Многоканальный полярный коррелятор Советский патент 1974 года по МПК G06F17/15 

(54) МНОГОКАНАЛЬНЫЙ ПОЛЯРНЫЙ КОРРЕЛЯТОР

г Изобретение относится к. специализиро ванным вычислительным устройствам, пред назначенным для определения корреляционных функций случайных процессов. Известный многоканальный полярный коррелятор, содержащий кольцевой распре делитель, ключевые схемы, схемы И,, триггеры и усилитель-ограничитель, прост в схемном решении, удобен и надежен. Однако ему присущи погрешности, которые возникают за счет вьщачи первым . вспомогательным триггером ложного сигнала, определяемого полярностью входного сигнала в предыдущем цикле, при отсутствии сигнала на входе коррелятора в момент срабатывания первой ячейки кольцевого распределителя в последующем цикле. При определении нормированной корреляционной функции, случайного процесса используется вероятность совпадения знаков только одной полярности (отрицательной). Целью изобретения является сокращение времени анализа. Это достигается введением третьего и {четвертого триггеров и дополнительной ключевой схемы, второй схемы И и блока установки нуля. Блок-схема предложенного коррелятора показана на чертеже, где приняты следующие обозначения: 1 - кольцевой распределитель; 2 - 2 триггеры кольцевого распределителя; 3 и 4 - первый и второй вспомогательные триггеры первой группы; 3„ и 4 первый и второй вспомогательны триггеры второй группы; 5 - 5 - ключевые схе2 ft мы (ключи) первой группы; 5 и 5 первый и второй ключ второй группы; 6, 7 - диоды; 8 - усилитель-ограничитель; 9 и 9 - первая и вторая логические схемы Ю - Ю. - счетчики импульсов; 11 - генератор тактовы х импульсов; 12 - схема установки нуля первых вспомогательных триггерав;13 и 14 - схема ИЛИ. в многоканальном полярном коррелягто-i ре вход через усилитель-ограничитель 8 связан со входами ключевых схем 5 и 5 Управляющий вход ключа 5 соединен с выходом первого триггера 2 кольцевого распределителя 1, а управляющий вход ключа 5 через диоды 6 и 7 - с выходами генератора тактовых импульсов 11. Выход ключа 5 соединен со входами первых триггеров 3 -. и 3 , а выход клю-Lча 5 - со входами вторых триггеров 4 и 4 . Выходы триггеров 3 и 4 соеди2.т:::т..;:::.:г::„.1.и| 77 нены со входами логической И у., а выходы триггеров 3 и 4 соединены со „ входами логической схемы И 9 - оыхо ды логических схем И 9 « чены ко входам группы канальных ключевых схем 5 - 5, управляющие входы которых с выходами соответству юцих ячеек 2. - 2 кольцевого распределителя 1, Выход каждой ключевой схемы 5 - 5 соединен со входом соответствующего счетчика импульсов Ю - 1О, а вход первого счетчика импульсов Ю - через диоды 13 и 14 подключен к выходам первых триггеров 3 3 , входы которых через схему 12 установки нуля соединены с выходом последней ячейки 2 кольцевого распределителя 1. Мпогокана1 ьный полярный коррелятор работает следующим образом. В начале каждого цикла работы кольцевого распределителя 1 оба первых триггера 3 Q схемой установки нуля 12, которая вырабатывает импульсы установки от заданного фронта выходного импульса последней ячейки, устанавливаются в положение О т. е. с их выходов снимаются О. ВходI ной сигнал, прошедший через усилитель- ограничитель 8, через открытую схему 5 поступает на входы первых триггеров 3, и 3. Можно принять, что при отрицательной полярности входного сигнала на выходе триггера 3 возникает 1, а на выходе триггера 3 О, а при положительной полярности входного сигнала на выходе триггера . остается О, а на выходе триггера 3„ возникает 1. При появле| нии каждого тактового импульса на выхо- | бО дах генератора 11 открывается ключ 5 гп. , j через который входной сигнал, прошедший через усилитель-ограничитель 7, поступает на входы вторых триггеров 4 И 4 . При отрицательной полярности входного сигнала на выходе триггера 4 возникает 1, а на выходе 4 - О, а при положительной полярности на выходе триггера 4 остается О, а на выходе триггера 4 возникает 1. Сигналы с выходов триггеров з. и 4 первой группы подаются на входы первой схемы И 9, I ас выходов триггеров 3 и 4 второй Z группы подаются на входы второй логнческой схемы И 9 . Импульс напряжения на выходе схемы И 9.j или схемы И 9 возникает лишь в том случае, если на оба входа, т. е. или с триггеров 3 i J- 1 или с триггеров 3 и 4 приходит 1. Иными словами тогда, когда полярность входного сигнала в момент срабатывания первого триггера 3 (З ) и в момент ера- 12 батывания второго триггера 4 Q) совпадает. Импульс напряжения с выхода схемы И 9 или 9 через один из открытых ключей 5 - 5 проходит на соответствующий счетчик импульсов, где и фиксируется. Пусть в момент появления импульса в первой ячейке триггера 2 кольцевого рас-,„ 1 нределителя 1 входной сигнал имеет отрицательную полярность. Тогда входной сигнал, пройдя через усилитель-ограничитель 8 и открытую схему 5 переведет триггер 3 в такое состояние, что на его вьи.оде , появится (на выходе триггера 3 остается О). При поступлении следующего тактового импульса через время задержки , равное длительности импульса на выходе триггеров кольцевого распределителя 1, откроется схема 5 этим тактовым импульсом и схема 5 - импульсом с выхода второго)триггера 2 кольцевого распреде2лителя 1. Через открытую схему 5 входной сигнал поступит на входы вторых триггеров 4 и 1 2. В зависимости от полярнести входного сигнала в данный момент 1

времени на выходе второго триггера 4 |

первой группы возникает либо О, либо. Если на выходе триггера4 возникает,

то на оба входа схемы И 9 поступят 1, которые вызовут появление--импульса напряжения на ее выходе. Этот импульс напряжения через открытую ключевую схему 5 поступит на счетчик импульсов 10 .

где и будет зафиксирован. При появлении

слёдуюш.его тактового импульса через удвоенное время задержки от момента срабатывания триггера 3 открывается

схема 5„- и импульсом с выхода третьего триггера 2 кольцевого распределитеоля 1 откроется схема 5 . Через открыо

тую схему 5 входной сигнал поступит на вход второго триггера 4 и переведет

его в состояние, соответствующее полярности входного сигнала. На первый вход первой логической схемы И 9 с выхода первого триггера 3 поступит 1,

а на второй вход - либо 1, либо О. Выходной сигнал первой схемы И 9

через открытую 5 .поступит на

о

счетчик импульсов Ю и т. д.

При последующем появлении тактовых

импульсов и срабатывании ячеек кольпевого распределителя на выходе первой логической схемы И 9 при выполнении указанных выше условий возникают импульсы напряжения, которые через соответствующую открытую схему поступают на соответствующий счетчик импульсов и т, д.

В течение всего этого цикла работы кольцевохО распределителя 1 на выходе второй логической схемы И 9 :сигнал

отсутствует независимо от состояния втрого триггера 4 второй группы, так

как сигнал по первому ее входу, т. е. с выхода первого триггера 8 второй

группы, равен О. Если в течение срабатывания первой ячейки 2 кольцевого

распределителя 1 входной сигнал имеет

положительную полярность, то в течение всего цикла работают триггеры 3

«

второй группы и определяется совпадение знаков сигналов положительной полярност и на входы импульсных счетчиков 1О -1

поступают импульсы напряжения уже с выхода второй логической схемы И 9 .

Если в течение срабатывания первой ячейки 2 кольцевого распределителя 1 входной сигнал равен нулю, то и в течение всего последующего цикла работы кольцевого распределителя 1 на выходах обеих логических схем И 9 и 9 сигналы отсутствуют, так как первые триггеры 3

и 3 находятся в исходном нулевом состоянии, что обеспечивается схемой 12 установки нуля после окончания каждого

цикла работы кольцевого распределителя, I Первый счетчик импульсов 1О счита-1

ет только рабочие циклы коррелятора, т. е. подсчитывает общее число выборок, так как его вход соединен с выходами первых триггеров 3 3 .

По истечении времени, необходимого дJШ определения знаковой корреляционной функции, со счетчиков импульсов снимают отсчеты и определяют вероятности совпадения знаков как отнощение числа, зафиксированного в соответствующем счетчике, к числу, зафиксированному в первом. Нормированная корреляционная функция случай- ного процесса определяется через вероятI ность р ( +) как функция задержки :|

p(T) -cos 25Гр( 4)

Число определяемых ординат нормированной корреляционной функции соответствует числу ячеек кольцевого распределителя, а дискретные значения аргументов кратны периоду генератора тактовых импульсов. Следует отметить и1ирокие возможности и простотуизменения интервала корреляции путем изменения частоты генератора тактовых импульсов и числа определяемых ординат : корреляционной функции путем изменения числа ячеек кольцевого I распределителя, а введение блока установI ки нуля и использование вероятности сов-, падения знаков обеих полярностей сущест- венн4 повыщает точность и сокращает время анализа случайных процессов.

Предмет изобретения

Многоканальный полярный коррелятор, содержащий кольцевой распределитель, соединенный выходами с управляющими входами группы ключевых схем, соединенных ., соответственно со счетчиками, усилительограничитель, соединенный через ключевую, схему и первый триггер со схемой И, второй триггер, подключенный к ключевой j

I схеме, отличающийся тем, что, с целью сокрао1ения времени анализа, он содержит схему ИЛИ, третий и четвертый триггеры, дополнительную ключевую схему, соединенную соответственно с единичным и нулевым входами третьего и четвертого триггеров, вторую схему И,

подключенную входами ко второму и четвертому триггерам, схему установки нуля, подключенную к выходу последней ячейки кольцевого распределителя и к установочным входам первого и второго триггеров, выходы ко-ЕОрых через схему ИЛИ подключены ко входу первого счетчика.