ЦИФРОВОЙ ЗНАКОВЫЙ КОРРЕЛОМЕТР Советский патент 1971 года по МПК G06G7/19 G06F17/15 

Изобретеппе относится к области специализироваипых средств вычислительной техники для аппаратурного определения характеристик случайных процессов.

Известен цифровой знаковый коррелометр для измерения корреляционных функций случайных процессов с любым законом распределения вероятностей, основанный на использовании знаковой корреляции и алгебраического суммирования исследуемого сигиала с вспомогательпым, равновероятно распределенным сигналом, содержащий два входных устройства, два сравнивающих устройства, два генератора случайного равновероятного сигнала (пилообразного иапряжепия), генератор импульсов опроса, три трпггера, две схемы совпадений, счетчик импульсов, временной селектор, делитель частоты, дифференцирующую цепь и киоиочный выключатель.

Недостаток известного коррелометра заключается в том, что он является однокаиальным устройством и, следовательно, за один цикл измерения определяет только одну ординату функции корреляции.

Целью иредлагаемого изобретения является создание возможности измерять параллельно п ординат коррелядиоиной функции (число п ограничивается только требуемым количеством ординат).

Эта цель достигается тем, что включен делитель-коммутатор на п каиалов, основной вход которого соединен с выходами первой и второй схем совпадений. Управляющий вход делителя-коммутатора иодключен к выходу генератора имп льсов опроса. Каждый канальный выход делителя-ком.мутатора присоедииен ко входу соответствующего счетчика импульсов. Управляющий выход делителякоммутатора подключен к управляющему входу первого сравпивающего устройства и к сигнальпому входу временного селектора. Один из выходов первого сравнивающего устройства соедипен с единичным входом

триггера, нулевой выход которого подключен ко входу второй схемы совпадения.

Па фиг. 1 приведена блок-схема иредлагаемого коррелометра; на фиг. 2 - ноясняющне

временные диаграммы.

Устройство содержит два входных зажима 1 и 2, на которые подаются наиряжеиия реализаций соответственно первого и второго случайных процессов, входные устройства 3

и 4, сравиивающие устройства 5 и 6., генераторы 7 н 8 случайных равновероятных сигналов, генератор 9 импульсов опроса, временной селектор 10, делитель частоты 11, триггеры 12 и 13, схемы совпадений 14 и 15, де/7-19 и замыкающую кнопку 20 с самовозвратом.

Коррелометр работает следующим образом.

Ирн определении функции взаимной корреляции сигналы x(t и y(t) поступают на входные зажимы I -л 2 входных устройств 5 и 4 и далее на входы основных сигналов сравнивающих устройств 5 и 5 соответственно. На входы вспомогательных сигналов устройств 5 и 6 поступают случайные напряжения генераторов 7 и 8. Значения каждого из всноыогательных напряжений независимы от напрял-:ений исследуемых сигналов и друг ог друга. Они распределены равномерно внутри интервалов от -А до -f-Л и от -В до -}-В соответственно. При этом величина Л должна быть больше или равна максимуму абсолютного значения первого исследуемого сигнала, а величина В - больше или равна максимуму абсолютного значения второго иследуемого сигнала.

Сравнение основного (исследуемого) и всномогательного сигналов в устройствах б и 6 происходит в моменты поступления управляющих импульсов на третьи входы сравнивающих устройств. Эти импульсы подаются непосредственно с генератора 9 на вход сравнивающего устройства 6, а на вход сравнивающего устройства 5 они поступают с управляющего выхода делителя-коммутатора 16. Делитель-коммутатор 16 делит в я раз частоту следования импульсов, поступающих с генератора 9 па управляющий вход - число параллельно измеряемых ординат корреляционной функции). В результате сравнивающее устройство Ь опрашивается в п раз реже, чем сравнивающее устройство 6. Уто обеспечивает перемножение знака разности процессов ) и lJ(i, полученного в момент времени t, на п знаков разностей процессов y(t) и lJ(t), соответствующих моментам времени t, t-j-To, i+27o,..., r-f (и-1)Го, где Го - период следования имнульсов генератора 9.

Если в моменты опроса сравнивающего устройства 5 оказывается, что x((t), то ноявляется импульс на одном выходе при x(t)U(t) возникает импульс на другом выходе. Аналогичные сигналы получаются и на выходах сравнивающего устройства 6, когда ij(t)U(t Kwy((t).

С первого выхода сравнивающего устройства 5 импульс поступает на нулевой вход триггера 13, а с другого выхода подается па единичный вход того же триггера. В нулевом состоянии триггера 13 с его единичного выхода подается напряжение на вход схемы совпадений 14, которое при наличии напряжения па управляющем входе создает возможность происхождения импульса с выхода сравнивающего устройства 6 через схему совпадения 14. Одновременно с нулевого выхода триггера 13 подается на вход схемы совпадений 15 такое напряжение, при котором

нрохоледение импульса с выхода сравнивающего устройства 6 через схему совпадения 5 невозможно.

В единичном состоянии триггера 13 с его нулевого выхода поступает напряжение на вход схемы совпадения 15, обуславливающее прохождение импульса с выхода сравнивающего устройства через эту схему ири наличии напряжения на унравляющем входе.

Выходы схем совпадений 14 и 15 подключены к основному входу делителя-коммутатора 16.

Делитель-коммутатор 16 (построенный, например, по триггерно-метричной схеме) распределяет поступающие импульсы по канальным выходам в зависимости от порядкового номера вычисляемой ординаты корреляционной функции. Каждый из канальных выходов подключен к сигнальным входам счетчиков

импульсов 17-19, накапливающих имиульсы данного канала (на. фиг. 1 для примера изображены три счетчика). Показание счетчика t-ro канала в концг цикла измерения соответствует i-й ординате корреляционной функции.

Общее число опросов Л задается с помощью специальной схемы, состоящей из временного селектора 10, делителя частоты 11, триггера 12 л кнопки 20.

В исходном положении триггера 12 на его выходе - нулевое нанряжение. Г1ри этом импульсы с управляющего выхода делителякоммутатора 16 не проходят через временной

селектор JO на вход делителя частоты 11 и заперты обе схемы совпадений 14 и 15, так как нулевое напряжение с выхода триггера 12, поступающее на управляющие входы, закрывает эти схемы и селектор 10. Следовательно, пока триггер 12 находится в нулевом положении, прибор не функционирует.

Пачало работы прибора оиределяется нажатием кнопки 20. При замыкании ее коптактов выходной имиульс генератора 9 поступает на единичный вход триггера 12 и перебрасывает его в едипичное ноложение. С этого момеита подаются папряжепия па управляющие входы схем совпадений 14 и 15 и

селектора 10, и онн отиираются. Одновременно сбрасываются на нуль счетчики имнульсов 17-19.

После прохождения через делитель частоты // Л импульсов, выходящих с делителякоммутатора 16, па выходе делителя появляется импульс, возвращаюп1,ий триггер 2 в исходиое (нулевое) положение. На этом заканчивается измерение взаимной корреляционной функции в п точках. СоответствуюЩИЛ1 выбором общего числа опросов Л обеспечивается непосредственный отсчет значений корреляционной функции. Для измерения корреляционной функции замыкается кнопка 20, и папряжение исследуемого сигнала x(t)

pa измерении сохраняется той же, что и при определении взаимной корреляционной функции.

Предмет изобретения

Цифровой знаковый коррелометр для измерения корреляционных функций случайных процессов с любым законом распределения вероятностей, содержащий входные устройства, сравнивающие устройства, генераторы случайных равновероятных сигналов, генератор импульсов опроса, триггеры, схемы совпадений, счетчики импульсов, временной селектор, делитель частоты и замыкающую кнопку с самовозвратом, отличающийся тем, что, с целью параллельного измерения нескольких ординат функции корреляции, он содержит делитель-коммутатор, основной вход которого соединен с выходами первой и второй схем совпадений, управляющий вход

делителя-коммутатора подключен к выходу генератора импульсов опроса, каждый канальный выход делителя-коммутатора подсоединен ко входу соответствующего счетчика импульсов, управляющий выход делителякоммутатора подключен к управляющему входу первого сравнивающего устройства и к сигнальному входу временного селектора, один из выходов первого сравнивающего устройства соединен с единичным входом

триггера, нулевой выход которого подключен ко входу второй схемы совпадения.

Jl

I Hill mini 11 I и I и I,.

11

II II lllllll II Mill

--f