацию о полярности сигналов, поступающих на входы коррелятора. Коррелятор предусматривает работу совместно с ЭВМ таким образом, что

R(K&t) -j Zlsipnrx(nAt)

N п

Xsign Y(nfct-KAt) ,

(О

5

5

где Дt - интервал дискретизации;

Kut - интервал сдвига;

X,Y - сигналы на входах коррелятора;

N - общее число выбора за период измерения Т.

Интервал дискретизации исследуемых сигналов At зависит от их спектра и требуемой точности представления. В большинстве случаев интервал дискретизации исследуемых сигналов значительно меньше времени, в течение которого полярность сигнала не меняется.

Информация о знаке сигнала может быть представлена битовой последовательностью: 0000 U111 000 1111111 00000011.

516

В приведенной последовательности каждый бит отображает значение знака сигнала в соответствующий интервал дискретизации.

Приведенная битовая последовательность без потери информации может быт представлена в виде: А,5,3,7,6,2. Т.е каждое число соответствует количеству интервалов дискретизации, в тече- ние которых знак сигнала на меняется. Предполагают, что нахождение знаковой корреляционной функции осуществляется в результате обработки данных, представленных в указанном виде.

Коррелятор работает следующим образом.

Процесс вычисления корреляционной функции можно разделить на два этапа:

запись данных об исследуемых сигналах обработка записанных данных, т.е. вычисление знаковой корреляционной функции. При этом возможна реализац-ы следующих режимов работы: запись данных о полярности исследуемых сигналов в i-й период измерения с одновременной обработкой данных, записанных в (1-1)-й период измерения (конвейерный режим); запись и обработка данных в i-й период измерения.

Работа знакового коррелятора в конвейерном режиме.

В начале каждого периода измерения на выходе коммутатора 8 вырабатывает

ся сигнал, который, поступая на входы

начальной установки формирователей 3, преобразователей 13, 14, устанавливает их в исходное состояние.

В исходном состоянии на разрядных выходах преобразователей 13,14 уста- навливается код, равный нулю. С разрядных выходов преобразователей 13, 14 двоичный код поступает на информационные входы коммутатора. Исследуе мые аналоговые электрические сигналы и поступают на входы первого и второго детекторов 1,2 знака, которые могут быть выполнены на основе последовательно соединенных усилителя и триггера Шмидта.

Детектор 1 (2) знака преобразует входной сигнал в цифровую форму. На его входе вырабатывается сигнал О, если входной сигнал положительный, и сигнал 1, если входной сигнал отри- цательный, Двоичный сигнал с выходов детекторов 1,2 знака поступает на выходы соответствующих формировате- лей 3,4. При переходе значения вход5

067

д

0 валов диикрети-кщнн Ь 0

5

с 5 0

6

ного сигнала из О в I или из в О на выходе соответствующего формирователя 3 или 4 рыраг дт.льар1т.л импульс, который, поступая на вход пле- рывания ЭВМ, инициирует период ее на требуемую подпрограмм/. В результате выполнения :юдпрограммы прерывания ЭВМ через коммутатор 8 считывает код длительности, вырабатываемый одним из преобразователей 13 или J .

После считывания кода длительности блок 15 синхронизации на втором или третьем выходе вырабатывает сигнал, который, поступая на вход сброса соответствующего преобразователя 13 или 14, устанавлирает его в исходное состояние.

В случае, если количество интернг- протяжении

которых знак сигнала не меняется, чревышает коэффициент пересчета пре образонателя 13 или 14, из выходе со; 1 ветстпующего преобрачопг геля I 3 иг: 14 вырабатывается сигнал, свидетельствующий о достижении предельной длительности. Этч г .-игнат, поступая на вход прерывания ЭВМ, инициирует запись в соптнеч гтпуюгг/ю ячейку памяти ЭВМ кода, рагпого М-1, где М - коэффициент пересчета преобразователя 13 млн 14. ilj.i последующем вычислении знаковой корреляционной функции обрабатываемые данные сравниваются с кодом М-I. Если слово данных равно М-1, то производится коррекция результата вычисления. Сравнение обрабатываемых данных с кодом М-1 может быть реализовало программным или аппаратным способом.

Формула изобретения

I. Устройство для определения знаковой корреляционной функции, содержащее два детектора знака, два формирователя импульсов, первый преобразователь время - код, блок синхронизации, коммутатор, причем входы первого и второго детекторов знака являются соответствующими и: форма-- ционными входами устройства, выходы первого и второго детекторов знака соединены соответственно с информационными входами первого и второго Формирователей импульсов, выходы которых являются соответственно первым и вторым выходами сигнала изме- |нения знака устройства, информациейный выход перлого преобразователя время - код соединен с первым информационным входом коммутатора, выход признака коммутации которого сое- динен с входами начальной установки первого и второго блоков формирования импульсов и первого преобразователя премя - код, тактовым вход которого соединен с первым выходом блока синхронизации, адресный вход коммутатора является входом задания помета входного сигнала устройства, инфор i цИонный выход коммутатора является выходом кода длительности входного сигнала устройства, стробирующий вход коммутатора является входом разрешения считывания кода длительности устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения быстро- действия,в него введен второй преобразователь время - код, причем информационные выходы сигнала предельной длительности первого и второго преобразователей время - код являют- ся соответственно выходами предельной длительности первого и второго сигналов устройства, тактовые входы первого и второго преобразователей время - код соединены с первым выходом блока синхронизации, второй и третий выходы которого соединены с входами сброса соответственно первого и второго преобразователей время - код, первый и второй входы останова блока синхронизации соединены соответственно с выходами признака сигнала первого выхода и признака сигнала второго выхода коммутатора, второй информа ционный вход которого соединен с ин формационным выходом второго преобразователя время - код, вход начальной установки которого соединен с выходом признака коммутации коммутатора.

2 Устройство по п. 1, о т л и - чающееся тем, что преобразователь время - код содержит счетчик, элемент И и элемент ИЛИ, причем счетный вход счетчика является тактовым входом преобразователя, первый и второй входа элемента ИЛИ являются соответственно входом начальной установки и входом сброса преобразователя, выход элемента ИЛИ соединен с входом установки в О счетчика, разрядные выходы которого соединены с соответствующими входами элемента И и образует информационный выход преобразователя, выход элемента И соединен, с третьим входом элемента ИЛИ и является выходом сигнала предельной длительности преобразователя е

i

Зо Устройство по п. отличающееся тем,что коммутатор содержит три дешифратора, три элемента II и два шинных формирователя, причем вход первого дешифратора соединен с входами второго и третьего дешифраторов и является адресным входом коммутатора, выходы первого, второго и третьего дешифраторов соединены с первыми входами соответствующих элементов И, второй вход первого элемент И соединен с вторыми входами второго и третьего элементов Ни являетсястробирующим входом коммутатора, выход первого элемента И является выходом признака коммутации коммутатора, выхо второго элемента И соединен с управляющим входом первого шинного формирователя и является выходом признака сигнала первого входа коммутатора, информационные входы первого и второго шинных формирователей являются соответственно первым и вторым информационными входами коммутатора, выходы первого и второго шинных формирователей через монтажное ИЛИ подключены к информационному выходу коммутатора, выход третьего элемента И соединен с управлявшим входом второго шинного формирователя и является выходом признака сигнала второго входа коммутатора.

о

СЭ ГМ

Я

17

21

25 -

Изобретение относится к вычислительной технике. Цель изобретения - повышение быстродействия. Устройство содержит два детектора 1, 2 знака, формирователи 3,4 импульсов, блок прерывания 10, преобразователи 13, 14 Ж время - код, блок 15 синхронизации, коммутатор 8. Предусмотрены аппаратные и программные средства обнаружения случаев недостаточной разрядности двоичного слова для вычисления зна- коьой корреляционной функции и коррекции результатов вычисления, которые проводятся с использованием информации о знаке сигнала, представленного в виде последовательности двоичных чисел, значение каждого из которых равно количеству интервалов дискретизации, на протяжении которых знак сигнала не меняется. 2 з.п. ф-лы, 5 ил. (Л

libid

#

26

Ј7

32

22

Фиг.д

С

+/

30

- 2д

1

$

Фиг А

Фиг. 5