Коррелометр Советский патент 1978 года по МПК G06F15/34 

(54) КОРРЕЛОМЕТР Целью изобретения является упрощени коррелометра при определении нормирован ной корреляционной функции. Для этого в предлагаемый коррелометр введены блок перемножения произве дения знаков на модуль сигнала, дополнительный элемент ИЛИ и блок начальной записи единицы, первый и агорой входы которого подключены соответствен но к третьему выходу блока управления, к к выходу блока фиксации среднего значения модуля, подключенному к первому входу блока зедержки знака, второй вход которого соединен с выходом дополнительного элемента ИЛИ, первы вход этого элемента подключен к выходу блока сравне ния, а второй - к первому выходу блока начальной записи единицы, второй его выхо подключен к первому входу блока управления, второй вход, которого соединен с одним из единичных выходов блока задержки знака, знаковые выходы акалого-цифрового преобразователя подклк чены соответственно к третьему и четвертому входам блока паремножения знаков, вькоды прямого и обратного кода каждого разрада аналого-цифрового преоб разователя подключены соответственно к пзрвым и вторым входам каждого из группы элеме1;-говИЛИ, выходы которых соединены с другими вхрдамиТблсжа фиксации среднего значения модуля и с первой группой входом блока перемножения авахов на модуль сигнала,а вторая группа входов которого подключена к соответствующим выходам перемножения знаков, выходы блсжа перемножения знаков на модуль сигнала подключены к соо ветствующим входам сумматора каждого канала. На чертеже изображена функциональная схема предлагаемого устройства. Коррелометр содержит входные зажимы 1,2 прибора, переключатель 3 входов прибора, блок 4 сравнения с информационным входом 5, управляющим входом 6 и выходом 7, аналого-цифровой преобразователь 8 с информационным вхо дом 9, управляющим входом 10, знаковыми выходами 11 и 12, выходами 13 обратного кода и выходами 14 прямого кода, блок 15 управления с выходами 16-19 иВходамн 20 и 21, блок 22 начальной записи единицы с выходами 23 и 24 и вход9миГу25 и 26, группу элементов, ИЛИ 27 -ё- входами 28 и 29, блок 30 задержки знака с так товым входом 31, инфopмaциoнны f ВХЭдом 32, входом 33 сброса, нулёв.ым выходом 34 и единичным .выходом 35, блок 36 перемножения знаков с канальными входами 37 и 38, знаковыми входами 39 и 40, выходами 41 и 42, блок 43 перемножения произведения знаков на модуль сигнала с канальными входами 44 и 45, информационными входами 46 и выходами 47 и 48, дополнительный элемент ИЛИ 49, с входами 50 и 51| блок 52 фиксации среднего значения модуля 52 с информационными входами 53 и входом 54 сброса, сумматоры 55 с вычитающими аходами 56, суммирующими входами 57 и входом 58 сброса. В корреляторе входной зажим 1 сое- . динен с информационным входом 9 аналого-цифрового преобразователя 8, а входной зажим 2 подключен к информационному входу 5 блока 4 сравнения и через переключатель 3 - к входному зажиму 1, выход 16 блока 15 управления связан с управляющим входом 6 блсжа 4 сравнения, выход 7 которого через элемент ИЛИ 49 соединен с информационным входом 32 блока 30 задержки знака, тактовый вход 31 которого подключен к выходу IS блока 15, выход 17 этого блока связан с управляющим входом 10 аналого-цифрового преобразователя 8, подключенного .знаковыми выходами- 11 и 12 к входам 39 и 40 блока 36 перемножения знаке, входы 37 и 38 каждого канала этого блока связаны с выходами 35 н 34 блсжа 30 задержки знака соответствующих каналов, выходы 41 и 42 каждого канала бпока 36 связаны со входами 44 и 45 блока 43 перемножения произведения знаков на модуль сигнала, эычитающие и суммирующие выходы 47 и 48 которого подключены к вычитающим и суммирующим входам 56 и 57 сумматоров 55, кроме того, единичный вход последней ячейки блока 36 задержки знака соединен с входом 20 блока. 15 управления, выход 18 которого рвязан с входом 25 блока 22 начальной записи единицы, входами 54 и 58 сброса блока 52 фиксации среднего модуля и сумматоров 55 соответственно, выход блока 52 фиксации среднего модуля соединен с входом 33 сброса блока 30 задержки и входом 26 блока 22 начальной записи единицы, выход 24 которой через элемент ИЛИ 49 подключен к информационному входу 32 блока 30 задержки, выход 23 блока 22 соединен с входом .21 блока 15 управления, выходы 13 о.братного кодг и выходы 14 прямого кодл чероэ элохенты ИЛИ 27 подключены к иаформпикэнным входлм 53 блока 52 фиксации среднего модуля и к входам 46 блока перемножения произведения знаков на модуль сигнала. Работа устройства осуществляется по алгоритму вычисления оценки корреляцио ной функции Р( ® соответствии с выражением t р.,г., а к к н р:(ет,)«- «Нк g sig«x lo4K H-)o to- момент начала измерения хоррелядиокной функции; 0 - интервал следования тактовы . кмпульсое| номер канала; Vt ™ общее количество каналов; x(i)- центрированная реализация исследуем ого процесса; N - число выборок. Число выборок W задается таким образом, что выполняется условие Ь 10., где И1 - целое число. Это условие peaлизуется с помощью блока 52 фиксации среднего модуля представляющего собой специфический сумматор, поэтому Р X ( 10 прибор является прямо показывающим. Устройство в режиме измерения корреляционной функции (переключатель 3 замкнут) работает следующим образом. Напряжение центрированной реализаци K(t) через входной зажим 1 или 2 поступает на вход 5 блока 4 сравнения и на информационный вход 9 аналого-цифрозого преобразсвателя &., В момент д появляется первый тактовый импульс на выходе 18 блока 15 управления, которы передается через блок 22 начальной записи единицы на его выход 24 и далее через элемент ИЛИ 49 - на информацион ный вход 32 блока 30 задержки знака, на тактовый вход 31 блока 30 также подается первый тактовый импульс с выхода 19 блока 15 управления. Блок 30 задержки знака собран на D -триггерах, в результате действия пэрБОго тшстового импульса на ее входах 31 и 32 в первую ячейку записываются единицы. По окончании действия первого тактового импульса с выхода 23 блока 22 начальной записи едини цы на вход 21 блока 15 управления подается разрешающий потенциал, в результате чего создается возможность прохождения тактовых импульсов, выработанных генератором блока 15 управления, с выхода 16 блсжа 15 на вход 6 блока сравнения 4, В момент Ьр Тд появления второго тактового импульса осуществляется сравнение напряжения центрированной реализации входного сигнала случайного npt цесса с нулевым уровнем. При положительном результате сравнения на выходе 7блока 4 возникает импульс, поступающий на вход 50 элемента ИЛИ 49 и далее на информационный вход 32 блока задержки 30, на тактовый вход 31 которого подается тактовый импульс генератора блсжа 15 управления. По окончании действия второго тактового импульса записанная в блоке 30 задержки знака единица сдвигается на одну ячейку, а в первую ячейку внсжь записывается единица. При отрицательном результате сравнения на выходе 7 блока 4 импульс OTcyi ствует, а по окончании действия тактового импульса на входе 31 блока 30 задержки знака записанная информация сдвигается на одну ячейку, а первая ячейка находится в нулевом состоянии. Таким образом, после каждого тактового импульса информация в блоке задержки сдвигается на одну ячейку, а , начиная со второго импульса, осуществляется- запись в первую ячейку информации о знаке центрированной реализации в момент опроса. По окончании rt -го тактового импульса в Vt -ой ячейке записывается единица, и на выходе 35 этой ячейки появляется импульс, который поступает на вход 2О блсжа 15 управления, в результате rt + 1-ый тактовый импульс появляется не только на выходах 16 и 19, но и на его выходе 17. Импульс с выхода 17 поступает на управляющий вход 10 аналого-цифрового преобразователя 8. В аналого-цифровом преобразователе 8напряжение це|1трированной реализации X ( t ) преобразуется в число h , пропорциональное-значению напряжения в момент поступления тактового импульса на управляющей вход 10. Числоhj , представленное в прямом параллельном коде, появляется на выходах 14аналого-цифрового преобразователя 8 в тОм случае, если сигнал на информационном входе положителен, а на вькодах 13,- если сигнал на иифop aцирнном входе отрицателен; Выходы 14 соединены со входами 29 элементов ИЛИ 27, а выходы 13 - с входами28 элементов ИЛИ 27, Таким образом, выходные напряжения элементов ИЛИ 27 представляют собой модуль числа h , в параллельном коде. Этинапряжения подводятся к входам 46 блока 43 перемножения произведения знаков на модуль сигнала, а также ко входам 53 блока 52 фиксации среднего модуля. Если в момент поступления тактовог импульса на управляющий вход 10 , ана лого-цифрового преобразователя 8 входной сигнал положителен, то в этот момент возникает импульр на выходе 12 аналого-цифрового преобразователя8. В противном случае импульс возникает на .выходе 11. Фронт указанных импульсов задержан относительно фронта тактового импульса на некоторое время, большее длительности тактового импульса. За это время сдвигается информация о знаке сигнала в блок 30 задержки знака, при этом ячейки блока приходят в устойчиво состояние. Если ячейки блока 30 находятся в единичном состоянии, то с выходов 35 к входам 37 каждого канала блока 36 пepe « oжeния знаков подводится разрешающий потенциал, а .с выходов 34 к входам 38 блока 36 перемножения знакоё - запрещающий потенциал, и наоборот, при этом номер канала соответству номеру ячейки. К входу 39 блока 36 перемножения знаков подводятся импульсы с выхода 11 аналого-цифрового преобразователя 8, а к входу 40 - с выхода 12. Блок 36 перемножения знаков имеет W каналрв, в кот(эрых производится перемножение знака реализации в данный момент времени на знак ее в предшеству щие моменты времени. Если в моменты (к + « )Тд п ip-f ( К tt -9 ) TQ знаки совпадают, то поя ляется импульс на выходе 41 -го канала блока 36 перемножения знаков. В противном случае импульс появляется на выходе 42 того же канала. Указанные импульсы подаются либо на вход 44 либо на вход 45 блока 43 перемножения знаков на модуль сигнала, к входам 46 которого подводятся напряжения с выходов элементов ИЛИ 27. В блоке 43 перемножения знаков на модуль значения осуществляется операция перемножения модуля Р.. на произ- явление и If Произведения Р t ПОДВОДЯТСЯ к суммирующим входам 48 сумматоров 55 каждого канала, если знаки и и одинаковы, а в противном случае к вычитающим входам 47 каждого канала. Числа, поступающие в блок 52 с выхода элементов ИЛИ 27, суммируются в нем. При переполнении блока 52 фиксации среднего модуля на его выходе появляется импульс, поступающий навход 26 блока 22 начальной записи единицы в результате с выхода 23 блока 22 на вход 21 блока 15 управления подается запрещающий,потенциал, что воспрепятствует прохождению следующего тактового импульса на вход 10 аналого-цифрового преобразователя 8 и на вход 6 блока 4 сравнения. Выходной импульс блока 52 фиксации среднего модуля 52 поступает также на вход 33 блока задержки и приводит его в начальное состояние. Коррелятор позволяет непосредственно получать оценку нормированной взаимной корреляционной функции двух случайных процессов при условии, что законы распределения вероятностей этих процессов одинаковы. Для произведения измерения достаточно разомкнуть переключатель 3 и подвести напряжения реализаций исследуемых процессов к зажимам 1 и 2. ормулаизобретения Коррелометр, содержащий аналого-цифровой преобразователь, вход которого является первым вхйдом коррелометра, групп/ элементов ИЛИ, блок сравнения, информационный вход которого является вторым входом коррелометра, соединенным с первым входом коррелометра через переключатель, блок управления, первыйвыход которого соединен с управляющим входом блока сравнения, второй - с управляющим входом аналог -цифрового преобразователя, третий- со входами сброса сумматоров и с одним входом бпока фиксации среднего значения модуля, четвертый - с управляющим входом блока задержки знака, выходы которого подключены соответственно к первым и вторым входам блока перемножения знаков, отличающийся тем, что, с целью упрощения коррелометра при определении нормированной корреляционной функции, в него введены блок перемножения произведения знаков на модуль сигнала, дополнительный элемент ИЛИ и блок начальной записи единицы, первый