МНОГОКАНАЛЬНЫЙ АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ЗНАКОВЫЙКОРРЕЛЯТОР Советский патент 1971 года по МПК G06G7/19 G06G7/52 

Предлагаемый коррелятор относится к средствам вычислительной техники для аппаратурного определения характеристик случайных процессов.

Известен многоканальный аналого-цифровой знаковый коррелятор для измерения с прямым отсчетом -нормированной функции корреляции случайных процессов, содержащий центрирующий фильтр, узлы сравнения, узел задержки, временной селектор, генератор случайного сигнала, схему логического сложения, реверсивные счетчики импульсов, вентили, делитель частоты, два триггера и кнопочный выключатель. Такой прибор «е позволяет непосредственно измерять интервал корреляции -исследуемого случайного процесса.

Цель предлагаемого изобретения - обеспечить возможиость непосредственного измерения интервала корреляции (в темпе поступления исследуемого сигнала) без существенного усложнения устройства.

Это достигается тем, что предлагаемый коррелятор содержит дополнительный реверсивный счетчик импульсов, суммирующий и вычитающий входы которого подключены соответственно к первому и второму выходам импульсного узла сравнения.

Входной зажим / связан через центрирующий фильтр 2 с сигнальным входом 3 схемы 4 сравнения, второй вход 5 которой подключен к источнику постоянного напрялсения (не показан на чертеже), задающего уровень сравнения Е. Выход схемы 4 сравнения соединен непосредственно с временным селектором 6 но входу 7, с управляющими входами 8 и 9. Выход временного селектора 6 связан с

блоком 10 задержки и с единичным входом триггера 11. Каждый выход блока 10 соединен с соответствующим входом собирательной схемы 12 (схемы «ИЛИ). Для задания вспомогательного случайного

процесса используется генератор 13, связанный со схемой 14 сравнения, имеющей входы 15-17 и выходы 18 и 19. Первый из этих выходов подключен к вентилям 20 по входам 21. Входами 22 вентили связаны с блоком 10 задержки, который подключен к вентилям 23 через входы 24 и 25. В корреляторе применены основные реверсивные счетчики 26 с управляющими входами 27 и 28. Выход делителя частоты 29 соединен с нулевым входом триггера 30, единичный вход которого подключен к схеме 4 сравнения через кнопочный выключатель 31.

после центрирования фильтром 2 поступает на вход 3 схемы 4 сравнения. На вход 5 этого узла подается постоянное напряжение (его оптимальное значение в 1,4 раза больше среднеквадратичного отклонения исследуемого процесса). В момент, когда выполняется условие x(ti)E, ка выходе схемы 4 сравнения появляется импульс-выборка. Поскольку исходное положение триггера 11 управления выборками- единичное, то на управляюш,ем входе 9 временного селектора 6 имеется разрешающий потенциал (надежность начальной установки триггера 11 в единичное положение обеспечивается дублированием: подачей на триггер импульса сброса счетчиков; цепь подачи на чертеже не показана). При наличии разрешаюш,его напряжения и на втором управляюш,ем входе 8 выходной импульс схемы 4 сравнения проходит через селектор 6 в блок 10 задержки и на единичный вход триггера 11. Последний перебрасывается в нулевое Состояние, и на вход 9 селектора 6 подается запреш.ающее напряжение. Пока триггер 11 находится в единичном положении, выходные импульсы схемы 4 сравнепия через селектор проходить не могут.

Импульс, поступаюш,ий в блок 10 задержки, через определенные интервалы времени т последовательно появляется на п выходах этого узла (на первом выходе через интервал т, на t-OM выходе через /т, -на л-ом выходе через пт). Задержанный имиульс подается с t-ro выхода через схему 12 на управляющий вход 17 схемы 14 сравнения. В ней сопоставляется напряжение центрированной реализации, поступающее на вход 15, с напряжением случайного сигнала генератора 13, подводимым ко входу 16. Это случайное напряжение, независимое от исследуемого, характеризуется равномерным распределением вероятностей в пределах от -А до -{-А, причем эта величина не меньше максимального напряжения исследуемого сигнала. Если в момент подачи импульса с 1-го выхода блока задержки на вход 17 схемы 14 сравнения оказывается, что входной центрированный задержанный сигнал

больше всномогательного .г-((-т) f/(j+T), то появляется импульс на выходе 18, который проходит через 1-й вентиль 20 на суммирующий вход 27 реверсивного счетчика 26 1-го канала (нри этом на управляющем входе 22 вентиля 20 имеется разрешающее нанряжение 1-10 выхода узла задержки). При выполнении

условия x{tj- -T:) и(tji:) в момент опроса схемы 14 сравнения возникает импульс на выходе 19, поступающий на вычитающий вход 28 счетчнка 26 через вентиль 23.

ния. В зависимости от соотношения напряжений x(t) и и(t) в момент появляется импульс па выходе 18 или на выходе 19 схемы 14 сравнения. В первом случае импульс проходит на суммирующий вход 27 реверсивного счетчика 26 2-го канала, во втором - на вычитающ.ий вход 28 этого счетчика. В момент картина повторяется, будет зафиксирован импульс в счетчике 3-го канала и т. д.

Появление в момент /j+nt импульса на «.-м выходе узла задержки, помпмо последнего при данной выборке опроса схемы 14 сравнеПИЯ, в результате которого фиксируется импульс в счетчике ге-го канала, вызывает переброс триггера 11 управлепия выборками в исходное (единичное) положение. Вследствие этого, на управляющий вход 9 селектора 6

вновь подается разрешающее напряжение и создается возможность прохождения через селектор второго импульса-выборки, возникающего на выходе 3 схе.мы сравнения при выполнении условия x{tj)E. После завершения процесса аналогично имевшему место при первой выборке все повторится при третьей выборке и т. д.

По истечении N выборок показание реверсивного счетчика i-ro канала пронорционально оценке ординаты (т) нормированной

функции корреляции исследуемого случайного

процесса.

Общее число выборок N задается устройством, состоящим из делителя частоты 29, триггера 30 и кнопочного выключателя 31. До начала измерения триггер 30 находится в нулевом положении, на вход 8 временного селектора 6 подается запрещающий потенциал.

После нажатия кнопочного выключателя 31 первый выходной импульс схемы 4 сравнения неребрасывает триггер 30 в единичное положение и на вход 8 селектора 6 постунает разрешающее напряжение. Пока триггер 30 пребывает в единичном положении, импульсывыборки, образующиеся на выходе схемы 4 сравнения, проходят через селектор 6 на блок 10 задержки и единичный вход триггера 11. Они также ноступают в де.титель частоты 29,

представляющий собой пересчетную схему, коэффициент пересчета которой устанавливается равным для получения прямого отсчета (Ь - целое число изменяется переключателем, который на схеме не показан). После

подачи 10М/Ё импульсов на выходе делителя частоты 29 возникает и.мпульс, возвращающий триггер 30 в нулевое ноложение. В результате снимается разрешающее напряжение со входа 8 временного селектора 6. Показа п-1е

счетчика /-го каиала дает непосредственную р(т) ординаты нормированной функции корреляции, причем число определяет положение запятой. помощью реверсивного счетчика 32. Оно заключается в вычислении .интеграла от нормированной корреляционной функции р(т) в пределах от О до пгмакс Тмакс которое сводится к алгебраическому суммированию площадей п прямоугольников. Основания всех прямоугольников равны щагу измерения корреляционной функции (величина которого выбирается достаточно малой), а высота k-ro прямоугольника равна k-й ординате р(йт) функции корреляции. Таким образом, интервал корреляции определяется как произведение шага измерения т на алгебраическую сумму п ординат. Эта сумма подсчитывается реверсивным счетчиком 32, а следовательно, его показание пропорционально интервалу корреляции. Если установить коэффициент пересчета делителя частоты 29 равным lOM/f, то счетчик 32 будет непосредственно показывать оценку измеряемого интервала корреляции (число b характеризует положение запятой). 6 Предмет изобретения Многоканальный аналого-цифровой знаковый коррелятор для измерения с прямым отсчетом нормированных функций корреляции случайных процессов, содержащий центрирующий фильтр, две схемы сравнения, временной селектор, блок задержки, генератор случайного сигнала, реверсивные счетчики импульсов, собирательные схемы, вентили, делитель частоты, два триггера и кнопочный выключатель, отличающийся тем, что, с целью непосредственного измерения интервала корреляции исследуемого процесса, он содержит дополнительный реверсивный счетчик импульсов, суммирующий и вычитающий входы которого подключены соответственно к первому и второму выходам импульсной схемы сравнения.