Многоканальный коррелятор Советский патент 1978 года по МПК G06F17/15 

1

Р1зобр5тение отпоситсл к спсттиализированным средставам вычислительной техники и .:ожет быть 1спользоваио для аппаратурного определения статистических характеристик стационарных случайных процессов в системах автоматического управления и различных радиоэлекториных устройствах.

Известны корреляторы, работающие но алгоритму Стилтьеса 1. Такие корреляторы запи:;1а:от иромежуточное иоложение но сложности и точности между аналоговыми и цифровыми устройствами.

Известеп многоканальный коррелятор-прототип с широтно- и частотно-импульсной модуляцией, содержащий коммутатор и в каждом канале реверсивный счетчик, счетный вход которого подключен к выходу соответствующего элемента И, первый вход элемента И каждого канала соединен с соответствующим выходом коммутатора, вход которого подключен к генератору импульсов, первым входом коррелятора является вход первого блока согласования, выход которого подключен к информап онниому входу блока запомииания знака, управляющие входы которого соединеиы соответственно с первым и последним выходами кодмутатора и с управляющими входами блока заио угипанпя уровня сигнала, вторым входом коррелятора является вход второго блока согласования, выход которого через двухиолуперподпыи детектор подключен ко входу преобразователя напряжение- частота, выход которого подключен к первому входу дополнительного элемспта

И, второй вход которого соединен с выходом нреобразователя напряжения - временной интервал, первый вход которого подключен к выходу генератора нмпульсов, выход дополнительного элемента И соедпнен со вторым входом элемента И каждого канала.

Недостатки прототииа связаны с усложненностью структуры каждого канала устройства за счет необходимости канальных логических блоков умнол ения.

Целью изобретення является унрощеиие устройства.

Это достигается тем, что в коррелятор дополнительио введены донолннтельный двухполупериодный детектор, переключающий блок, источник постояиных напряжений, п; рафазный усилнтель и дискриминатор знака, вход которого соединен с выходом нарафазного уенлителя, а выходы подключены еоответственно к управляющим входам реверсивных счетчиков каждого канала, управляющий вход парафазного уснлптеля соединен с выходом блока запоминания знака, а вход нарафазного усилителя нодключен ко второму входу коррелятора, входы иереключающего блока соединены соответствепио с выходами источника постоянных напряжений и блока заиоминания уровня сигнала, информационный вход которого нодключен к выходу донолнительного двухполунернодного детектора, вход которого соединен с выходом нервого блока согласования. Блок-схема коррелятора нриведена на чертеже. Коррелятор содержит блок 1 согласования, блок 2 заиомииания зиака, двухиолупериодиый детектор 3, блок 4 запоминания уровня сигнала, парафазный усилитель 5, дискриминатор 6 знака, элементы И 7 каждого канала, реверсивные счетчики 8 каждого канала. иереключающий блок 9, преобразователь 10 нанряжение - временной интервал, блок И согласования, двухиолуиериодныи детектор 12, преобразователь 13 напряжение - частота, элемент И 14, генератор 15 импульсов, коммутатор 16, источник 17 иостояниых напряжений. Входы блоков 1 и 11 соединены с источниками исследуемых сигналов X(t} и У (О соответственно. Выход блока 1 согласования соединен с сигнальным входом блока 2 запоминания знака сигнала X(i) и со входом двухиолунериодного детектора 3. Сигнальный выход блока 2 запоминания знака соединен с уиравляющнм входом нарафазного усилителя 5. Выход детектора 3 подключен к снгнальиому входу блока 4 запоминаиня уровня сигнала, сигнальный выход которого подключен к управляющему входу иереключающего блока 9. Сигиальный вход парафазного усилителя 5 соединен с источником сигнала У(/), а выход - со входом дискриминатора 6 знака. Два выхода дискриминатора 6 соединены с уиравляющнми входам сложения и вычитания соответственно реверсивных счетчиков 8 каждого канала. Счетный вход счетчиков 8 иодключен к соответствующим выходам канальных схем элементов И 7. Два сигнальных входа переключающего блока 9 соединены с источннком 17 постоянного напряжения f/i и 2 t/i соответственно, а выход подключен к сигнальному входу преобразователя 10 наиряжение - временной интервал, сигнальный выход которого подключен ко второму входу элемента И 14. Выход блока 11 согласования второго сигнала подключен ко входу детектора 12, выход которого соединен со входом преобразователя 13 напряжение - частота. Выход преобразователя 13 соединен с первым входом элемента И 14, выход которого соединеи с первыми входами канальных элементов И 7. Выход генератора 15 импульсов соединен с управляющим входом преобразователя 10 и со входом коммутатора 16. Выходы коммутатора 16 с первого по (п-1) подключены ко вторым входам канальных элементов И 7. Кроме того, первый выход коммутатора соединен с запоминающим входом блоков 2 и 4, а последний выход коммутатора 16 соединен со сбросовым входом блоков 2 н 4. Коррелятор работает следующим образом. После усилеиня центрированная реализация сигнала X(t) поступает одновременно на блок 2 запоминания знака и через двухиолуиериодный детектор 3 - на блок 4 заноминання уровня сигнала. В исходном состоянии блок 2 заиоминания знака, воздействуя на управляющий вход нарафазного усилителя 5, иодключает ко входу дискриминатора 6 знака инвертированный выход нарафазного усилителя 5. В зависимости от знака сигиала, ноступающего на дискриминатор 6, носледний подключает выходы элементов И 7 каждого канала либо к суммирующим, либо вычитающим входам реверсивных счетчиков 8. Блок 4 заиоминания уровня сигнала в исходном состоянии, воздействуя на уиравляющий вход иереключающего блока 9, иодключает ко входу преобразователя 10 иапряжение-времеииой интервал иостоянное иаиряженне Ui. При этом иреднолагается, что сигиал X{t) квантуется на четыре уровня с учетом знака (на два уровня без учета зиака), а сигиал У (О по уровню ие кваитуется, т. е. работа коррелятора основана на алгоритме Стилтьеса. Усиленный в блоке 11 си1нал y(t) поступает иа двухиолуиериодныи детектор 12. Сигнал /У(0/ с выхода детектора 12 ноступает иа преобразователь 13 иаиряжение - частота, на выходе которого нолучаются имнульсы с частотой иовторения, нрямо пропорциоиальной /У(О/- Эти имнульсы поступают иа первый вход элемента И 14. Преобразователь 10 формирует одииаковой длительности имнульсы (пропорциоиальные L/i) в моменты времени, задаваемые генератором 15 импульсов. Импульсы с выхода нреобразователя 10 поступают на второй вход элемента И 14. Таким образом, в исходиолг еостоянни на вы.ходе элемента И 14 образуются пачки имнульсов. Число импульсов в пачке пропорционально произведению /У(/)(0/- Учет знака сомножителей, а значит н знака произведения осуществляется следующим образом, Если запомненное значение знака X(t) положнтельное, то знак частичных нроизведеНИИ такой же, как знак сигнала y(t), и, если запомненное значение знака X(t) отрицательное, то знак частичных произведений нротнвоположен знаку У(). Для этой цели совместно с блоком 2 запоминания зиака X(t) служит дискриминатор 6 знака У(/) с выхода парафазного усилителя 5. Пачки импульсов с выхода элемента И 14 поступают на первые входы элементов И 7 каждого канала, которые в исходном состоянии закрыты соответствующими потенциалами с выходов коммутатора 16. Допустим, что собственно процесс измерения начинается с момента включения генератора 15 импульсов в запускающую цепь коммутатора 16. Тогда первый же импульс переведет коммутатор в первое положение, при котором на его первом выходе возникает высокий потенциал. В зависимости от того, какой знак и уровень имеет сигнал X(t), блоки 2 и 4 останутся в исходном состоянии либо перебросятся в другое состояние, т. е. в этот момент времени произойдет запоминание знака и уровня реализации сигнала X(t) на время (п-1)Ат, где Дт - период следования импульсов генератора. С этого же момента на время Дт открывается элемент И 7 первого капала, в результате чего пачка импульсов с выхода элемента И 14 поступает в зависимости от знака произведения на суммирующий или вычитаюндий вход реверсивного счетчика 8 первого канала. Длительность пачки определяется запомненным уровнем сигнала X(t). Для правильной работы коррелятора необходимо, чтобы наибольшая длительность иачки была несколько меньше длительности пмиульсов с выходов коммутатора. Направление счета в данный момент оиределяется знаком иеинвертированного сигнала y(t), если заиомнено положительное значение знака X(t), или инвертированного, если запомнено отрицательное значение знака X(t}. С приходом второго импульса коммутатор 16 перейдет в следующее состоянпе, при котором открывается элемент И 7 второго капала, и пачка импульсов с выхода элемента И поступит на вход второго реверсивного счетчика 8 и т. д. С ириходом га-го импульса высокий потенциал с п-го выхода коммутатора установит блоки 2 и 4 в исходное состояние. Следующий имиульс генератора опять производит запоминание знака и уровня реализации сигнала X(t), т. е. цикл повторяется. По окончании измерения показания счетчиков 8 будут пропорциональны оценкам ординат корреляционной фуикции. Масштаб измерения можно задать показанием вспомогательного счетчика, подключенного, например, к первому выходу коммутатора (на чертеже не показан).

Формула изобретения

Многоканальный коррелятор, содержащий коммутатор п в каждом канале реверсивный счетчик, счетиый вход которого подключен к выходу соответствующего элемента И, первый вход элемента И каждого капала соединен с соответствующим выходом коммутатора, вход которого подключен к генератору имиульсов, первым входом коррелятора является вход первого блока согласовання, выход которого подключен к информационному входу блока запоминания зиака, управляющие входы которого соединены соответственно с первым и иоследним выходами коммутатора и с управляющими в.ходами блока заноминания уровня сигнала, вторым входом коррелятора является вход второго блока согласования, выход которого через двухиолупериодный детектор подключен ко входу преобразователя напряжение-частота, выход которого подключен к первому входу дополнительного элемента И, второй вход которого соединен с выходом преобразователя напряженне-временной интервал, первый вход которого подключен к выходу генератора импульсов, выход дополнительного элемента И соединен со вторым входом элемента И каждого канала, отличающийся тем, что, с целью упрощеипя, в многоканальный коррелятор введены дополнительный двухиолунерподный детектор, переключающий блок, источник постоянных паиряжеиий, иарафазный усилнтель и дискриминатор знака, вход которого соединен с выходом нарафазного уснлптеля, а выходы подключены соответственно

к управляющим входам реверсивных счетчиков каждого канала, управляющий вход парафазного усплптеля соединен с выходом блока запомпнания знака, а вход парафазпого усплителя иодключеи ко второму входу коррелятора, входы переключающего блока соединены соответственно с выходами нсточника постоянных паиряжеиий и. блока запоминания уровня сигнала, информационный вход которого подключен к выходу доиолнительного

двухполуперподного детектора, вход которого соедииеи с выходом первого блока согласоваиия.

Источиики информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР Л1Ь 222022, кл. G 06F 15/36, 1968.

2.Мирскпй Г. Я. Аппаратурное определение характеристик случайных процессов. М., «Энергия, 1972, с. 144, 193.