Многоканальный автокоррелятор Советский патент 1981 года по МПК G06G7/19 

Изобретение относится к вычислительной технике, а именно, к опреде лению временных характеристик стационарных эргодических случайных про цессов и предназначено для статисти ческого анализа. Известен коррелятор, содержащий формирователь коэффициентов разложе ния, выходы которых соединены с пер выМи входами схем умножения, вторые входы которых соединены со входами и выходами ячеек ортогонального фил ра, первая ячейка которого соединен с генератором единичных импульсов, причем выходы схем умножения соединены со входами суммирующей cxeNM, выход которого соединен с регистрирующим устройством. Формирователь коэффициентов разложения содержит ортогонсшьный фильтр, выходы которого соединены с первыми входами схем умножения, вторые входы которых соединены со входом устройства а выходы - со входами усредненных устройств, выхода которого являются выходами формирователя коэффициентов разложения 1 . Однако это устройство обладает низким быстродействием и сложно по конструкции. Известен также коррелятор, содер-. жащий биполярные ключи, генератор функций Уолша, усреднители, интеграторы, блок умножения, весовой сумматор i2 , Недостатком устройства является необходимость увеличения числа биполярных ключей для многокансшьного варианта. Цель изобретения - упрощение конструкции. Поставленная цель достигается тем, что в многоканальный автокоррелятор, содержащий генератор функций Уолша, выходы котоЕЮГО подключены к первым входам биполярных ключей всех каналов, вторые входы биполярных ключей объединены и являются входом автокорре.ятора, выход биполярного ключа в каждом канале соединен со входом интегратора этого канала, входы весовых сумматоров соединены соответственно с выходами блоков усреднения каждого канала, введен блок управления и в каждый канал-аналоговый ключ и квадратор, вход которого соединен с выходом аналогового ключа, а выход - со входом блока усреднения своего канала, информационный вход аналогового ключа подключей к выходу интегратора, управляющие входы интеграторов и аналого вых ключей всех каналов - к выходу блока управления, вход которого соединен с управляющим выходом генера тора .функции Уолша. Кроме того, что блок управления содержит многовходо вой элемент ИЛИ-НЕ, элемент И, инвертор и- двоичный счетчик, разрядные выходы которого соединены с со ответствующими входами многовходового элемента ИЛИ-НЕ, выход которого подключен к первому входу элемента И, второй вход которого подключен к выходу инвертора, а выход является выходом блока управления, вход которюго соединён со входом инвертора и двоичного счетчика. Работа предлагаемого автокорреля тора основана на существующей связи между логической корреляционной функцией Pj( (t) в базисе Уолша и ари метической RX () RX О РХ, где О - матрица связи арифметическо RJJ (t) и логической корреляц функций Ру (V) в базисе Уолш Поскольку :S Р, (t) . w,(j ). где W - матрица преобразования Уо W Ci) оценка спектральной плот ности мощности Уолша. jt;),(j)Q(i), где О W Q - матрица весовых коэф фициентов. Если разбить интервал времени ft.TJ на п участков длиной Т и вычислить преобразование Уолша для каждого из этих участков с возведением в квадрат соответствующих коэффициентов разложения, то получим п периодогракпл вид 4,KU),,;W%4i4 5t- V M,2.... вреднее арифметическое которых при достаточно больших TQ . и h дает оцен ку cпej{тpaльнoй плотности мощности Уолша Wyi, которая является как несмещенной, так и состоятельной Я(4)-н|Л Таким образом, искомая автокорре ляционная функция определяется выра жением R(Z) . QWx(d) На фиг. 1 представлена блок-схем предлагаемого автокоррелятора; на фиг. 2 - схема блока управления. Многоканальный автокоррелятор со держит генератор 1 функции Уолша, к выходам которого подключены биполяр ные ключи 2, количество которых рав но числу вычислительных каналов. Каждый вычислительный канал состоит из последовательно соединенных бипо лярного ключа 2, интегратора 3, аналогового ключа 4, квадратора 5, блока 6 усреднения. Выходы всех бло ков 6 усреднения соединены с весовы ми сумматорами 7, блок 8 управления, первый выход которого соединен со входом синхронизации генератора 1 функций Уолша, а второй выход - с управляющими входами аналоговых клю-, чей 4. Блок 8 управления содержит двоичный счетчик 12, многовходовой элемент ИЛИ-НЕ 13, элемент И 14 (2И) и генератор 15 (И-НЕ). Работа блока управления происходит следующим образом. Тактовые импульсы с выхода тактового генератора 10 генератора 1 функций Уолша (11 - двоичный счетчик, 9 - блок-схема сложения по модулю два) поступёиот на вход двоичного счетчика 12 блока 8 управления.По приходу на счетный вход счетчика N-ro импульса происходит переполнение его и во 1сех: его разрядах устанавливаются нули, в результате чего на выходе элемента ИЛИ-НЕ 13 устанавливается логическая , которая дает разрешение на прохождение тактовой последовательности импульсов, инвертированной с помощью инвертора 15 через элемент И 14. Работа автокоррелятора происходит следующим образом. На вход устройства в виде напряжения поступает исследуемый процесс. Одновременно на управляющие входы биполярных ключей 2 от генератора 1 функций Уолша поступает напряжение, изменяющееся по закону функций Уолша, в результате чего в ключах 2 происходит или повторение входного напряжения, если на управлякяцем входе ключей 2 присутствует напряжение, или инвертирование, если напряжение на управляющем входе равно нулю. Преобразованные напряжения с выходов ключей 2 поступают на вход интеграторов 3. Такое преобразование происходит в течение време ни TQ , где TO - интервал функций Уолша. По окончании времени t f TO блок управления вырабатывает сигнгш синхронизации, по переднему фронту которого генератор 1 функций Уолша прекращает вырабатывать функции, а аналоговые ключи 4 открЫ ваются, в результате чего напряжение с выходов интеграторов 3 возводятся в квадрат и йоступают на вход блоков 6 усреднения, где они запоминаются. По заднему фронту сигнала синхронизации происходит сброс интеграторов 3 в нуль, анёшоговые ключи 4 закрываются и генератор 1 начинает снова вырабатывать функции Уолша. Дальше работа автокоррелято- . ра происходит аналогичным образом. По истечении времени Т пТо , где п ч N/2, на выходе сумматоров 7 присутствуйт напряжения, пропорциональные значениям соответствующих ординат автокорреляционной функции

R(.1f) . Блок 3 управления предстайляет собой двоичный счетчик .с предварительной записью, на счетный вход которого поступают импульсы от тактового генератора 10 генератора 1 функций Уолша, а на вход предварительной записи подается значение Т, представленное в двоичном коде. Группа логических элемент.ов блока управления организует требуемый алгоритм работы блока управления.

Тогда, например, для формирования R)t (3) необходимо выбрать такие

значения весовых сопротивлений сумматора 7, чтобы выходное напряжение этого сумматора было равно и&ых -k(koUftx, -«-k Uftxi -ke.Uftx5L + +kjiU8x4 -k-rUby7 Ь U6xo«W 0); «Bxi Wx(i)f ивхаг«ж(2); и т.д.

ko 1; k, «1; k3 3; kg-B; kfc ; .

Таким образом, благодаря введенным блокаи упростилась схема автокоррелятора.

Для матрица Q весовых коэффициентов имеет вид

Формула изобретения

5 и двоичный -счетчик, разрядные выходы которого соединены с соответствующими входами .многовходового элемента ИЛИНЕ, выход которого подключен к первому входу элемента И, второй вход

0 которого подключен к выходу инвертора, а выход является выходом блока управления, вход которого соединен со входом инвертора и двоичн го . счетчика.

5

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

с.117, 159.

Фи2,г