Многоканальный цифровой коррелометр Советский патент 1980 года по МПК G06F17/10 G06F17/15 

1

Изобретение относится к вычислит тельной технике,предназначено для одновременной обработки множества случайных импульсных последовательностей и может быть использовано для оценки статистических функций.

Известен коррелометр, содержащий блоки согласования, две дискретные линии Зсщержки, схемы умножения знаковых сигналов, релейные схемы умножения, су1 4аторы и канальные сумматоры, причем выход каждого |элемёнта первой дискретной линии задержки соединен со входом схемы умножения знаковых сигналов, второй вход которой соединен с выходом второго входного устройства, выход первого входного устройства соединен со входом первой дискретной линии задержки, вход второй дискретной линии задержки соединен с выходом второго входного устройства. Выход схемы умножения знаковых сигналов в каждом канале соединен со входом релейных схем умножения, выходы которых соединены со входами канальных сумматоров , вторые входы релейных схем умножения соединены с выходами сумматоров, первые входы которых соединены с выходами соответствующих им элементов второй дискретной линиизадержки, а вторые входы соединены с выходом первого входного устройства Такое устройство позволяет получать 5 оценки релейной корреляционной функ(ции только двух вероятностных величин

Ul- ..

Недостатком этого устройства является Отсутствие возможности одновреtO менной .обработки множества случайных входных величин.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному является устройство, содержащее два счетчика,

15 два дешифратора, элемент ИЛИ, триггер, генератор тактовых импульсов ГТИ и реверсивный счетчик, причем выходы счетчиков через дешифраторы соединенЕ Г с блоком логики, выход которого соединен с триггером, прямой выход которого соединен со входом сложение, а инверсный выход - со входом вычитание реверсивного счетчика, выход ГТИ соединен с установочными входами счетчиков и триггера и со счетным входом реверсивного счетчика. Работает данное устройство следующим образом. Импульсы, поступающие на вход устройства, пересчитываются счетчиками, при заполнении

которых дешифраторами вырабатываются импульсы, поступающие через элемент ИЛИ на вход триггера. При наличии корреляции на вход триггера поступают либо два импульса, либо ни одного, в зависимости от соотношения частот импульсов, поступающих на входы устройства. В обоих случаях состояние на выходе триггера обеспечивает установку реверсивного счетчика в режим сложения, и происходитдобавление единицы к содержимому счетчика. В случае антикорреляции последовательностей импульсов, поступающих на входы устройства, импульсы на элемент ИЛИ поступают только с одного дешифратора, что обеспечивает установку триггера в состояние, обеспечивающее режим вычитания реверсивного счетчика. Таким образом, число импульсов, зафиксированное реверсивным счетчиком, оказывается пропорциональным коэффициенту корреляции последовательностей входных импульсов 2.

Недостатком известного устройства является отсутствие возможности одновременной обработки множества случайных импульсных последовательностей с учетом их взаимосвязи, тогда как для оценки статистических функций такая обработка множества случайных импульсных последовательностей зачастую необходима.

Цель изобретения - обеспечение одновременной обработки множества входных случайных импульсных последовательностей .

Сущность предложения заключается в вычислении оценок коэффициентов корреляции каждой входной случайной импульсной последовательности и совокупности всех остальных последовательностей, одновременно воздействующих на входы устройства. .

Поставленная цель достигается тем что в многоканальный цифровой коррелометр, содержащий генератор тактовых импульсов, .элементы ИЛИ и в каждом из каналов счетчик, первый . вход которого является соответствующим входом коррелометра, а второй объединен с первым входом триггера и подключен к первому выходу генератора тактовых импульсов, выход счетчика подключен ко входу дешифратора, триггер, первый вход которого соединен с первым выходом генератора тактовых импульсов, а выходы триггера подключены соответственно к первому и второму управляющим входам реверсивного счетчика, в каждый канал коррелометра введены-элемент И, элемент равнозначности и триггер-расширитель , входы которого соединены соответственно с выходом дешифратора и первым выходом генератора тактовых импульсов, первый выход триггера-расширителя подключен к первым входам элементов Н и равнозначности,

а второй выход подключен к соответствующим входам элементов ИЛИ других каналов, выход элемента ИЛИ в каждом канале соединен со вторыми входами элементов И и равнозначности, второй выход генератора тактовых импульсов подключен к третьим входам элементов И и равнозначности, выходы которых соединены в каждом соответственно со вторым входом триггера и счетным входом реверсивного счетчика.

На чертеже показана структурная схема трехканального цифрового коррелометра.

Коррелометр содержит три счетных канала, каждый из которых содержит последовательно соединенный счетчик 1, {2, 3) и дешифратор 4, (5,6), выход каждого дешифратора (4, 5, б) соединен со входом соответствующего ему триггера-расширителя 7, 8,9, прямой выход .триггера-расширителя 7 соединен с первыми входами элементов И 10 и равнозначности 11, вторые входы которых соединены с выходом элемента ИЛИ 12, входы которого соединены с инверсными выходами триггеров расширителей 8,9, прямой выход триггера-расширителя 8 соединен с первыми входами элемента И 13 и элемент 14 равнозначности, вторые входы которых соединены с выходом элемента ИЛИ 15, входы которого соединены с инверсными выходами триггеров-расширителей 7,9, прямой выход триггерарасширителя 9 соединен с первыми входами элемента И 16 и элемента 17, равнозначности, вторые входы которых соединены с выходом элемента ИЛИ 16, входы которого соединены с инверсными выходами триггеров-расширителей 7,8, третьи входы элементов И 10, 13

16и элементов 11,14,17 равнозначности соединены с выходом генератора 19 тактовых импульсов (ГТИ). Выход элемента И 10 через триггер 20 соединен с управляющим входом реверсивног счетчика 21, счетный вход которого соединен с выходом элемента 11 равнозначности. Выход элемента И 12 через триггер 22 соединен с управляклцим входом реверсивного счетчика 23, счетный вход которого соединен с выходом элемента 14 равнозначности. Выход элемента И 16 через триггер

24 соединен с управляющим входом реверсивного счетчика 25, счетный вход которого соединен с выходом элемента

17равнозначности. Второй выход ГТИ 19 соединен с установочными входами счетчиков 1,2,3, триггеров-расширителей 7,8,9 и триггеров 20,22,24.

Работает корролометра следующим образом.

Импульсы, поступающие на вход устройства, пересчитываются счетчиками 1,2,3, при заполнении которых дешифраторами 4,5,6 вырабатываются

импульсы, поступающие соответственна на триггеры-расширители 7,8,9. При поступлении импульса на вход триггера-расширителя 7 с его прямого выхода единичный потенциал поступает на элементы И 10 и равнозначности,11, а нулевой потенциал с его инверсного выхода поступает через элементы ИЛИ 15, 18 на элементы И 13, 16 и на элементы 14 и 17 равнозначности тем |самым подготавливается возможность переброса триггера 20 и лишение такой в.озможности для триггеров 22 и 24 Если по окончания такта через элемент ИЛИ 12 не поступает запрещающего нулевого потенциала на элемент И 10 и элемент 11, равнозначности, то импульсом, опережающим окончание такта, поступающим на третьи входы элементов 10 и 11, осуществляется переброс триггера 20 в единичное состояни что для реверсивного счетчика 21 соответствует сложению и записи одного импульса в регистр 21 сдвига в режиме сложения, поступающего с выхода элемента равнозначности И. С инверсного выхода триггера-расширителя 7 нулевой потенциал через элементы ИЛИ 15 и 18 запрещает прохождение импульсов для установки триггеров 22, 24 в единичное состояние, таким образом, остальные реверсивные счетчики 23,25 остаются в режиме вычитание. Импульсы счета поступают на вход реверсивного счетчика 21 с выхода элемента 11 равнозначности только в том случае, если на первом и втором входах элемента 11 потенциалы одинакового уровня. Таким образом, в реверсивный счетчик 23 или 25 может поступить на вход импульс только в том случае, если на первых входах элементов 14 или 17 равнозначноети будут низкие потенциалы. Низкий потенциал на первом входе элемента 14 равнозначности означает отсутствие срабатывания дешифратора 5 на данный такт. Через элемент 14 равнозначности поступает импульс на вход реверсивного счетчика 23 в режиме вычитание. Таким образом, в реверсивный счетчик 21 записывается единица в режиме сложения в том случае, если срабатывает только дешифратор 4, и в него же записывается единица в режиме вычитания, если дешифратор 4 на время такта не срабатывает, а срабатывает дешифратор 5 или б или оба вместе. Во всех случаях в реверсивный счетчик йапись не производится. Запись импульсов в реверсивные счетчики происходит аналогичным способом, с учетом их внешних связей. В ка;кдый реверсивный счетчик 21,23,25 не осуществляется запись импульсов в случае Нс1личия корреляции одной входной последовательности импульсов, .соответствующей данному реверсивному счетчику 21, 23, 25, относительно любой другой, одновременно воздействующей на вход многоканалного устройства для корреляционного анализа. В случае антикорреляции в реверсивный счетчик 21,23,25 осуществляется запись единицы в режиме сложения при наличии срабатывании деширатора в данном канале.В режиме вычитания - если срабатывание дешифратора происходит не в данном каиа ле, а в другом или в других. Число Импульсов, зафиксированных реверсивйыми счетчиками 21,23,25, оказывается пропорциональным коэффициентом

корреляции последовательностей входных импульсов каждого относительно остальных.

Таким образом в описанном устройстве управление работой реверсивного счетчика в каждом канале осуществляется с учетом взаимной ситуации во всех остальных каналах, т.е. каждый реверсивный счетчик в своем канале осуществляет оценку коэффициент корреляции (фиксирует число, пропорциональное коэффициенту корреляции) входной случайной импульсной последовательности, поступающей в данный канал, и совокупности всех остальных случайных импульсных последоБательностей, поступающих в остальные каналы. словами, описанное устройство осуществляет одновременную обработку множества входных случайных импульсных последовательностей, в то время как прототип осуществляет обработку только двух входных случайных импульсных последовательностей. Использование каналов, состоящих из однотипных узлов, упрощает задачу построения многоканальндго устройства и изменения количеств каналов в случае необходимости как в сторону увеличения, так и в сторону уменьшения.

Форг-1ула изобретения

Многоканальный цифровой коррелометр, содержащий генератор тактовых импульсов, элементы ИЛИ и в каждом из каналов счетчик, первый вход которого является соответствующим входом коррелометра, а второй объединен с первым в содом триггера и подключен к nepBONiy выходу генератора тактовых импульсов, выход счетчика подключен ко входу дешифратора, триггер, выходы которого подключены соответственно к первому и второму управля ощим входам реверсивного счетчика, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет получения множества коэффициентов корреляции, в кажды кангш коррелометра введены элемент И, элемент равнозначности и триггер расширитель, входы которого соединены соответственно Ссвыходом дешифратора и первым выходом генератора тактовых импульсов, первый йыход триг- гера-расширителя подключен к первым входам элементов И и равнозначности, а второй выход подключен к соответствующим входам элементов ИЛИ других каналов, юыхол элемента ИЛИ в каждом канале соединен со вторыми входами элементов И и равнозначности, второй выход генератора тактовых импульсов подключен к третьим входам

элементов И и равнозначности, выходы которых соединены в каждом канале соответственно со вторым входом триггера и счетным входом реверсивного счетчика.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 460544, кл. G 06 F 15/34, 1973.

2.Авторское свидетельство СССР №523412 кл. G06 F 15/34, 1974.