ЦИФРОВОЙ КОРРЕЛЯТОР Советский патент 1970 года по МПК G06F17/15 

Предлагаемое устройство относится к области приборов и вычислительной техники и предназначеио для вычисления корреляционной функции на онределенном участке реализации случайного тродесса.

В известных корреляторах, содержащих аналого-цифровые преобразователи, устройство управления, коммутатор, выходное устройство, основное и оперативное запомииающие устройства для вывода результатов вычислений из долговременной памяти устройства, которое имеет аналого-цифровой умножитель или устройство иеремножения, производящее с выходными величинами только одно арифметическое действие, необходимы специальные устройства выборки из намяти и регенерации требуемой информации, что ириводит к усложнению устройства.

Кроме этого, в известных корреляторах имеются снециальные суммирующие устройства для накоилеиия текущих (в нроцессе вычисления) значений точек корреляционной функции, что усложияет эти устройства.

Цель изобретения - упрощение устройства, повышение его иадежности и быстродействия.

Это достигается тем, что нредлагаемый коррелятор содержит арифметическое устройство, выход которого неиосредственно нодключен к выходному устройству (например, индикации), а ко входу основного заиомннающего

устройства подключен через коммутатор, выходы аналого-цифровых иреобразователей иодключеиы к одному из входов арифметического устройства через кольцевой регистр, а выход одного из аналого-цифровых иреобразователей, кроме этого, иодключен ко входу оиеративиого запоминающего устройства, выходы ячеек оперативного и основного запоминающих устройств соединеиы поразрядно и нодключеиы к соответствующим входа: 1 арифметичеекого устройства.

Для осуществлеиия поразрядного соединения выходов ячеек в качестве оперативного заномииающего устройства ирименеи сдвиговый регистр с одиовремеииым сдвигом числа только в одной из ячеек, нричем число разрядов в ячейке определяется иеобходимой точностью вычислеиия корреляционной функции, а чиело ячеек - числом ее точек.

Применение арифметнчеекого устройства иозволяет уиростить основное заиомииающее устройство. Последнее выиолняет только запомпнание информации о текущих значеннях корреляционной функции. Суммирование ири накоплении этих значеннй выполняется ири соответствующем управляющем сигиале в арифметичееком устройстве без его усложиения, так как ири этом используется логика сложения частных ироизведеннй ири умиоженнн. При иодключении выходного уетройства

(например, для поочередной отсветки значений корреляционной функции) к выходу арифметического устройства отпадает необходимость в снецнальном устройстве выборки и регенерации в основном запоминающем устройстве. Правильная отсветка происходит в циркуляции но окоичании процесса вычисления функции, при этом как выборка, так и регенерация чисел в ячейках основного заиоминающего устройства, нроизводнтся коммутатором совместно с арифметическим устройством, т. е. теми устройствами, которые нроизводят накопление значений функций в процессе вычисления.

Применение сдвигового регистра с одновременным сдвигом числа только в одной ячейке в качестве оперативибго заиоминающего устройства помимо упрощения последпего позволяет обойтись ири соедииепии его с арифметическим устройством без коммутатора. Кроме того, связь арифметического устройства с одним из аналого-цифровых преобразователей через кольцевой регистр позволяет при вычислении автокорреляционной функции обойтись без второго аиалого-цифрового иреобразователя.

Блок-схема предлагаемого коррелятора представлеиа на чертеже, где / и 2 - аналогоцифровые иреобразователи; 3 - оиеративиое запоминающее устройство (5i, 3z,...,3 - ячейки); 4 - основное запоминающее устройство (ь 42,...,4 - ячейки); 5 - кольцевой регистр; 6 - арифметическое устройство; 7 - выходиое устройство; 8 - коммутатор; 9 - устройство уиравления.

Источники случайных процессов иодкл1Ьчены соответственио к аиалого-цифровым преобразователям (АЦП) 1 и 2. АПП 1 соединен с оперативным запоминающим устройством 3, которое предназначено для задержки первого исследуемого процесса путем запомннания и сдвига дискретных выборок последнего, причем сдвиг начинается с той ячейки, в которой хранится дискретная выборка с максимальным временем задержкн. Кольцевой регистр 5 предназначен для заноминания на мииимальное время задержки дискретной выборки первого случайного процесса при вычисленин автокорреляционной функции или выборки второго процесса - ири вычисленни взаимокорреляционной функции. Кроме запомппаиия, в пем осуществляется сдвиг выборки ио кольцу для возможности поразрядного умножения в арифметическом устройстве 6 ее на содержимое ячеек устройства 3.

Арифметическое устройство 6 кроме иеремножеиия дискретных выборок, иоступающпх из устройств 3 и 4, ироизводит сложение произведеция с числом, вызванным из оиределеииой ячейки устройства 4, в котором хранятся текущие значения корреляционной функции. Коммутатор 8, связанный с выходом арифметического устройства 4, иредиазиачеи для .выбора ячейки в устройстве 4, содержимое которой выводится в устройство 6, и записи в эту

ячейку результата вышеуказаиного сложеиия. Устройство 9 управления предназначено для унравлепия работой блоков и синхронизации всего коррелятора в целом.

Вычисление автокорреляционной функции происходит следующим образом.

Дискретиая выборка иервого ироцесса поступает в ячейку ) оперативного запоминающего устройства 5 и в кольцевой регистр 5. По

сигналу устройства 9 управления выборка с максимальпым временем задержки из соответствующей ячейки при сдвиге выводится в арифметическое устройство 6, освобождая ячейку. Выборка в регистре 5 последовательпым кодом иостуиает в арифметическое устройство 6, где иоразрядпо умножается иа выборку из устройства 3. Результат умножеиия суммируется в устройстве 6 с вызванным из ячейки устройства 4 значением точки корреляциониой фуикции, номер которой совиадает с номером ячейки устройства 4, и нолученная сумма возвращается вновь в эту ячейку.

Далее ио снгналу устройства 9 управления происходит сдвиг в соответствующей ячейке

устройства 3, содержимое которой переписывается в освободившуюся ячейку и одновремеипо поступает на вход арнфметического устройства 6. Дискретиая выборка, иостуиившая в регистр 5 в начале цикла, опять сдвнгается но

кольцу и ироизводятся аналогичные вышеописанным операции включительно до сдвига числа из ячейки 1 в ячейку 32.

На этом цикл работы заканчивается. Ячейка 5i готова принять новую выборку, сдвинутую

относительно иредыдущей на мииимальное время задержки. При иоступлении в регистр 5 иовой выборки предыдущая автоматпчески стирается.

Последующие циклы аналогичные опнсанному. .

Отличие при вычислеиии взаимнокорреляцнонной функции заключается в том, что дискретиая выборка поступает с АЦП 2 через кольцевой регистр 5 на один из входов арифметического устройства 6, а в оперативиое запомииающее устройство 3 - с АЦП 1. В остальпом порядок вычисления сохраняется.

Предмет изобретения

Цифровой коррелятор, содержащий аналогоцифровые иреобразователи, устройство уиравления, коммутатор, выходное устройство, основное и оперативное заноминающие устройства, а арифметическое устройство, отличающееся тем, что, с целью его уирощення. в нем выход арифметического устройства непосредственно иодключе) к выходному устройству, а через коммутатор - к основному запоминающему, выходы аналого-цифровых преобразователей подключены к арифметическому устройству через кольцевой регистр, причем

запоминающим устройством, выходы ячгек которого соединены поразрядно и подключены

к соответствующим входам арифметического устройства.