Коррелятор Советский патент 1974 года по МПК G06F17/15 

1

Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники для определения характеристик случайных процессов.

Известен коррелятор для измерения корреляционных функций случайных npCHieccoB с любым законом распределения вероятностей, содержащий первый и второй аналсг-о-цнфрсжые преобразователи, выходы соответственно соединены с регист ром сдвига и блоком усреднения, блок управления, подключенный к управляющим входам анало1 О-цифр жых преобразователей, блока усреднения н регистра сдвига, соединенноГО входами с многоканальным переклнлчателем.

Известный коррелятор содержит цифровой умножнте;ш, который для вычисления каждого произведения требует определенното времени. Это приводит к тому, что период дискретизации процесса не может быть меньше, чем суммарное время, необходимое для преобразования в цифровой код и для перемножения двух кодов. Этот период в данном приборе определяет шаг задержки, или, J

другими слешами, шаг дискретизации кс реляционной функции.

Цель изобретения - упрощение коррелятора и уменьшение шага дискретизации корреляционной функции за счет исключения блока умножения и, следовательно, сокращения времени на умножение.

Предлагаемый коррелятор содержит икф ро-аналоговый преобразователь, подк/поченный к многоканальному переключателю, а выходом подключенный к опорному входу второго аналого-цифрс ого преобразователя информационный вход первого аналого-цифрового преобразователя соединен с источником ПОСТОЯННОГО напряжения, а ег-о onc vный вход - с источником исследуемото сигнаяа.

На чертеже изображена блок-схема коррелятора.

Аналса О-цифровой преобразователь 1 , сигнальный вход 2 которого соединен с источником постоянно)о напряжения U , а выход 3 опорного напряжения связан с источником входно1о сигнала X (t), подкшочен к сшнальному входу 4 регистра сдвига 5, вход которого через последовательно включенные многоканальный переклю чатель 6 и цифро-аналоговый преобразователь 7 соединен с входом опорного напряжения 8 второго аналого-цнфрсеого преобразователя 9, сигнальный вход 10 которого подключен к источнику второго входного сигнала у (t), выход связан сигнальным входом 11 блока усреднения 12. При этом, блок управления 13 выходом 14 свя зан с управляющим входом 15 преобразова теля 9, а выход 16 с управляющими входа ми 17 и 18 аналого-цифрового преобразователя 1 и регистра сдвига 5, соответственно, и выходом 19 с управляющим входом 20 блока усреднения 12. Устройство работает следующим образен Коррелятор вычисляет корреляционную по участкам, причем каждый участок содерлсит tn ординат корреляционной функ- ции. При вычислении корреляционной нкаии. на вход 3 опорного напряжения аналсн о-циф pOBCffO преобразователя 1 подается реализация процессов X (t), а-на его сигналь- ный вход 2 - постоянное напряжение U . На сигнальный вход 1О преобразовате ля 9 подается реализация процесса у (t)В исходном состоянии, при вычислении первых т, ординат корреляционной функции, многоканальный переключатель 6 соединяет выход аналого-цифровсн о преобразователя 1 со входом цифро-аналогового преО1бразователя:7,минуя регистр 5. ьлок управлений .:,1;,:9.вшрабатьшает две последовательности импульссж, сетределяю- щих работу коррелятора. С выхода 14 упомяну тот-о блока на управляющий вход 15 аналого-цифрового преобразователя 9 выдае ся последсжательность иМпульсов с периодом следсюания, равным шагу дискретизации ЛТ кс5)реляционной функции, а с выхо да 16 на управляющий вход 17 преобразователя 1 - последовательность импульсов с периодом следования. На выходе аналого-цифрдвого преобразователя 1 формируется код, соответствующий значению г/,Ai упаксу II J b-TcJItJ где - - максимальная разрядность преобразсдаателя 1 в единичнсм коде; X( значение входного сигнала на входе 3 оперного напряжения преобразсявателя 1 в момент времени j At . Этот код через регистр 5, многоканалшы х резЕШочатепь 6 и Ц1%к -аналоговь1й преобразователь 7 преобразуется в аналогсеое напряжение и подается на вход нвнрягжения 8 аналого-цифрового преобразователя 9. (При вычислении первых ГП ординат корреляционной функции многоканальный переклю- : чатель 6 подключен непосредственно к выходу аналого-цифрового преобразователя 1). В момент прихода с блока управления 13 импульса дискретизации с периодом дТ, совпадающего с j -ым импульсом последовательности с периода дискретизации на управляющий вход ГВ аналсго-цифрового преобразователя 9 происходит преобразование входного сигнала Jf (t), поданного на вход 10, в двоичный код его к напряжению 2(JAt)j действующему на входе 8. На выходе преобразователя 9 формируется код, {соответствующий значению niAt)|j y{jAi)maXlj/.t)v(JAt), (2) где -максимальная разрядность преобразователя 9 в единичном коде; y(JAt)- значение второго входного сигнала на входе 1О аналого-цифровсг-о преобразователя 9 в момент времени (jut ). Таким образом на выходе аналсж о-цифрового преобразователя 9 будет двоичный код, п{эопорциональный произведению входных сигнале в момент времени j/it Одновременно с этим кодсни, в этот же момент времени с блока управления 13 с выхода 19 подается сигнал на управляющий вход 2О блока усреднения 12. Этот сигнал подключает вход., 14,,н;а;и: тс рый; подан двоичный код, (ёу1гд1айй значению произведения,на первый канал блока усреднения 12. Через время CfC на выходе 14 блока управления 13 появляется второй импульс дискретизации, который снова запускает аналого-цифровой преобразователь 9. На выходе преобразователя формируется код, соответствующий произведению V(JAt,/ii;)m2XCi t)v(), (3) который поступает на вход 11 блока усреднения 12. OjDtHOBpeMeHHO с импульсом дискретизации на вьУходё 19 появляется управляющий сигнал, поступаюпшй на вход 20 блока усреднения 12, который подключает к сигнальному входу 11 второй канал блока усреднения. Затем со сдвигом на время операция повторяется. При этом минимальйый шаг дискретизации определяется временем, необходимым для набора кодй в анапсх оцифровых преобразсюателях. После прохождения т-ГО импульса с интервалом следования дЧГ на выходе 16 блока управления 13 формируется импульс, по которому 1вЁговь запускается аналот -йкфровой - преобразователь 1 и соответствен но через переключатель- 6 и цифро-аналого вый преобразователь 7 на вход опорного напряжения 8 аналого-цифрового преобразо вателя 9 поступает код, соответствующий значенйю нового задержанного на вёлич1Яну At сигнала в соответствии с формулой (1). ... В то же время поступает имтгульс дискретизации на вход 15 аналогё-цис рового преобразователя 9 с выхода 14 блока управления 13, который запускает аналого-цифрсеой преобразователь 9. В резуль тате на выходе аналого-цифрового преобразователя 9 формируется код, пропорциональный Значению произведения уже задер)- жанных на величину (j +l)ut сигналов, аналогично соотношению (3). ,Зтот код снова поступает на вход 11 блока усреднения 12, в котором сигнал управления с выхода 19 блока управления 13подключает первый канал блока усреднения, и складывается с кодом, ранее записанным в первом кана:ле. Через время At подключается второй канал блока усреднения и на него поступает код пропорциональный произведению запомненного первого сигнала на задержанный относительно его на время ДТ второй сигнал, который складывается с ранее записанным кодом во втором канале и т.д. Цикл вычисления далее повторяется, при этом в каналах усреднения, внсжь поступающие коды произведений складьтают ся с ранее записанными в соответствую- щих.каналах. После подачи ( М +1)-го импульса по выходу 16 и( К -го по входу 14блока 13, в к-ом канале накапливается сумма, пропорциональная ( К -3 ) ординате корреляционной функции. Таким образом, если N достаточно велико, то после повторения N +1 циклов Б П7 каналах блока усреднения будут накоплены величины, пропорциональные значениям ординат оценки корреляционной функции После прохождения Ш-ГО импульса в N +1 цикле блок управления 13 вырабатывает сигнал по выходу 19, который перекрьтает вход 11 блока усреднения 12 и переключает последний в режим выдачи результатов. Для получения следующих tU ординат взаимной корреляционной функции многоканальный переключатель 6 ставится в такое положение, что кодовый сигнал с аналого-цифрового преобразователя 1 проходит сначала на сшнальный вход 4 регистра сдвига 5 и , пройдя первый каскад регистра, поступает на цифро-аналоговый преобразователь 7. Сдвиг, регистра 5 сюуществляется импульсами синхронизации с периодом ut , подающимися на управляющий вход 18 с выхода 16 блока управления 13. Это приводит к задержке кодового сигнала на время . В результате свыхода цифро-аналогового преобразователя 7 получается сиг нал, соответствующий (1) для X(jAt -Дт) задержанный на время , а с выхода аналого-цифрового преобразователя 9 поступает код k-го канала блока усреднения 12, соответствующий напряжению ,r 7+k-i).x(iM ) (т )дт По истечении N +1 циклов в блоке усреднения получим следующие Ш ординат оценки корреляционной функции R mAT:...R()AT...)AT. Вычисления последующих участков корреляционной, функции производятся аналогичным образом. При вычислении автокорреляционной функции, на вход опорного напряжения 3 аналого-цифрового преобразователя 1 и сигнальный вход 10 преобразователя 9 подается реализация одного и того же процесса. В остальном работа коррелятора не отличается от описанной. Предмет изобретения Коррелятор, содержащий первый и . второй аналст о-цифровьте преобразователи, выходы которых соответственно соединены с регистром сдвига и блоком усреднения, блок управления, подключенный к управл5иощим входам аналого-цифровых преобразователей, блока усреднения и регистра сдвига, соединеннсяго входами с многоканальным переключателем, отличающийся тем, что, с целью упрощения коррелятора, он содержит цифроаналоговый преобразователь, подключенный к многоканальному переключателю, а выходом подключенный к опорному входу втсфого аналого-цифрового преобразователя, информационный вход первого налого-цифрового преобразователя соединен с источником постоянного напряжения, а его оперный вход - с источником исследуемого сигнала.

л... .Л.,АЛ