Устройство для вычисления корреляционныхфуНКций Советский патент 1981 года по МПК G06F17/10 G06F17/15 

Изобретение относится к устройствам для обработки данных, а именно к устройствам для статистического анализа случайных процессов Известно устройство для вычисления корреляционных функций, содержащее генератор пилообразного напряжеНИН, генерирующий напряжение, изменяющееся от -А до А (А-5f max Jxl ) сравнивающее устройство, схеьы совпадения и счетчики. Сравнивакяцее устройство этого коррелятора осуп ствляет знаковое преобразование сиг нала в одном из каналов коррелятора что позволяет реализовать множитель ное устройство в виде схем совпадения fl . Однако такой коррелятор характеризуется относительно большой статистической погрешностью, обусловле ной нсшожеиием шума и знаковым преобразованием. Наиболее близким к предлагаемому является коррелятор, содержащий бло сравнения, генератор пнлоовразнего напряжения, дискриминатор знака, линию задержки, выпрямитель, аналог цифровой преобразоватоль, схекы совпадения, реверсивный и накапливающий счетчики, причем вход коррелятора соединен с первым входом сравнивающего устройства, а выход генератора пилообразного напряжения соединен с вторым входом сравнивающего устройства 21 . Не достаток, известного коррелятора состоит в относительно большой статистической погрешности оценок мо 4eнтoв. Цель изобретения - повышение статистической точности вычисления корреляциоиных функций. Указанная цель достигается тем, что в устройство для вычисления корреляционных функций, содержащее генератор пилообразного напряжения, а также двухполупериодный выпрямитель и дискриминатор знака, входы которых объединены между собой и с первым входом блока сравнения, выход дву.хполупернодного выпрямителя соелииен с информационным входом аналого-цифрового П1эеобразователя, выход которого подключен к первым входам четырех элементов И, вторые входы первого и третьего элементов И соединены с первым выходом блока сравнения, второй выход которого подключен ко вторым входам второго и четвертого элементов И, третьи входы элементов

И соединены с выходами дискриминато знака, управляющий вход блока сравнния и входы блока задержки и накапл вакядего счетчика объединены и подключены к выходу генератора тактовы импульсов, управляквдий вход аналогоцифрового преобразователя соединен с выходом блока задержки, выходы первого и второго элементов И объеднены и подключены к первому входу реверсивного счетчика, второй вход торого соединен с объединенным выходом третьего и четвертого элементов И, введены два ключа, инвертор и блок однотактной задержки, вход которого объединен с первьм входом первого ключа и является входом устройства, второй вход первого ключа соединен с выходом блока однотактной задержки, а выход первого ключа соединен с первым входом блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом второго ключа, информационные входы которого подключены соот,етственно к выходам инвертора и генератора пилообраз «ого напряжения, управляющие входы ключей соединены с выходом генератора тактовых импульсов,

На чертеже изображена схема предлагаемого устройства.

Коррелятор содержит блок 1 однотактной задержки (БОЗ), ключ 2, двуполупериодный выпрямитель 3 (ДПВ), аналого-цифровой преобразователь 4 (АЦП), дискриминатор 5 знака (ДЗ), генератор 6 тактовых импульсов (ГТИ блок 7 згадержки (БЗ), блок 8 сравнения (БС), генератор 9 пилообразного напряжения (ГПН), инвертор 10 (ИН), ключ 11, элементы 12-15 И, реверсивный счетчик 16 (РС), накапливающий счетчик 17 (не). Один из входов ключа 2 соединен с входом устройства непосредственно, второй вход ключа 2 соединен с входом устройства через блок 1 однотактной задержки, выход ключа 2 подключен к входу двухполупериодного выпрямителя 3 и дискриминатора 5 знака, один из входов ключа 11 соединен с выходом генератора 9 пилообразного напряжения. Другой вход ключа 11 соединен с выхйдом инвертора 10, вход которого подключен к выходу генератора 9 пилообразного напряжения, ааход ключа 11 соединен с вторым входом блока 8 сравнения, первый вход которого соединен с выходом ключа 2.

Пилообразное напряжение изменяется от О до А.

Назначение блока 1 однот ктной задержки и ключа 2 на входе коррелятора - обеспечить в цикле из двух тактов подачу одного и того же напряжения на остальную часть измерительной схемы. Если бы при этом на второй вход блока сравнения попрежнему подавалось напряжение от гнератора пилообразного напряжения, изменяющееся от -А до А (А : maxU то это бы соответствовало двукратному знаковому, преобразованию, являющемуся эффективным средством уьданьшения погрешности.

Введение инвертора 10 и ключа 11, периодически подключакхцего на вход БС 8 то прямое, то инвертированное напряжение с выхода ГПН 9 (напряжение, генератора изменяется o О до А), является дополнительным источником повышения точности (на вход БС в цикле из двух тактов подается случайная величина из интервала (О,А)- и (-А,0).

Устройство работает следующим образом.

Входное напряжение поступает на вход БОЗ 1 и ключ 2. Ключ 2, управляемый от ГТИ 6, подает в цикле из двух тактов одно и то же входное напряжение на вход ДПВ 3 дискриминатора 5 знака и первый вход БС 8. На второй вход БС 8 с помощью инвертора 10 и ключа 11 периодически подается то прямое, то инвертированное напряжение с выхода генератора 9 пилообразного напряжения.

В моменты, определяемые поступлением тактовых импульсов от ГТИ б, блок сравнения генерирует импульс на своем первом входе, если напряжение по первому входу превосходит напряжение, по второму входу, ил на втором выходе, если имеет место обратное соотношение.

Сигнал с первого выхода ВС 8 открывает элементы 12 к 14 И, сигна с второго выхода gc 8 открывает элементы 13 и 15 И.

Напряжение с выхода ключа 2, выпрямленноп ДВП 3,поступает на АЦП 4 где преобразуется в пропорционально число импульсов в моменты, запаздывающие относительно тактовых на интервал , который создается БЗ 7. С выхода АЦП импульсы поступают на вторые входь элементов 12-15 И. На первые их входы приходят сигналы от дискриминатора 5 знака. При положительном знаке открываются элементы 12 и 15 И, при отрицательном 13 и 14 И.

Реверсивный счетчик 16 подсчитывает разность числа импульсов, поступающих от верхних и нижних элементов И.

По окончании вычислений показание счетчика 16, деленное на число отсчетов, зафиксированное счетчиком 17, и умноженное на амплитуду пилообразного напряжения, дает оценку корреляционной функции.

При этом гфедлагаемый коррелятор осущестгеляюирьй двукратное преобразовйние с положительным и отрицательным вспомогательными сигналами,