Коррелометр Советский патент 1982 года по МПК G06F17/15 

(54) КОРРЕЛОМЕТР

Изобретение относится к вычислитель ной технике, а именно к устройствам для обработки информации специального назначения, и может быть использовано в различных областях науки и техники.По основному авт. св. № 881762, описан коррелометр, содержащий блок накопления, два блока согласования, входы которых являются соответственно первым и вторым входами коррелометра, выход каждого блока согласования соединен с первым входом соответствующего блока компараторов, второй вход которого подключен через соответствующий цифро-аналоговый преобразователь к выходу соотв.етствующего генератора случайных чисел, выход первого блока компараторов через блок задержки соединен с первым входом перво.го блока умножения, второй вход которого подключен к выходу второго блока компараторов, тактирующие входы первого и второго блока компараторов и блока задержки подклю чены к выхоли тактового генератора, второй и третий блоки умножения, первые входы которых подключены к выходам первого и второго сумматоров соот вественно, вторые входы второго и третьего блоков умножения подключены соответственно к выходам Второго блока компараторов и блока задержки, первью входы первого и второго сумматоров соединены с выходом бло1са постоянной памяти, а вторые входы подклю1чены соответственно к выходам третьего и второго генераторов случайных чисел, выходы блоков умножения подключены к соответст вующим входам третьего сумматора, выход которого подключен ко входу блока накопления. Недостатком известного коррелометра лвляется увеличение погрешности при измерении малых сигналов. Цель изобретения - повышение точи кости. Указанная цель достигается тем, что в коррелометр введены источник опорного 3 напряжения, второй блок задержки, эле. мент И, третий и четвертый компараторы, первые входы которых подключены к выходу источника шорного напряжени а вторые - к выхода.{ блоков согласовашш соответствующих каналов, выход третьего компаратора через второй бло задержки, а выход четвертого компаратора непосредственно подключены к : соответствующим входам элемента И, выход которого соединен с упрашяющкм входом Второго и третьего блоков умножения, управляющие входы третьег и четвертого компараторов и второго блбка задержки подключены к выходу генератора тактовых импульсов. Введенные узлы и связи позволяют в процессе измерения автоматически менять алгоритм вычисления в зависимости от величины мгновенного значения входного сигнала и таким образом повысить точность измерения значений корреляционной фунвшт. На фиг. 1 изо ажена блок-схема коррелометра; на фиг. 2 - зависимости дисперсий результатов статических испы .таний от величины сигнала при разных алгоритмах осуществления этих испытаний. Коррелометр содержит два канала, в каждом из которых блок 1 согх сования соединен с первым входом компаратора 2 сравнения и первым входом блока 3 компараторов, к второму входу которого через цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) 4 подключен выход генератора 5 псевдослучайных чисел. Вых блока 3 .компараторов первого канала через блок б задержки, а выход блока 3 компараторов второго канала непосредственно соединены с соответствующи ми входами блока 7 умножения. Выход генератора 8 псевдослучайных чисел в первом канале и выход х нератора 5 псевдослучайных чисел во втором канале соединены с первыми входами соотве ствукшшх сумматоров 9, вторые входы которых подключены к выходу блока Ю постоянной памяти. Выходы сумматоров 9 обоих каналов соединены с первыми входами соответствующих блоков 11 умножения, при этом второй вход блока 11 умножения первого канала подключен к выходу блока 3 компараторов второго канала, а второй вход блока 11 умножения второго канала соединен с выходом блока 6 задержки. Выходы блоков 7 и 11 умножения подключены к соответствукщим входам сумматора 12, вы14ход которого соединен с входом блока 13 накопления. Выход источника 14 опорного напряжения подключен к вторым входам компараторов 2 обоих каналов, причем выхо а компаратора 2 первого канала через второй блок 15 за оержки, а выход компаратора 2 второго канала непосредственно соединен с соответствующими Входами элемента И 16, выход которого подключен к -управляющим входам блоков 11умножения обоих каналов. Выход генератора 17 тактовых импульсов подключён к управляющим входам компаратора 2, блоков 3 компараторов и блоков 6 и 15 задержки. В коррелометре оценка каждой орД14наты y,(tv)uT корреляционной функции K)j,vi(Tj сигналов x(-t; и /(-t; определяется по следующему алгоритму: Nv - fUK-v«-i K 4Vi)xtK-v«))4 де о, - половинадиапазона изменения сигналов хШ И vW , т.е. )qH -q,v (.; N - количество циклов измерения каждой точки; м - взаимно независимые, равномер- К. К но распределенные в интервале ОД случайные или псевдослучайные числа, соотвествующие опорному уровню напряжения, поступившему в данном такте измерения на соогвегсгвующий блок компараторов; - количество тактов задержки одно- , го сигнала относигельно-другого} результат сравнения входных сйг налов К (t) и соответствуют щим уровнем. в зависимости от значений модулей входных сигналов. Квантование проводится одновременно диапазонах гЯ О ° омпараторов содержит два компаратора. оложительные значения сигналов X It) и VCb) сравниваются с опорными уровня t(f(( отриательные значения тех же сигналов уровнямиq/t K-f) иq/(,-( соответственно. Следовательно, -fjeCAM о,если ( ,если XK( Аналогично определяется и . Применение метода стохастического квантования второго рода в известном коррелометре позволяет произвести квантование входных сигналов с более высоко точностью, чем при стохастическом квантовании первого рода (фиг. 2, кривая 1) Но поскольку точность определения значения входного сигнала методом статистических испытаний (стохастического квантования первого рода) зависит от величины самого сигнала (фиг. 2, кривая 2), в диапазоне изменения сигнала есть области, где точность определения мгновенного значения входного сигнала путем статистических испытаний выше, чем методом стохастического квантования второго рода. В зависимости от вегагчины входных сигналов в данном- такте измерения описьюаемый коррелометр меняет алгоритм вычисления корреляционной функшш. npn/xC-t)|7/O,-fq,K|v(t) оценка значений корреляционной функции. определяется алгоритмом (1). при а(.1. При /X (-fc /7/O;f 9 h)/ О, корреляционная функциявычисляется по формуле (1) при . ,, Исследуемые сигналы центрируются, приводятся к тре емому масштабуС-(/,О, в блоки i согласования и поступают на первые входы соответствующих блоков компараторов 3, на вторые входы которы с выходов соответствующих Ц АЛ 4 подаются случайные напряжения. Результат сравнения И-, и с выходов блоков 3 компараторов поступаюгг на входы блоков 7 и 11 умножения. При этом сигнал И, предварительно проходит через блок 6 задержки, выполненный на основе регистр сдвига, где -задерживается на VV7 тактов относительно сигнала Vlyj . Таким образом, в зависимости от числа Уп имеется возможность определить соответствующие оценки ординат корреляционной функции с шагом ДТГ. Для реализации алгоритма (1) в коррелометре используется и цифровой эквивалент опорного уровня псевдослучайные числа ic Ч « которые с выходов генераторов 5 подаются на со ответствующие ЦАП 4. Согласно алгоритму (1) в первом канале в К-ом такте измерения используется чтюло , которое на VYI тактов отстает от настоящего значения j . Так как выполнить блок 6 задержки на умтакгов шгя многоразрядного числа технически невыгодно, в первом канале коррелометра используется дополнительный генератор 8 чисел, по структуре одинаковый с генератором 5 первого канала, но цикл генерирования чисел которого на т тактов отстает от цикла генератора 5 первого канала. Таким образом, на первый вход сумматора 9 первого канала поступает число |,, а на первый вход сумматора 9 второго канала число . В сумматорах 9 эти числа суммируются с постоянным числом 1/2, код которого с выхода блока 1О постоянной памяти поступает на вторые входы обоих сумматоров 9. С выходов сумматоров 9 коды чнсел & - 1/2) и (v|j 1/2) постуЪают на первые взсрды соответствующих блоков 11 умножения, где умножаются на значения Иу и V(K уи соответственно. Результаты умножений с выхода блока 7 и при наличии разрешающего потенциала (О) на управляющем входе с выходов блоков 11 подаются на входы сумматора 12, на выходе которого в каждом такте измерения получается оценка значения одной ординаты корреляционной функции согласно алгоритму, (1). В каждом такте измерения в компараторах 2 происходит сравнение абсолютного значения входных сигналов X( / W I постоянным напряжением UQ 0,-f О/1 которое с выхода источника 14 поступает на вторые входы компараторов 2, В тактах, когда/X (itt) или f( соответствующий компаратор 2 вырабатьгоает сигнал (), который в первом канале через блок 15 задержки, а во втором канале непосредственно поступает на соответствующие входы элемента И 16, В тактах измерения, когда на обоих входах элемента 16 появляются 1 с выхода элемента И 16 на управляющие входы блоков 11 умножения, также поступает ., которая запрещает передачу информации на сумматор 12. Таким образом, в тактах измерения, , « и/v(i)/ 0 о, , ординаты корреляционной функции определяются согласно алгоритму (1) при , который при данных значениях входных напряжений обеспечивает мень- . Шую дисперсию оценки, чем алгоритм (1) при . Значения корреляционной функции с выхода сумматора 12 поступают в блок 13 накопления, где-накапливаются и усредняются. После окончания всего цикла измерения в блоке 13 накопления находятся усредненные оценки дискретных ординат взаимной корреляционно функшш. Выполнение коррелятора на базе ТТЛ интегральных схем средней интеграции, допускает частоту тактирования 1О МГц . и мннкмальный шаг дискретизации корреляционной функции 1ОО НС. Формула изобрет е н и я Коррелометр по авт. св. N 881762, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, в него введены источник опорного напряжения, вто рой бпок задержки элемент И, третий и четвертый компараторы, первые вхойы которых подключены к выходу источника опорного напряжения, а вторые соответственно к выходам первого н второго 718 блоков согласования, выход третьего компаратора через Второй блок задержки, а выход четвертого вомпаратора не посредственно подключены к соответствующим входам второго и третьего блоков умножения, управляющие входы третьего и четвертого компараторов и второго блока задержки подключены к выходу генератора тактовых импульсов. Источники информации, принятые Во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 881762, кл. G06 F -15/336, 1980 (прототип).

0,k .

фиг. г