Многоканальный знаковый коррелометр Советский патент 1982 года по МПК G06F17/15 

I

Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техни-. ки и может быть использовано для построения многчэканальных коррелометров случайных стационарных эргодических сигналов с произвольными законами рас- щэеделения.

Известен многоканальный знаковый коррелометр, содержащий два генератора вспомогательных сигналов, генератор импульсов, счетчики, элементы сравнения и делитель-коммутатор Ш .

Недостатком данного коррелометра является Относительно низкая точность измерения.

Наиболее близким к тфедложешюму по технической сущности и достигаемому результату является ксрреломет р, содержащий Коммутаторы, генератс ы вспомогательных сигналов, генератор импульсов, регистры сдвига, эгэменты равнозначности, счетчики и компараторы . ..

Недостатком известного коррелометра является недостаточно высокая точность

вычисления взаимной корреляционной функции.

Цель изобретения - повышение точности коррелометра.

Поставленная цель достигается тем, что в. многоканальный знаковый коррелометр, содержащий два генератора вспомогательных сигналов, выход каждого из KOTOpbix подключен к первому входу соответствующего компаратора,

10 второй вход каждого из которых является соответственно первым и вторым входами коррелометра, выход первого компаратора подключен к информационному входу первого регистра сдвига, разрядtsные выходы которого подключены к первым входам соответствующих элементов равнозначности, вторые входы которых соединены с выходом второго компаратора, выходы элементов равнозначности под20ключены к первому управляющему входу соответствующего реверсивного счетчика, счетные входы реверсивных счетчиков,. управляю1Цие входы первого и второго

регистров сдвига и второго компаратора подключены к выходу генератора тактовых импульсов введены два инвертора, два компаратора, два элемента ИЛИ и группа элементом И, первые входы кото- 5

рых подключены к соответствующим разрядным выходам второго регистра сдвига, вторые входы соединены с выходом второго элемента ИЛИ, входы которого подключены соответственно к выходам второго и четвертого компараторов, выходы первого и третьего компараторов сое- динены соответственно с первым и вторы входами первого элемента ИЛИ, выход к торого подключен к информационному вхо ду второго регистра сдвига, входы инверторов соединены с вьгходамл соответствующих генераторов вспомогательных сигналов, а выходы подключены к первым входам соответственно третьего и четвертого компараторов, вторые входы которых соединены соответственно с первым и вторым входами коррелометра,. управляющий вход четвертого компаратора подключен к выходу генератора тактовых импульсов, выходы элементов И группы подключены к второму управляющему входу соответствующего реверсивного счетчика. На чертеже изображена структурная схема многоканального анаковогоО коррелометра. Коррелометр содерж г компараторы 1-4, генераторы 5 и 6 вспомогательных сигналов, инверторы 7 и 8, элементы ИЛИ 9 и 1О, регистры 11 и 12сдви га, элементы 13 равнозначности, группу элементов И 14, реверсивные счетчики 15 и генератор 16 тактовых импульсов. Исследуемые входные случайные стационарные сигналы );(tl и и (t) поступаю на первые входы компараторов соответственно 1 и 3 и 2 и 4. Выход первого (второго) генератора 5 (б) вспомогатель ного сигнала соединен со вторым входом первого 1 (второго 2) компаратора и через инвертор 7(8) со вторым входом третьего 3 (четвертого 4) компаратора. Первый вход первого элемента ИЛИ 9 подключен к выходу компаратора 1 и вторым входам элементов 13 равнозначности, второй вход соединен с выходом компаратора 3, а выход - с первыми входами группы элементов И 14. Первый вход элемента ИЛИ 10 подключен к выходу компаратора 2 и управляющему вхо ду регистра 12 сдвига, второй вход соедщюн с выходом компаратора 4, а выход

с управляющим входом регистра 11 сдвига, выходы которого через элементы И 14 подключены к информационным входам соответствующих счетчиков 15.

менты равнозначности 13 соединены со знаковыми входами соответствующих счетчиков 15. Выход генератора 16 тактовых импульсов подключен к счетным входам компараторов 1 и 3, регистров 11 и 12 сдвига и счетчиков 15.

Коррелометр работает следующим . Выходы регистра 12 сдвига через эле- образом. Генераторы вспомогательных сигналов 5 и 6 формируют соответственно сигналы (((t) и gjiCtl . причем значения fi(t) и Чг() равномерно распределены . соответственно на интервалах IA, Ol и t-B, 01, где fi.1x(t) , Ь,х у (t) В компараторах 1 и 3 сигнал х (t) сравнивается соответственно с вспомогательными сигналами qi(t) и ) -а, (t) в моменты времени - t L/ F , где L - номер такта вычисления, f - частота следования выходных импульсов генератора 16 тактовых импульсов. С выхода компаратора 1 на элемент ИЛИ 9 и вторые входы элементов 13 равнозначности подается сигнал (0,если .L , ., XL ,1 Выходная величина компаратора 3 , ,l . P.ecNu ,t в элементе ИЛИ 9 логически складывается со значением ц , причем сумма ( а -i-fii ) , поступающая на первые входы группы элементов И 14, может принимать только два значения ноль или единица, так как е i gj .В компараторах 2 и 4 формируются соответственно величины |0, и- (г 1, есш г. d.-f etNu ID, ecNu где g(t) - г (о в элементе ИЛИ 10 формщзуется логическая сумма (с + с1 ), Импульсы с выхода генератора 16 тактовых импульсов, поступая на счетные входы регистров 11 и 12 сдвига в момент времени ti- , сдвигают их содержимое на один разряд и записывают в первые разряды соответственно значения ( с + с( ) и О . Выходные величины регистра 11 сдвига i4K и регистра 12 сдв1п а- л.н где к О, ,...( Ц - i) - номер разряда регистров 11 и 12 сдвига, поступают соответственно на вторые входы группы элементов И 14 и первые входы элемен тов 13 равнозначности. Значения ( а; i,ti;+K ) Р С выхода соответствующег элемента равнозначности 13 поступают на знаковый вход к-го счетчика 15. Эт счетчик работает в режиме сложения, если Р 1, ив режиме вычитания, если ;Р О. С выходов группы элементов и 14 на информационные входы соответствующих счетчиков 15 подаются значения hi Ч «, I А i +К Если h IK 1, то после прихода такто вого импульса на счетный вход к-го счетчика 15 к содержимому счетчика прибавляется плюс или минус единица в зависимости от потенциала на его знаковом входе. Нулевой такт вычисле ния начинается после заполнения регистров 11 и 12 сдвига и обнуления счетчиков 15. За } тактов в -ом счетчике 15 сформируется сумма N- (-- Для получения к-ой ординаты оценки взаимной корреляционной функции сигналов (-fc) и /(trj достаточно значение fJ умножить на постоянный коэффициент ( ЙЬ м., . - IT I Если требуется огфеделить математи ческое ожидание исследуемых сигналов, в коррелометр необходимо ввести два дополнительных счетчш а, в которых фор мируются суммы ) N-1/ (-); пропорциональные оценкам математичес ких ожиданий сигналов x(il и ( Предложенный коррелометр, сохраняя простоту устройства, позволяет производить вычисления как авто-, так и взаимной корреляциошюй функции, а также значительно повышает точнос ь изме.рещ1й. Действительно, дисперсия оценки корреляцио1шой функции- при вычислении знаковым методом складываетсяиз дисперсии аналоговой оценки и переменной, основной вклад в которую вносит член, проггорциональный, произведению квадратов параметров вспомогательных сигналов А и В, так как каждый из этих параметров в предложенном коррелометре в два раза меньше соответствующих параметров прототипа, то точность вычисления оценки корреляционной функции значительно повыщается. Формула изобретения Многоканальный знаковый коррелометр, содержащий два генератора вспомогательных сигналов, выход калодого из которых подключен к первому входу соответствующего компаратора, второй вход каждого нз которых является соответственно первым и вторым входами коррелометра подключен к информационному входу первого регистра сдвига, разрядные Выходы которого- подключены к первым входам соответствуюЩ1ис элементов равнозначности, вторые входы которых соединены с выходом второго компаратора, выходы элементов равнозначности подключены к первому управляющему входу соответствующего реверсивного счетчика, счетные входы реверс тпых счетчиков, управляющие входы первого и второго регистров сдвига и второго компаратора подключены к выходу генератора тактовых импульсов, отличающийся тем, что, с целью повыщепия точности, в коррелометр введены два инвертора, два компаратора, два элемента ИЛИ и группа элементов И, первые входы которых подключены к соответствующим разрядным выходам второго регистра сдвига, вторые входы соединены с выходом второго элемента ИЛИ, входы которого подключены соответственно к выходам второго и четвертого компараторов, выходы первого и третьего компараторов соединены соответственно с первым и вторым входами первого элемента ИЛИ, вььход которого подключен к И11формациошюму входу второго регистра сдвшга. входы инверторов соединены с выходами соответствующих генератс ов вспомогательных сигналов, а выходы подключены к первым входам соответственно третьего и четвертого компараторов, вторые входы которых соединены соответственно с первым и вторым входами коррелометра, угфавляющий вход четвертого, компаратора подключен к выходу генератора тактовых импульсов, выходы элементов 9 388. И группы подключены к второму управляющему входу соответствующего реверсивного счетчика. Источники информации, щзинятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 304583, кл. G 06 F 15/336, 1871. 2.Авторское свидетельство СССР № 752349, кл. G 06 F 15/336, 1978 (прототип).