Коррелометр Советский патент 1980 года по МПК G06F17/10 

1

Изобретение относится к области измерительной и вычислительной техни-, ки и может быть использовано для измерения аргумента и значения функции взаимной корреляции между двумя слу- 5 чайными процессами, подвергнутыми разным временным искажениям.

На практике часто указанные параметры функции взаимной корреляции априорно неизвестны,. В то же время ана- 10 ЛИЗ исследуемых сигналов требуется вести в темпе их поступления. Поэтому для измерения аргумента и значения функции взаимной корреляции между двумя сигналами, пол ченными, напри- мер, на выходе двух разнесенных в пространстве акустических приемников,, наиболее часто применяют корреломет ры параллельного действия, работающие по методу умножения.20

Одно из лучших аппаратурных решений в этом плане воплощено в прибот pax - коррелометрах Стильтъеса

Однако в устройстве-аналоге 1 предполагается принадлежность обоих 25 входных сигналов к одному частотному диапазону. На практике же во многих случаях источник сигналов в процессе измерения перемещается от одного приемника к другому, следовательно, воз- ЗО

никает частотное искажение сигналовэффект Допплера. При этом происходит смещение по частоте спектра сигнала, полученного от одного из приемников, относительно спектра сигналов, полу-, ченного другим приемником.-Это приводит к декорреляции сигналов, искажению формы взаимной формы корреляционной функции, в частности к уменьшению ее максимума и смещению его по оси t.

Известно устройство 2 для определения взаимной корреляционной функции, в котором скомпенсировано влияние линейного взаимного смещения по частоте спектров принимаемых сигналов на результат измерения. Известное устройство сохраняет высокую точность при работе с сигналами, подвергнутыми линейным частотным искажениям. Однако из-за низкого быстродействия известного устройства области его применения оказываются ограниченными. Это объсняется следующим. Компенсация допплеровского смещения в известном устройстве достигается тем, что перед корреляционной обработкой один из принимаемых сигналов подвергается дискретизации с частотой, отличной от частоты дискретизации другого сигнала. Разность частот дискретизации определяется величиной допплеров ского смещения, возникшего в процессе: измерения. Так как априорно величина допплеровского смещения неизвестна, перед началом измерения в известном устройства осуществляется поиск значения частоты квантования в одном из каналов, при котором влияние допплеровского смещения на результат измерения оказывается скомп нсированным. Поиск требуемой частоты дискретизации осуществляется циклами, в каждом из которых устанавливается величина частоты дискреТ1 зации, соответствующая одному из ожидаемых значений допплеровского смещения. Чем больше максимальная ожидаемая величина допплеровского смещения, тем большее количество циклов содержит режим поиска. ; Указанные недостатки исключают возможность применения известного устройства в тех случаях, когда взаимные временные искажения принимаемых сигналов априорно неизвестны, а вре ординаты функции взаимной коррел|1дии должны быть посчитаны за одну реализацию ввиду трудности, а чаще невозможности повторения условий акустического эксперимента, а также тогда, когда принимаемые сигналы пре дфтавляют сумму двух и более сигналрв, подвергнутых равным временным И:скажениям. Казалось бы, поставленную задачу ножно решить использованием известн;ого устройства, распараллелив проп;есс измерения. Однако при этом резjdo возросли бы аппаратурные затраты Вак как потребовалось бы фактически количество известных устройств, рав rioe ожидаемому количеству возможных допплеровских смещений. Цель изобретения - повышение быс родействия и упрощение коррелометра при анализе процессов, представленных суммой сигналов, подвергнутых фазнгым временным искажениям. Поставленная цель достигается те что в коррелометр, содержащий первы 1налого-цифровой преобразователь,вход которого является первым входо коррелометра, а выходы подключены к соответствующим входам многоразрядн го регистра задержки, выходы одноим ных разрядов регистра задержки подк чены к кодовым входам соответствующ блоков умножения, вторые входы кото |рых объединены и подсоединены к вых дам второго аналого-цифрового преоб разователя, вход которого служит вт рым входом коррелометра, выходы бло ;умножения подключены к первым входа соответствующих элементов И первой группы, выходы которых соединены с информационными входами соответству щих блоков усреднения первой группы выходы которых подключены к первым входам элементов И второй группы, выходами подключенных ко входам соответствующих блоков памяти, выходы которых соединены с первыми входами элементов и третьей группы, ВЕДХОДЫ которых подключены к соответствующим входам первого многовходового элемента ИЛИ, управляющие входы регистра и аналого-цифровых преобразователей объединены и подключены к первому выходу цервого генератора тактовых импульсов, второй выход которого соединен со входами элементов И первой группы, третий выход первого генератора тактовых импульсов подключен ко входу первого счетчика, выход которого через первый формирователь соединен со вторыми входами элементов И второй группы и с единичным входом триггера, выход которого подключен к первому входу элемента И, второй вход которого подсоединен к выходу второго генератора тактовых импульсов, а выход. - ко входу второго счетчика, разрядные выходы которого подключены к соответствующим входам первого дешифратора, выходы которого соединены со вторами входами соответствующих элементов И третьей группы, выход первого формирователя через первый элемент задержки соединен со входами сброса блоков усреднения первой группы, введены дополнительно четвертая, пятая и шестая группы элементоБ И, вторая группа блоков усреднения, второй многовходовой элемент ИЛИ, третий и четвертвй счетчики, второй и третий формирователи, второй дешифратор второй группы, группа элементов задержки, второй элемент задержки, постоянное оапоминаю1дее устройство. При этом первые входы элементов И четвертой группы объединены и подключенык выходу первого многовходового элемента ИЛИ, а выход каждого из элементов И четвертой группы подсоединен ко входу соответствутаиего блока усреднения второй группа, выход каждого из которых подключен к первому входу соответствующего элемента И пято13 группы, выходы которых подсоединены к соответствующим входам второго миоговхо.дового элемента ИЛИ, Выход элемента И дополнительно подключен ко входу третьего счетчика, р изрядные выходы которого подс оелинегш к соответствующим входам второго дешифратора, выхо.цы которого соединены со вторыми входами соответствующих элементов И четвертой группы. Вторые входы элементов И пятой группы через соответствующий элемент из группы элементов задержки соединены со вторым входом соответствующего элемента И четвертой группы. Выход третьего счетчика через второй формирОБатель подключен к нулевому входу триггера, а выход второго счетчика чераз третий формирователь - ко входу четвертого счетчика, разрядные выходы которого соединены с адресными входами посто.янного запоминающего устройства, выходы которого подключены к первым входам соответствующих элементов И шестой группы, выход каждого из которых соединен со входом установки О соответствующего разряда второго счетчика. Вторые входы элементов И шесгой группы объединены и через второй элемент задержки подключены к выходу третьего формирователя. , На чертеже изображена схема предлагаемого коррелометра. Он также, как и прототип, содержит т-разрядный аналого-цифровой преобразователь 1, подключенный входом к выходу первого источника сигна ла X ( t) , р-разрядный аналого-цифрово преобразователь 2, подключенный входом к выходу второго источника сигналов y(t), mn-разрядный регистр 3 сдвига, пп-разрядные блоки 4 умножения, первую группу элементов И 5, первую группу блоков б усреднения, вторую группу элементов И 7, блоки 8 памяти., третью группу элементов И 9, многовходовой элемент ИЛИ 10, первый генератор 11 тактовых импульсов, пер вый счетчик 12, первый формирователь 13 импульсов, триггер 14, элемент И 15, второй генератор 16 тактовых импульсов, второй счетчик 17, первый дешифратор 18,.первый элемент 19 задержки. Каждый из выходов аналогоцифрового преобразователя 1 подключе ко входу соответствующего регистра сдвига, выходы одноименных разрядов регистров сдвига - ко входам соответ ствующих блоков умножения, дополнительные входы которых поразрядно объ единены и подключены к выходам анало го-цифрового преобразователя 2. Выход каждого блока 4 умножения подклю чен к первому входу соответствующего элемента И 5 первой группы, выходы которых соединены с информационными входами соответствующих блоков б усреднения первой .группы, выходами подключенных к первым входам элементов И 7 второй группы, выходы которы подсоединены ко входам соответствующих блоков 8 памяти. Выходы блоков 8 подключены к первым входам элементов И 9, выходы которых подсоединены к соответствующим входам элемента ИЛИ 10. Управлякмдие входы регистра3 и аналого-цифровых преобразователе 1 и 2 объединены и подключены к первому выходу генератора 11 тактовых импульсо.в, второй выход-которого соединен со вторыми входами схем И 5, а третий выход генератора 11 тактовых имп-ульсов подключен ко входу счет чика 12, выход которого через формиро ватель 13 соединен со вторыми входами схем И 7, входом установки триггера 14 и через элемент 19 задерж ки со входами сброса блоков б усреднения. Выход триггера подключен к первому входу элемента И 15, второй вход которого подсоединен к выходу второго генератора 16 тактовых импульсов, а выход - ко входу второго счетчика 17, разрядные выходы которого через дешифратор 18 соединены со вторыми входами элементов И 9. Описываемый коррелометр отличается от прототипа тем, что он дополнительно содержит четвертую 20, пятую21 и шестую 22 группы элементов И, вторую группу блоков 23 усреднения, второй элемент ИЛИ 24, третий 25 и четвертый 26 счетчики, второй 27 и третий 28 формирователи, второй дешифратор 29, второй элемент 30 задержки, постоянное запоминающее устройство 31, группу элементов 32 задержки. Первые входы-элементов И 20 подключены к выходу эл. ИЛИ 10, выходы элементов И 20 соответствующие блоки 23 усреднения - к первым входам элементов И 21, выходы которых подключены к входам элемента ИЛИ 24. Выход элемента И 15 подсоединен ко входу счетчика 25, разрядные выходы которого через дешифратор 29 соединены со вторыми входами элементов И 20 и через элементы 32 задержки со вторыми входами элементов И 21. Выход счетчика 25 через формирователь 27 подключен ко входу установки О триггера 14, выход счетчика 17 через формирователь 28 - ко входу счетчика 26, разрядные выходы которого соединены с ащресными входами постоянного запоминающего устройства 31, каждый из выходов которогЪ подключен к первому входу соответствующего элемента И 22, выход которого соединен со входом установки О соответствующего разряда счетчика 17. Вторые входы элементов И 22 объединены и подключены к выходу формирователя 28 через элемент 30 задержки. Принцип работы устройства следующий . Перемещение источника случайного сигнала А (t) относительно пары неподвижных, разнесенных в пространстве приемников приводит к изменению задержки - разности времени транспортных запаздываний сигналов, поступивщих в первый и второй приемник. Если к началу измерения задержка составляла величину , то в процессе измерения задержка равна t +. f(t) , где изменение задержки f J (t) - функция времени, прошедшего от начала эксперимента. Коррелометр, подключенный к приемникам, будет определять оценку вида Т/2 () j x(t)-lj(t-1-V-j-t)(3l, И) де X, у - сигналы, полученные от приемников текущая средняя скорость изменения задержки. Физический смысл выражения (1) легко раскрывается при рассмотрении коррелометра, работающего с дискрети зи:рованныг-1и по времени входными сигналами. При интервале дискретизации At с учетом i At t Обозначив элементарное произведение через R j К( i д t + tl : :x(jAt)Y(JAt + lAt + V/pjAt), записать R(.Ai4V JAib RUHAt + R2HAt +V ViiU )i.,.R(iut4(( Из выражения (2) видно, что при р аЛизации процесса накопления в условиях движущегося источника сигнала в накопителе коррелометра происходит суммирование элементарных произведений не фиксированного аргумента lit, а изменяющегося ( + ), Когда величина j достигнет значения при котором JV 1, в i-м накопител начнут накапливаться элементарные произведения, относящиеся к ( i 4- 1) -и ординате взаимной корреляционной функции (ВКФ), когда jv-j; достигнет значения 2, в том же накопителе ста нут усредняться и элементарные .прои ведения, которые относятся к (i -f 1) ординате ВКФ и т. д. Будем осуществлять процесс накоп ления в коррелометре иным образом, отличным от известного. В этом случа коррелометр производит определение оценки ВКФ с фактором усреднения N таким, -что выполняется условие 1г а макс где v - максимальная ожидаемая макс скорость изменения заде ки ; а - постоянная величина. Затем частная оценка передается для запоминания в накопитель оценок, а коррелометр производит определение следующей частной оценки с фактором Усреднения N. Очевидно, за время определения одной частной оцен ки задержки монсет изменяться на вел чину, не превышающую аД1; следовательно, каждая следующая частная оценка может быть смещена относител но предыдущей по оси € на интервал, rto абсолютной величине не превышаюЦей aut. Поскольку скорость изменен Задержки неизвестна, неизвестна и в личина смещения каждой следующей частной оценки относительно предыду фей. Однако ясно, что, если в корре лометре смещать по оси каждую еле ующую частную оценку относительно редыдущей, причем величины этих смеений будут соответствовать величине скорости изменения задержки, то при суммировании частных оценок будет наблюдаться устойчивый максимум, поожение которого на оси t соответствует положению максимума ВКФ при неодвижном источнике сигнала. При ных величинах смещений частных оценок величины максимумов сумм оценок еньше упомянутой. Реализуя при суммировании различibie варианты смещений каждой последущей частной оценки относительно предыдущей и анализируя итоговую кривую по факту наличия устойчивого глобального максимума, экспериментатор определить величину задержки на каждом из интервалов . При этом устройство параллельно создает различные варианты смещений частных оценок по оси 1 , т. е. одновременно строит несколько моделей компенсации изменения задержки между входными cигнaлa ли. Процесс сум1 1ирования частных оценок продолжается до момента, когда будет выделен устойчивый глобальный максимум. Если для этого необходимо б частных оценок, то количество результатов - коррелограмм, полученных после суммирования, равно 32-1. Однако его можно резко сократить, например, полагая скорость изменения задержки за время Т постоянной. При этом число результатов сокращается до 2 + 1, а модели изменения задержки выглядят следующим образом. Для нулевой скорости N 6 а / 2 , летворяющей условие смещение частных оценок относительно первой равно нулю. Если м принимает значения в окрестностях величины а/М, т. е. а/2 v ,j N - За/2, то первые Ъ/2 частных оценок не смещены по оси t , а()я и все последующие частные оценки смещены на величину +а вправо относительно первой. Если значение v расположено в окрестностях точки 2a/N, т. е. и/J; Г и 5 а/2, то первые S/3 оценки н.е смещаются относительно первой, оценки от (4-1} до смеш.ены относительно первой на +а, оценки от (-; + 1) до Ь смещены относительно первой на 2а. При скорости if - vt).,., каждая следующая частная оценка смещена относительно предыдущей по оси на величину а . Аналогичные модели устройства создают и для отрицательных скоростей, причем смещение последующих частных оценок относительно предыдущих осуществляется влево. Если допущение о постоянстве скорости изменения задержки является неприемлемым, то для сокращения количества результатов (и операций в продессе вычисления), определение КФ можно производить в два этапа. Вначале, полагая скорость у const, определять область, в которой колеб -лется значение v-j, а уточненную модель изменения задержки строить на втором siane уже внутри локализован ной области. Оценим величину N фактора усред нения частной оценки, полагая входные сигналы коррелометра незашумпен ными. При этом на оба входа коррелометра поступают одинаковые сигналы X. По теореме упреждения значение сигнала х (t - v t - L ) x (1 - v/j ) t можно представить через значение x(t) и значения независимого стаци онарного случайного сигнала z(t) с дисперсией 6 - ( Если pit) - нормированная коррел ционная функция (КФ) процессах x(t то выражение (1) примет вид . xltbWprL-v ijdit -Т/2 Т/2 1 j 4i-pitv t yz,{t)x(tMt. (з; В силу независимости процессов ,2(t) и x(t) последнее слагаемое в выражении (3) стремится к нулю. Положим, что R ( t + ) - есть частная оценка КФ. При суммировании 2 таких оценок можно получить Rtit-Vj-tbil rx Ulplv -t+iiat. И 7/2 Поскольку нормированная КФр(у f S ) не изменяется от одной частно оценки к другой, можно записать Т/2 g R()4J ) .rp/2 рПри достаточно большом В сумма т Z x(t) является средним по ансам лю квадратов мгновенных значений от резков процессов x(t) и равна диспе сии, откуда ° о - о Z x(t) еб. . подставляя это значение -в выражение (4), получим Rj() - J prt+v -t)di. (5J -Т/2 Из выражения (5) можно заключить, что каждая частная оценка + + vj . t) в среднем сходится к оценке ..iAj p{t4V..t)c3t- Prtw.i)d{v.t). Таким образом, выходной сигнал коррелометра пропорционален площади КФ входного сигнала, которая заключена между значениями аргумента ( -V-j-T/i; -с ) . Принимая в качестве модели входного сигнала ограниченный по частоте белый шум, можно утверждать, что время анализа одной частной оценки должно быть не болееVA. t IB - верхняя частота входного сигнала. ,e, Коррелометр работает следующим образом. Сигнал x{t) поступает на вход аналого-цифрового преобразователя 1 и в момент поступления импульса генератора 11 преобразуется в соответствующий т-разрядный двоичный код. Этот код поступает на входы регистров 3, выполняющих функцию цифровой линии задержки. Длина каждого из m регистров 3 определяется требуемой задержкой и количеством & частных оценок. где 1/макс требуемое время задержки. С появлением каждого нового сдвигающего импульса на первом выходе генератора 11 коды-отсчеть входного сигнала - продвигаются вправо по регистрам 3. Импульсы, представляющие отсчет в двоичном коде, с выхода одноименных триггеров, например К.регистров 3 проходят на входы блока 4 умножения того же номера К. На тот же блок умножения подаются отсчеты входного сигна.па у (t) от аналого-цифрового преобразователя, который формирует коды отсчетов по импульсам, поступающим с первого выхода генератора 11. На выходе К-го блока умножения формируется код, равный элементарному произведению x(t - KAt).y(t), где At- период следования сдвигающих импульсов. Код произведения синхронно с тактовыми импульсами, вырабатываемыми на втором выходе генератора 11, передается через К-й элемент И 5 на К-й блок б усреднения. Тактовые импульсы на втором выходе генератора 11 задержаны относительно импульсов на первом выходе того же генератора на время, необходимое для формирования кода npoH3Bej4.:Hif,4 в блоках 4.

Накопление элементарных произведений в блоках б продолжается до возни1 новения сигнала переполнения сче.тчика 12 на выходе формирователя импульса переполнения 13. Емкость счетчЩа .12 равна выбранному для |астной оценки фактору усреднения Н. Тактовыф импульсы заполнения счетчика 12, формируемые на третьем выходе генератора 11f сдвинуты относительно импульсов второго выходагенератора 11 на; время, необходимое, усредняющему блоку б для суммирования очередного элементарного произведения с уже накоЬленным результатом. Таким образом с выхода формирователя 13, возникающий синхронно с импульсами, поС1)упаюш,ими с третьего выхода генераTdpa 11, открывает элемент И 7, когда результаты усреднения в блоках 6 уже сформированы. При этом результаты усреднения, записываются в блоки 8 памятц, а блоки усреднения обнуляются с задержкой, определяемой элементом 19 задержки. Таким образом, к моменту поступления (N-J + 1)-го импульса от генератора 11 первая частная оценка написана в блоках 8 памяти, а блоки б урреднения обнулены и готовы к накопЛ;ени10 следующей частной оценки, В т;ечение следующих М импульсов генератора 11 происходит вычисление сле4ующей частной оценки и так далее.

Работу накопителя частных оценок рассмотрим для случая, когда скорост изменения задержки является неизвестной,, постоянной в интервале Г v,; длакс ьмаи.Л этом в постоянном запоминающем устройстве ПЗУ) 31 хранится соответствующая программа, а команды возникают на- выходах устройства 31 при подаче кодов с выходов адресного счетчика 26. В исходном состоянии, koTopoe продолжается до момента за-. Писи первой частной оценки в блоки 8 памяти, т. е, до появления импульс переполнения на выходе формирователя 13, счетчики 17, 25 и 26 обнулены. Импульс переполнения с выхода формирователя 13, поступающий в конце вычисления с выхода формирователя 13, поступающий в конце вычисления част ной оценки, устанавливает триггер 14 в состояние 1. Импульсы от генера;тора 16 тактовых импульсов через эле1мент И 15 начинают поступать на счетiвый вход счетчика 17, емкость кото;рого равна числу ординат частной оце iки, Дешифратор 18 последовательно, :синхронно с частотой генератора 16 i открывает элементы И 9, начиная от

первого и кончая п. Благодаря этому содержимое блоков 8 , т. е. значения ординат частной оценки последовательно поступают на выход элемента ИЛИ 10, Импульсы генератора 16 через открытый элемент И 15 подаются также на счетный вход счетчика 25, емкость которого равна п(26 + 1). Дешифратор 29, подключенный к разрядным выходам счетчика 25, за первые, п тактов открывает последовательно, синхронно с частотой генератора 16 первые элементы И 20. Вследствие этого значения ординат частной оценки заносятся соответственно в первые п блоков 23 усреднения. Сигналы дешифратора 29, открывающие последовательно элементы И 20, поступают также ка входы элементов 32 задержки. Величина задержки элементов 32 выбрана такой, чтобы к моменту появления сигнала на выходе 1-го элемента задержки переходные процессы в i-м блоке 23 усреднения были закончены. Задержанные на элементах 32 сигналы дешифратора 29 открывают последовательно элементы И 21, и результаты усреднения J(j3 блоков 23 проходят через элементы ИЛИ 24 на выход устройства.

Сигнал переполнения счетчика 17, сформированный блоком 28, прибавляет единицу к.содержимому счетчика 26, и на выходах запоминающего устройства 31 возникает первая команда, которая для рассматриваемого случая представлена нулевым кодом. Сигнал переполнения счетчика 17 с выхода формирователя 28 проходит через элемент 30 задержки и открывает элементы И 2 Кбд команды с выходов устройства 31 поступает на установочные входы счетчика 17 и устанавливает его в состояние, равное коду команды (в рассматриваемом случае в состояние О). Величина задержки на элементе 30 выбрана такой, чтобы к моменту открытия элемента И 22 переходные процессы в счетчике 26 и устройстве 31 успели закончиться, а (п + 1)-й импульс от генератора 16 еще не поступил на. вход счетчика 17. Далее элементы И 9 и ИЛИ 10, управляемые счетчиком 17 ..с дешифратором 18, как и в первом цикле, пропускают на выход элемента ИЛИ 10 последовательно все ординаты первой частной оценки, которые хранятся в блоках 8 памяти, а элементы И 20, управляемые счетчиком 25 с дешифратором 29, заносят значения этих ординат во вторые п блоков 23 усреднения. Описанные циклы продолжаются до тех пор, пока первая частная оценка не записана в (2 В, + 1) подгруппах блоков 23 усреднения.(каждая подгруппа состоит из п блоков усреднения), В каждом цикле аналогично описанному происходит вывод результатов усреднения из блоков 23 на выход устройства.

По окончании (2Ь +1) циклов, т. е, когда на вход счетчика 25 поступит 0(28/+ 1) импульсов генератора 16, на формирователе 27 возникает сигнал переполнения счетчика 25 и устанавливается в О триггер 14, элемент И 15 закрывается и прекращает поступление импульсов генератора 16 на счетчики 17 и 25. Частота следования импульсов генератора 16 выбрана акой, чтобы п{2В-+ 1) импульсов было выработано за время определения одной частной оценки, т. е. за время, не превышающее период М формирования импульсов генератора 11.

Вычисление второй и следующих частных оценок происходит аналогично вычислению первой оценки. По окончании большого цикла, в котором происходят вычисление одной частной оценки и занесение предыдущей частной оценки в блоки 23 усреднения, очередная частная оценка записывается в блок 8 памяти, а сигнал переполнения счетчика 12 через формирователь 13 устанавливает триггер 14 в состояние 1. Импульсы генератора 16 через открытый элемент И 15 начинают поступать на вход счетчика 17, который совместно с дешифратором 18, формирователем 28 элементом 30 задержки, счетчиком 26 запоминающим устройством 31, группами элементов И 22 и 9 управляет смещением последующих частных оценок относительно предыдущих. В первом цикле любого большого цикла аналогично описанному происходит опрос блоков 8 памяти от первого до п-го и занесение их содержимого через элемен ты И 9, ИЛИ 10, И 20 и блоки 23 усред нения. При этом каждая последующая частная оценка суммируется с предыдущей без сдвига, по оси t . Первый цикл большого цикла завершается фор.мированием на выходе блока 28 сигнала переполнения счетчика 17 и модификацией состояния счетчика 26 на +1. При этом на выходах ПЗУ появляется очередная команда., содержание которой равно величине сдвига очередной частной оценки относительно первой. Сигнал переполнения счетчика 17, задержанный на блоке 30, с помощью группы элементов И 22 предустанавливает счетчик 17 в состояние, равное величине смещения. При поступлении, на вход счетчика 17 частоты от генератора 16 дешифратор 18 открывает последовательно элемент И 9,- начиная с того, номер которого соответствует величине смещения, например второго элемента И 9. Благодаря этому на выход элемента ИЛИ 10 поступают последовательно значения координат частной оценки, начиная со второй. Синхронно с частотой генератора 16 дешифратор 29 подключенный к выходам счетчика 25, открывает элементы И 20, начиная с (п + 1)-30. Вторая ордината

очередной частной оценки, поступая на вход (п + 1)-го блока 23 усреднения, складывается с первой ординатой предыдущей частной оценки, третья ордината очередной оценки складывается со второй ординатой предыдущей оценки и т. д.. По окончании второго цикла состояние счетчика 26 изменяется на +1, запоминающее устройство 31 формирует команду, иницирующую сдвиг очередной частной оценки на следующую

o величину и т. д. Таким образом, устройство 31 позволяет реализовать различные величины смещений очередной частной оценки,относительно первой.

По окончании второго большого цикла в блоках 23 усреднения сформиsрованы (2 Е, + 1) группы сумм двух частных оценок, причем вторые частные оценки в зависимости от принятых моделей скорости изменения задержки смещены по оси & на величины -аД1 ; 0;

0 + аДС.

Аналогичным образом коррелометр работает ( . + 1) больших циклов, после чего в блоках 23 усреднения формируются п(2В + 1) сумм частных оценок

5 по Z частных оценок в каждой сумме, т. е. (2 { + 1) результатов-коррелограмм. В каждом большом цикле происходит вывод результатов усреднения из блоков 23 через элементы И 21 и ИЛИ

0 24 на выход устройства для последующего анализа. Если время анализа априорно неизвестно, то работа коррелометра продолжается до момента, когда при выводе результатов очередного

большого цикла будет обнаружен устойчивый глобальный максимум.

Таким образом, описанное устройство позволяет определить ВКФ между сигналами, полученными от движущихся

0 источников случайных сигналов, при анализе одной реализации длиной Т . Применение же известного устройства требует реализации длиной в {2t + 1) раз больше.

5

Формула изобретения

Коррелометр, содержащий первый аналого-цифровой преобразователь, вход которого является первым входом

0 коррелометра, а выходы подключены к соответствующим входам многоразрядного регистра задержки, разрядные выходы регистра задержки подключены к первым входам соответствующих блоков

5 умножения, вторые входы которых объединены и подключены к выходу второго аналого-цифрового преобразователя, вход которого является вторым входом коррелометра, выходы блоков умножения

0 подключены к первым входам соответствующих элементов И первой группы, выходы которых соединены с информационными входами соответствующих блоков усреднения первой группы, выходы которых подключены к первым входам эле5

ментов И второй группы, выходы которых подключены ко входам соответствующих блоков памяти, выходы которых соединены с первыми входами элементов И;третьей группы, выходы которых подключены к соответствующим входам первфго : многовходового. элемента ИЛИ, уфравляющие входы регистра и аналогоцффровых преобраэователей объединены и подключены к первому выходу первого генератора тактовых импульсов, второй вйход которого соединен со вторыми вводами элементов И первой группы, выход первого генератора тактЬвых импульсов подключен ко входу пЬрвого счетчика, выход которого чеpjes первый формирователь соединен со вггорыми входами элементов И второй группы и с еди.ничным входом триггера, фаход которого подключён к первому ходу элемента И, второй вход которог{о подключен к выходу второго генераTJopa тактовых импульсов, а выход - ко ходу второго счетчика, разрядные выйоды которого подключены к соответствЦщим входам первого дешифратора, выходы которого соединены со вторыми входами соответствующих элементов И третьей группы, выход первого формирователя через первый элемент задержки соединен со входами сброса блоков усреднения первой группы, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и упрощения коррелометра при анализе процессов, представленных суммой сигналов, подвергнутых разным временным искажениям, в коррелометр дополнительно введены чет вертая, пятая и шестая группы элементов И, вторая группа блоков усредне ния, второй многовходовой элемент ИЛИ, третий и четвертый счетчики, второй и третий формирователи, второй дешифратор, группа элементов задержки, второй элемент задержки, постоянное запоминающее устройство, причем первые входы элементов Ичетвертой группы объединены и подключены к выходу первого многовходового элемента ИЛИ, а выход каждого из элементов И четвертой группы подключен ко входу соответствующего блока усреднения второй группы, выход каждого из которых подключен к первому входу соответствующего элемента И пятой группы, выходы которых подключены к соответствующим входам второго многовходового элемента ИЛИ, выход элемента И подключен ко входу третьего счетчика, разрядные выходы которого подключены к соответствующим входам второго дешифратора, выходы которого соединены со вторыми входами соответствующих элементов И четвертой группы, вторые входы элементов И пятой группы через соответствующий элемент из группы элементов задержки соединены со вторым входом соответствующего элемента И четвертой группы, выход третьего счетчика через второй формирователь подключен к нулевому входу триггера, а выход второго счетчика через третий формирователь подключен ко входу четвертого счетчика, разрядные выходы которого соединены с адресными входами постоянного запоминающего устройства, выходы которого подключены к первым входам соответствующих элементов И шестой группы, выход каждого из которых соединен со входом установки О соответствующего разряда второго счетчика, вторые входы элементов И шестой группы объединены и через второй элемент задержки подключены к выходу третьего формирователя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Мирский Г. Я. Аппаратурное определение характеристик случайных процессов , М., Энергия, 1972,

с, 132-134.

2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2499480/18-24,

кл. G 06 F 15/34, 1977.

О

о

,Т-.-Т-Т,

26