Многоканальный коррелометр Советский патент 1981 года по МПК G06F17/15 

1

Изобретение относится к аппарат фному определению характеристик случайных процессов и может быть исползовано при корреляционном анализе случайных частотно-импульсных потоков .

Известно устройство для определения корреляционной функции Знаковый коррелометр , содержащий, генератор импульсов .опроса, соединенн через временнойселектор и счетчикделитель частоты с управляющим триггером, реверсивные счетчики импульсов с двумя распределительными схемами совпадения на каждом из входов, аналоговое сравнивающее устройство, генератор равновероятно распределенного случайного сигнала, аналоговый дискриминатор знака и аналого-цифровой преобразователь, подключенный выходе ми к соответствующим входам распределительных схем совпадения, а также блок канальной селекции и запоминания Знаков и дешифратор 1.

Недостатками этого устройства является возможность применения его только к исследованию аналоговых случайных сигналов, а также ошибка в работе реверсивных счетчиков.

возникающая при исследовании знакопеременных, случайных потоков.

Известно устройство для получения оценок релейных корреляционных функций, содержащее в каждом канале два элемента ИЛИ, четыреэлемента И реверсивный счетчик,, два блока задержки и общий блок задания времени анализа 2,

0

Недостаток его-состоит в повышенных погрешностях при анализе частотно-импульсныхпотоков.

Цель изобретения - повышение точности при анализе частотно-импульSсных случайных потоков.

Для частотно-импульсных сигналов выработка значения x(t) фактически невозможна, так как частота следования случайных импульсов не может

0 принимать отрицательные значения. Поэтому указанная, цель достигается тем, что центрированный случайный .поток .X (t) представ.1яется в виде разности текущего значения и оценки

5 его среднего зГ (t) х (t) - Е х (t) Тогда релейная корреляционная функция РКФ представляется в виде

0 «peA.xs,l- bWbign(b-C)(4-s-.)Ul Поставленная цель достигается тем, что в многоканальный коррелом содержащий блок задания времени , анализа и в каждом из каналовдва элемента задержки, два элемента ИЛ выходы которых соединены с соответ ствующим входом реверсивного счетчика, входы элементов ИЛИ подключен попарно соответсз венно к выходам iпервого и второго, третьего и четвертого элемента И, первые входы четырех элементов И соединены с выходом блока задания времени анали за, введен частотно-импульсный компаратор, и в каждый канал корре лометра четыре элемента И, два эле мента ИЛИ и триггер, входы которого . соединены соответственно с прямыми и инверсным выходами старшего разр да реверсивного счетчика, прямой выход триггера подключен по вторым входам второго и третьего элементов И, инверсный выход триггера сое динены со вторыми входами первого и четвертого элементов И, третьи входы первого и третьего элементов подключены к выходу третьего элемента или, выход четвертого элемента ИЛИ соединен с третьими входами второго и четвертого элементов И, входы элементов задержки первого канала соединены соответственно с первым и вторым выходами частотноимпульсного компаратора, входы элементов задержки последующего канала подключены к выходам элементов задержки предыдущего канала, выход первого элемента задержки в каждом канале подключен к первым входам пятого и шестого элементов И, выход второго элемента задержки соединен с первыми входами седьмого и восьмого элементов И, вторые входы пятого и седьмого элементов И объединены и являются третьим входом коррелометра, четвертый вход которого соединен со вторыми входами шестого и восьмого элементов И. На фиг. 1 представлен коррелометр, структурная схема; на фиг. 2 структура одного канала. Коррелометр состоит из генератор тактовых импульсов 1, элемента И 2 триггера 3 управления, счетчикаделителя 4 частоты-, частотно-импуль ного компаратора 5 и каналов определения ординаты корреляционной фун ции 6,: элементы 1+4 образуют блок 7 задания времени анализа. Каждый канал определения оценки ординаты корреляционной функции содержит элементы 8,9 з адержки. Элементы 2И-ИЛИ 10 и 11, элементы ЗИ-ИЛИ 12 и 13 в элементах 12 и 13 встроены элементы и обозначены . Устройство работает следующим образом. в исходном положении все триггеры коррелометра находятся в нулевом состоянии. При нажатии кнопки.пуск (не показана) триггер 3 управления переводится в состояние 1 , при котором временной элемент И 2 открывается и через него начинается заполнение счетчика-делителя 4 частоты. Импульс переполнения переводит триггер 3 управления в исходное состояние О . Таким образом, этот триггер сформирует стандартный .промежуток времени Т, - интервал времени анализа. На входы А и Б устройства поступают импульсы анализируемых потоков х () входы В и Г потоки 1Е Pjj (t), ЕФ,, (t) с частотами следования импульсов в них х и Fjj соответственно. Значение частот F и F совпадают с математическим ожиданием частот в соответствующих анализируемых потоках. На выходе частотно-импульсного сравнивающего устройства 5 формируются потоки5 (t) и Ц (t) прямоугольных импульсов, изображающих значения соответствующих знаковых функций (2) и их инверсии vW-aigfn Fy(t)-F 4(t) Эти потоки Yj, (t) и Y (t) в-полном соответствии с правилами корреляционного анализа пропускаются через элементы 8 и 9 задержки каналов 6 определения оценок ординат К.Ф, В результате этого формируется пары импульсных потоков «,.Ct)-vP(t-tJ|. --1 ь,п ,,.(t).)J где t- t t; ,t - задержка импульсов jr в элементах. 8 и 9. В каждом канале определения ординаты корреляционной функции в соответствии с выражением (4) элементами И-ИЛИ 10, 11 формируются потоки импульсов a(t-t-)4(t) c4(t-t.)(t) (t) d-.()E(t) Эти потоки поступают на суммирующий И вычитающий входы реверсивного счетчика 14 каждого из каналов определения ординаты корреляционной функции. Элементы И-ИЛИ 12, 13 осуществляют управление переключением шин сложения и вычитания реверсивного счетчика 14 в зависимости от знака числа, записанного в нем, который фиксируется соединенным последовательно с ним триггером 15 знака. Происходит это следующим образом. В исходном состоянии реверсивный счетчик 14 обнулен, триггер 15 зиа ка в состоянии О , соответствую щему положительному знаку числа, следовательно открытыэлементы И 1 в 3 И-ИЛИ и 17 в ЗИ-ИЛИ 13. На сум мирующий вход реверсивного счетчик 14 поступают импульсы из потоков а V с, а на вычитающий - импульсы из потоков b V d. Пусть за промежуток времени (& - t) количество импульсов N(t), поступающих на суммирующий вход, больше количеств импульсов ) , поступающих на вычитающий вход, т.е. lf(t) 7 N(t) , тогда в реверсивном счетчике. 14 фиксируется число N(t) N(t) - N В момент t, , когда количество импульсов N(t)f поступающих на вычитающий вход реверсивного счетчик станет больше количества импульсов поступивших на суммирующий вход, число в реэерсивном счетчике 14 )| меньшается. В момент fcj реверсивный счетчик полностью очищен. Следующий, импульс, поступивший на вычитающий вход, записывает в реверсивный счетчик 14 число , рав емкости сметчика, триггер 15 знака переходит в состояние , соответствующее отрицательному знаку числа в реверсивном счетчике 14. А сам он принудительно устанавливает в состояние 000,.. (схема принудительной установки на (фиг.1 не показана). Это состояние реверсивного счетчика 14 и триггера знака 15 соответствует отрицательной единице. В элементах И-ИЛИ 12, 13 откроются элементы И 18, 19 а элементы И 16 и 17 закроются. Произойдет одновременное переключение шин сложения и вычитания реверсивного счетчика 14. Теперь на суммирующий вход будут поступат импульсы из потока bvd, а на вычитающий avc. Таким образом, в реверсивном счетчике 14 накапливается отрицательное число N(t),Nlt)(t) . Если в дальнейшем окажется, что количество импульсов, поступивших на вычитающий вход реверсивного счетчика, станет вновь больше количества импульсов, поступивших на суммирующий вход, реверсивный счет .чик вновь обнулите я и следую21Ий им пульс на вычитающем входе запишет в него число Np, триггер знака переходит в состояние . В реверсивном счетчике 14 принудительн записывается число 000;.., соответствующее положительной единице, и происходит вторичное переключени шин сложения и вычитания. Таким образом, за интервал анализа в реверсивном счетчике 14 каждого из каналов определения ординаты корреляционной функции будет зафиксировано число ; fo{eD« t).,,it-t,}, которое с учётом соотношения (1) является оценкой ординаты корреляционной функции R. t , значение которой накапливается в канальном реверсивном счетчике 14. Использование предлагаемого устройства позволяет существенно облегчить проведение корреляционного анализа случайных процессов, а также повысить их точность. Фо1)мула изобретения Многоканальный коррелометр,содержащий блок задания времени анализа и в каждом канёше два элемента задержки, два элемента ИЛИ, выходы которых соединены с соответствующими входами реверсивного счетчика, входы элементов ИЛИ подключены соответственно к выходс1М первого и второго, третьего и четвертого элементов И, первые входы четырех элементов И соединены с выходом блока задания времени анализа, о тличаю-щий ся тем, что, с целью повышения точности при анализе частично импульсных случайных потоков, в коррелометр введен частотноимпульсный кснкпаратор, и в каждый канал коррелометра четыре элемента И, два элемента ИЛИ и триггер, входы которого соединены соответственно с пряМ:1М и инверсным выходами старшего разряда реверсивного счетчика, прямой выход триггера подключен ко вторым входам второго и третьего элементов И, инверсный вход триггера соединен со вторыми входами первого и четвертого элементов И, третьи входы первого и третьего элементов И подключены к выходу третьего элемента ИЛИ,выход четвертого элемента ИЛИ соединен с третьими входами второго и четвертого элемэнтов И, входы элек ентов задержки первого канала соединены соответственно с первым и вторым выходами частотно-импульсного компаратора, входы элементов задержки каждого последующего канала подключены к выходам элементов задержки предыдущего канала, выход первого элемента задержки в каждом канале подключен к первым входам пятого и шестого элементов И, выход второго элемента задержки соединен с первыми вхоДс1ми седьмого и восьмого элементов И, вторые входы пятого и седьмого элементов И объединены и являются третьим входом коррелометра, четвертый вход которого соединен со

вторыми входами шестого и восьмого элементов И,

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 329534, кл. G Об F 15/34, 1972.

2.Жовинский В.Н., Арховский В.Ф. Корреляционные устройства. М., Энергия, 1974, с. 139.