Многоканальный знаковый коррелометр Советский патент 1980 года по МПК G06F17/10 

Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники и может быть использовано для построения многоканальных знаковых коррелометров случайных стационарных эргодических сигналов с произвольными законами распределения. Известен многоканальный знаковый коррелометр. Содержащий два генератора вспомогательных сигналов, генератор импульсов, счетчики, элементы сравнения и делитель - коммутатор l . Недостатком данного коррелометра является низкая точность измерения. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство, содержащее два генератора вспомогательных сигналов, два компаратора, генератор импульсов, эле менты равнозначности, регистры сдвига и счетчики 2. , Недостатком такого устройства являет ся низкая точность измерения оценки корреляционной функции при ограниченном времени измерения. Цель изобретения - повышение точности измерения, т.е. уменьшение статистической погрешности при том же времени измерения. Поставленная цель достигается за счет того, что в многоканальный знаковый коррелометр, содержащий первый и второй генераторы вспомогательных сигналов, выходы которых подключены соответственно к первым входам первого и второго компараторов, вторые входы которых объединены и являются входом устройства, выходы компараторов подключены соответственно к информанионным входам первого, и второго регистров сдвига, управлягадие вхопы которых Соединены с выходом генератора импульсов и счетными входами счетчиков, выходы первого регистра сдвига соответственно соединены с первыми входами элементов равнозначности первой группы, вторые входы которьрс подключены к нулевому выходу второго регистра сдвига, а вы375ходы элементов равнозначности первой группы Соединены с.,первыми управлякацим входами cootвeтcгвyюп иx счетчиков, выходы второго регистра сдвига соединены соответственно с первыми входами элементов равнозначности второй группы, вторые входы которых подключены к первому вых ду первого регистра сдвига, введена треть группа элементов равнозначности, первые входы которых подключены к выходам соответствующих элементов равнозначности первой группы, вторые вхрДы соединены с выходами соответствующих элементов равнозначности второй группы, а выходы элементов равнозначности третьей груп-. пы подключены ко вторым управляющим входам соответствующих счетчиков. На чертеже изображена структурная схема предлагаемого устройства. Устройство содержит компараторы 1, 2, генераторы 3, 4 вспомогательных сигналов, генератор 5 импульсов, первый 6 И второй 7 регистры сдвига, первую 8 и вторую 9 группы элементов равнозначност счетчики 1О и третью группу 11 элементов равнозначности. Исследуемый входной сигнал ч(О подается на вторые входы компараторов 1 и 2, первые входы которых соответственно подключены к выходак ,генераторов 3 и 4 вспомогательных сигналов, а выходы соответственно соединены с информационными входами регистров 6 И 7 сдвига. Генератор 5 импулнсов подключен к управляющим входам счетчиков 10 и регистров 6, 7 сдвига. Выходы регистра 6 сдвига соответственно соединены с первыми входами элементов 8 равно значности, вторые входы которых подключены к нулевому выходу регистра сдвига 7, а выходы - соответственно соединены с первыми управляющими входами счетчиков Ю. Выходы регистра сдвига 7 соединены соответственно с первыми входами элементов 9 равнозначности, вторые входы которых подключены к первому выходу регистра б сдвига, первые входы элементов 11 равнозначности соответственно соединеш с выходами элементов 8 равно значности , вторые входы соответственно подключены к выходам элементов 9 pa нозначности а выходы соединены с вторыми управляющими входами соответствующих счетчиков 10. Устройство работает следующим обра ом. Входной случайный сигнал У(.( срав нивается соответственно в компараторах 1, 2 с выходными величинами g и д. генераторов вспомогательных г..игч1цлог 1, 4. С выходов компараторов 1, 2 нп регистры 6, 7 сдвига поступают соответственно сигналы а и bf где -U: если У. 4 О, если V. д 4 О, -и. если X + gr/2. О, если У. ° Информация в регистрах 6, 7 сдвига сдвигается на один разряд задними фронтами импульсов с частотой следования поступающих на счетные входы регистров 6, 7 сдвига с генератора 5 импульсов. Выходные величины регистра 6 (7) сдвига ai4 ( О, 1, .... Н-1 - номер цикла вычисления, v : О, If Н i номер выхода регистра сдвига 6 (7), - количество определяемых ординат оценки корреляционной функции. Значения J. (к) поступают на первые, входы первой (второй) группы элементов 8 (9) равнозначности. Значения оДъ;) поступают также на вторые входы второй (первой) группы элементов 9(8) равнозначности. В 1к -ых элементах первой 8, второй 9 и третьей 11 групп элементов равнозначности формируются соответственно суммы С ,(а. ф Ь; , ((а(®Ь,)И ,), где - знак сложения по модулю 2. Значение с.,к; поступает на первый управляющий вход t -го счетчика 10. Этот счетчик работает в режиме сложения, если С ,5 1, и в режиме вычитания, еслиС О. 3Ha4etme суммы Ъ| поступает на. второй управлякщий вход ft -го счетчика. Потенциал, соответствующий единичному значению этой суммы, устанавливает TR -ыи счетчик в режим счета, а потенциал, соответствующий нулевому значению суммы.- в режим запрета счета. В зависимости от информации на управляющих входах счетчиков 10 возможны три режима их работы: задний фронт импульса, поступающего на счетный вход счетчиков 1О с выхода генератора 5 импульсов прибавляет 1 к coдepжимo лy счетчиков 1О, или вычитает , или оставляет без изменения содержимое счетчиков 10. После заполнения регистров 6, 7 сдвига и обнуления счетчиков 1О начинается нулевой цикл вычисления. Задний фронт первого импульса с выхода генератора 5 импульсов записывает , или . -1 в счетчики 10, или оставляет нулевое значение содержимого счетчиков Ю, в зависимости от информации на их управляющих входах заднийфронт первого импульса с выхода генератора 5 импульсов. послупая на счетные входы регистров 6, 7 сдвига, сдвигает информацию в них на один разряд и соответственно записывает в их нулевые разряды значения выходных величин компараторов 1, 2. Нулевой цикл вычисления заканчивается формированием сумм Сд,. о(д(; и Ьду соответственно в элементах 8, 9- и 11 равнозначности, С приходом заднего фронта второго импульса с выхода генератора 5 импульсов начинается первый цикл вычисления. Информация обновляется в счетчиках Ю и в нулевых разрядах регистров 6, 7 сдви га, а также сдвигается на один разряд в этих регистрах сдвига. Цикл заканчиваетс формированием в элементах 8, 9 и 11 равнозначности сумм для следующего цикла. Генератор 5 импульсов, сформировав , Н импульсов, прекращает работу и содержимое Счетчиков Ю выводится на индикацию. За Ц циклов в f -ом счетчике 10 сформируется сумма «,Л.„и)ст, Для получения iKj -ой ординаты оценки корреляционной функции сигнала У (t) достаточно значение |4 .. умножить на пост янный коэффициент R (к/) Введение несложных элементов (третья группа элементов равнозначности) и нов-ых соединений значительно повьтшает точность измерения при одинаковом време ни анализа и одинаковой частоте импульсов генератора импульсов. Действительно в предлагаемом устройстве, кроме исполь зуемых в известном сумм сД, в каждый цикл вычисления используются суммы Cjjj т.е. увеличивается частота съема данных, что значительно повышает точность вы- числения. Наличие третьей группы элементов равнозначности позволяет производить вычисление без увеличения частоты выходных импульсов генератора импульсов, т.е. не снижается максимальная высшая частота исследуемых сигнало Если регистры сдвига имеют разряДОВ| причем выходы каждых М -ых разрядов являются выходами регистров 6 и 7 сдвига, а частота следования выходных импульсов генератора импульсов 5 равна Mt , то для вычисления L ординат {IF;/f) используется в УА раз больше точек процесса X(t)) что при достаточном значении М делает сравнимой точность измерения предлагаемым устройством с точностью измерения аналоговых коррелометров. Формула изобретения Многоканальный знаковый коррелометр, содержащий первый и второй генераторы вспомогательных сигналов, выходы которых подключены соответственно к первым входам первого и второго компараторов, вторые входы которых объединены и являются входом устройства, выходы компараторов подключены соответственно к информационным входам первого и второго регистров сдвига, управляющие входы которых соединены с выходом генератора им(тульсов и счетными входами счетчиков, вьь ходы первого регистра сдвига соответственно соединены с первыми входами элементов равнозначности первой группы, вторые входы которых подключены к нулевому выходу второго регистра сдвига, а выходы элементов равнозначности первой группы соединены с первыми управляющими входами соответствующих счетчиков, выходы второго регистра сдвига соединены соответственно с первыми входами элементов равнозначности второй группы, вторые входы которых подключены к первому выходу первого регистра сдвига, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, в устройство введена третья группа элементов равнозначности, первые входы которых подключены к выходам соответствующих элементов равнозначности первой группы, вторые входы соединенъ с выходами соответствующих элементов равнозначности второй группы, а выходы элементов равнозначности третьей группы подключены ко вторым управпякшим входам соответствующих счетчиков. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР N9 ЗО4583, кл. Q 06 F 15/34, 1971. 2.Мирский Г. Я. Аппаратурное определение характеристик случайных процессов, М., Энергия, 1972, с. 177-19О (прототип) .