Коррелятор

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 33 А 1,6 06 Р 1 Ы ЗОБРЕТЕТЕЛЬСТВУ АНИ оГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАЕМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ К АВТОРСКОМУ СВ(56) 1. Авторское свидетельство СССР й 366477, кл.606 6 7 С 19, 1971.2. Иирский Г. Я. Аппаратурное определение характеристик случайных процессов, И,-Л., ".Энергия",. 1967, с.310, рис. 4,32 (прототип).3. Алексеенко А. Г. и др. Применение прецизионных аналоговых ИС. И., "Советское радио", 1980.(54)(,57)1 ЗНАКОВЮ 1 КОРРЕЛЯТОР, содержащий первый и второй усилители- ограничители, входы которых соответственно являются первым и вторым входами коррелятора, переключатель,. генератор тактовых импульсов, блок задержки, делитель частоты и реверсивный счетчик, входы суммирования и вычитания которого соединены соответственно с выходами первого и второго элементов И, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности определения оценок коэффициента .знаковой корреляции, в него введены блок управления, блок измерения оценок коэффициентов корреляции, формирователь пилот-сигнала, формирователь импульсов, элемент задержки и регистратор, причем выходы разрядов реверсивного счетчика соединены с управляющими входами делителя частоты, информационный вход которого объединен с первым входом блока измерения оценок коэффициентов корреляции и подключен к выходу генератора тактовых импульсов, выход делителя частоты соединен с первым входом блока управния, второй и третий входы которого соответственно объединены с первым и вторым входами переключателя и подклю" цены соответственно к выходам первого и второго усилителей-ограничителей, выход второго усилителя-ограничителя соединен с входом блока задержки, выход которого соединен с четвертым входом блока управления, пятый выход которого объединен с первыми входами первого и второго элементов И, вторым входом блока измерения оценок ко" эффициентов корреляции, входом элемента задержки и подключен к выходу формирователя импульсов, первый и второй выходы блока управления соответ" ственно соединены с вторыми входами первого и второго элементов И, а Е третий и четвертый выходы блока управления соответственно. соединены с третьим и четвертым входами блока из- С . мерения оценок коэффициентов корреля. ции, выход которого соединен с инФормационным входом регистратора, миа, управляющий вход которого соединен с фвыходом элемента задержки, вход фор- фф мирователя импульсов соединен с выходом переключателя, третий вход которого соединен с выходом формироаателя пилот-сигнала, вход которого является третьим входом коррелято- ффра.2, Коррелятор по и, 1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что блок измерения оценок коэффициентов корреляции содержит первый, второй и тре тий счетчики, дешифратор, преобразо ватель кодов, первый и второй регист ры, элемент памяти, первый и второи элементы И, первый и второй элементы И-ИЛИ-НЕ, триггер и элемент ИЛИ, причем вход начальной установки пер15 1024933 16Блок 4 измерения оценок коэффи-этих счетчиков последовательно изциентов корреляции работает следую- меняются, что вызывает переборщим образом. ф всех адресов на выходе преобразо 1 гновенные оценки действительной вателя 37 кодов адресном входе элеи мнимой частей обобщенного коэффи 5мента 41 памяти, а так как оно нациента знаковой корреляции в виде чис- ходится в режиме записи и на еголо-импульсных кодов поступают на информационные входы с выхода ре"входы 31 и 32 соответственно и про- гистра 38 поступает нулевой код,ходят на счетные входы второго 34 происходит очистка элемента 41 паи третьего 35 счетчиков. Таким обра мяти, Однако еще до начала очистзом, на выходах этих счетчиков форми- ки импульсом, устанавливающим тригруются коды, представляющие оцен" гер 45 в единичное состояние, обески соответствующих частей обобщен- печена запись в регистр 39 адреса,ного коэффициента знаковой корреля по которому достигнуто максимальцииЭти коды проходят через пре ное значение, т.е. оценка центраобразователь 37 кодов и формируют Распределения Функции распределеадрес элемента 41 памяти, по которо-, ния плотности вероятности. Послему в данном случае должна быть при-; очистки элемента 41 памяти импульбавлена единица, т.е, адрес определя- сом с выхода переноса счетчика 34ет номер канала, соответствующий триггер 45 устанавливается сноваодной из абсцисс гистограммы, в нулевое состояние. Если в данномФормируемой в элементе 41 памяти и цикле получение оценки максимумапредставляющей оценку Функции распре- Функции распределения плотностидвлейия плотности вероятности сбоб- вероятности не зафик"ировано, т.е.щенного коэффициента корреляции. При 25 триггер 45 не перешел в единичэтом код, хранящийся в данномное состояние, в регистре 39 проадресе элемента 41 памяти, поступа- должает храниться предыдущая. ет на сумматор 40, где к нему при- оценка положения максимума (моды)бавляется единица, после чего он Функции Распределения, а импульпоступает навходы регистра 38 куУ 30сом с второго выхода дешифратода и записывается. по импульсу с пер- ра 36 обеспечивается запись новового выхода дешифратора 36 . Дешиф- го значения суммы в соответствуратор 36 служит для формирования ющий канал элемента 41 памяти,последовательности импульсов, Неча- ТРетий импульс с третьего выхода де"ло его работы связано с поступ-. . . шифратора обеспечивает сброс счетлением импульса на вход 18, пос чиков 34 и 35 в нулевое состоя 35ле чего счетчик 33 начинает считать ние, а сигналом с четвертогоимпульсы высокой тактовой частоты, выхода дешифратора 36 запирается элепоступающие с входа 20 через мент И 42, чем блокируется дальнейэлемент И 42, Первым импульсом с шее изменение кода на выходе счетпервого выхода дешифратора 36 обес- чика 33 до поступления следующего,40печивается запись нового кода суммы импульса на вход 18,в регистр 38, а также опрос триг- Блок 13 управления работаетгера 45 через элемент И 45. Если следующим образом,по данному каналу сумма накоплен- Сигналы Х, У и У поступают наФных отсчетов достиглаграничного45 входы 22-24, соответственно, а назначения, что проявляется в нали,- вход 21 поступает тактовый;сиг".чии сигнала переноса на выходе сум- нал. На выходе первого элементамотора 40, импульс проходит на вход ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 64 формируетсяустановки триггера 45 и устанавли- Функция несовпадения знаков сигвает его в единичное состояние50 налов Х и У, а на выходе второгоПри этом переключатся элементы элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 65 форИ-ИЛИ-НЕ 46 и 47 и очищается ре- мируется Функция несовпадения знагиатр 38, а элемент 4 1 памяти ков сигналов Х и Уф, Соответствупереходйт в режим записи. Им- ющие им инверсные Функции Формирупульсы высокой тактовой частоты с 55 ются на выходах инверторов 54 и 55входа 20 поступают на вход счет- Если в данный момент времени сигчика 34, а с его выхода - на налы Х(с) и У(с ) имеют одинаковыевход счетчика 35, Коды Иа выходах знаки, на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮ17 0249 ЩЕЕ ИЛИ 64 будет нулевой логический сигнал,. а на выходе инвертора 54- единичный логический сигнал. Благодаря этому тактовый импульс проходит с входа 21 через элемент И 58 на вход з суммирования .счетчика 50. 8 случае несовпадения знаков сигналов Х(В ) и У(т.) тактовый импульс поступает на вход вычитания счетчика 50, Таким образом, в этом счетчике формируется 1 В оценка действительной части обобщенного коэффициента корреляции в виде дополнительного двоичного кода. Анало-. гичным образом в счетчике 51 формируется оценка мнимой части обобщенного коэффициента знаковой корреляции, Группы 66 .и 67 элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ обеспечивают формирование по дополнительным .двоичным кодам оценок модулей соответствующих час 2 о тей обобщенного коэффициента корреляции, которые поступают на сумматор 52, который обеспечивает формирование из суммы. Сумматор 53 служит для сравнения оценки суммы модулей с задан ной нормой, которая в виде дополнительного кода подается на входы этого сумматора по шине 68,.Если сумма модулей при этом превышает заданное значение, на выходе элемента ИЛИ 63 Зо 33 18формируется единичный управляющийсигнал, требующий снижения тактовойчастоты, Если сумма модулей ниженормы, единичный логический сигналФормируется на выходе элемента И 61,Блок 3 задержки работает следующим образом.На вход этого блока подается знаковая функция сигнала У(с ), котораяв случае, если входной сигнал имеетхарактер узкополосного случайногосигнала, представляет собой суммусоставляющих .с кратными частотами,Ори этом выходной сигнал компаратора 70, обеспечивающий формированиелогического сигнала, характеризующего знаковую функцию разности выходных сигналов интегрирующих цепочекна резисторах 71 и 72 и конденсаторах 73 и 74, на входы которых поданы сигналы У и У, представляет собойфункцию сигнала сопряженного сигнала У (т.),Предлагаемое устройство позволяет принципиально исключить ошибки,связанные с наличием аддитивного шума в исследуемых сигналах, и исключить методические ошибки, связанныес периодичностью исследуемых сигналов и дисперсией мгновенных оценок,1024933 Редакто Составитель А. И Техред С,Мигунов нов езвераенко Корректор А.Дзятко одписно лиал ППП "Патент", г. Ужгород, улПроектн аказ 4397/46 Тираж 706 ВНИИПИ Государственного комитета ССС по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб.,1024вого счетчика является первым входомблока, выходы разрядов первого счетчика соединены с соответствующимивходами дешифратора, первый выходкоторого соединен с первым входомпервого элемента И, выход которогосоединен со счетным входом первогосчетчика, второй вход первого эле- .мента И объединен с . первым входомпервого. элемента И"ИЛИ-НЕ и является вторым входом блока, второй входпервого элемента И-ИЛИ-НЕ являетсятретьим входом блока, третий входпервого элемента И-ИЛИ-НЕ объединенс первым входом второго элементаИ-ИЛИ-НЕ и подключен к нулевому входу триггера, единичный выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, четвертым входом первогоэлемента И-ИЛИ-НЕ и вторым входом ато;рого элемента И-ИЛИ-НЕ, третий входкоторого является четвертым входомблока, четвертый вход второго элемента И-ИЛИНЕ соединен с выходом старшего разряда второго счетчика счетный вход которого соединен с выходомпервого элемента И-ИЛИ-НЕ, выходыразрядов второго счетчика соединеныс соответствующими входами первойгруппы входов преобразователя кодов,входы второй группы входов которогосоединены с соответствующими выходами разрядов третьего счетчика, счетный вход которого соединен с выходомвторого элемента И-ИЛИ-НЕ, выходыпреобразователя кодов соединены ссоответствующими информационными вхо,-,дами первого регистра и адреснымивходами элемента памяти, вход записи-считывания которого соединен свыходом элемента ИЛИ, второй входкоторого подключен к второму выходу,элемента памяти соединены с соответствующими выходами разрядов.второго регистра, выходы элемента памяти/соединены с соответствующими входамипервой. группы входов сумматора, входы второй группы входов которого, кроме первого входа, объединены и соединены с шиной нулевого логическогосигнала, а перый вход второй группывхрдов сумматора соединен с шинойединичного логического сигнала,информационные выходы сумматора соединены с соответствующими информационными входами второго регистра,вход тактовых импульсов которого объединен с первым входом второго эле 933мента И и подключен к третьему вы- ходу дешифратора, четвертый выходкоторого соединен с входами начальной установки второго и третьегосчетчиков, вход начальной установкивторого регистра соединен с единичным выходом триггера, нулевой входкоторого соединен с выходом старшегоГразряда третьего счетчика, единичныйвход триггера объединен с входом так-.товых импульсов первого регистра иподключен. к выходу второго элементаИ, второй вход которого подключен кыходу переноса сумматора, выходыпервого регистра являются соответствующими выходами блока.3. Коррелятор по и, 1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что блок управления содержит первый и второйсчетчики, первый и второй сумматоры, первый, второй и третий инверторы, первый, второй, третий, четвертый и пятый элементы И, элементИ-НЕ, элемент.ИЛИ, первый и второйэлементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, а также первую и вторую группы элементовИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, причем управляющие входы первого, второго, третьего и четвертого элементов И объединены и подключены к первому входу блока, первый вход первого элемента ИСКЯОЧАЮЩЕЕ ИЛИ объединены с первымвходом второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕИЛИ и является вторым входом блока,вторые входы первого и второгоэлементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ являются соответственно третьим и четвертым,входами блока, выходы первого и второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соеди-нены соответственно с информационными входами первого и четвертого элементов И и входами первого. и второго инверторов соответственно, выходы которых соединены соответственно с информационными входами второго и третьего элементов И, выходы которых соединены соответственно с входами суммирования первого и второго счетчи. ков, входы начальнои установки которых объединены и являются пятым входом блока,. выходы разрядов первого, ивторого счетчиков, кроме старшего разряда, соединены соответственно с со ответствующими. первыми входами элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ первой и второйгрупп, вторые входы элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ первом и второй групп объединены в каждой из групп, а также объединены соответственно с входами пере1024933носа первого и второго сумматоров и входами элемента И-НЕ, выход которого подключены соответственно к выходам соединен с информационным входом пястаршего разряда первого и второготого элемента И, управляющий вход счетчиков, входы первой и второй групп которого соединен с выходом третьего информационных входов первого сумматора инвертора, вход которого объединен с подключены соответственно к соответ- выходом, элемента ИЛИ и является первым ствующим. выходам элементов И 6 КЛЮ- выходом блока, первый и второй входы ЧАЮЩЕЕ ИЛИ первой и второй групп, ин- элемента ИЛИ соединены соответственно формационные выходы первого сумматора с выходами переноса первого и второго соединены с соответствующими информа- . сумматоров, выход пятого .элемента И ционными входами первой группы является вторым выходом блока, вывходов второго сумматора, информацион- ходы первого и четвертого элементов ные входы второй группы входов которо- И объединены соответственно с вхого соединены с шиной управляющего ко- дами вычитания первого и второго счетда, информационные выходы второго сум-. чиков иявляются соответственнотретьматора соединены с соответствуоцими им ичетвертым выходамиблока управления.2Изобретение предназначено ля фодл Фор- Недостатком известного корреляторамирования оценок положения мо ы ф нкя функ является относительно низкая точностьции распределения плотности вероятно- . измерения Д "измерения. Действительно, при измерести обобщенного коэффициента взаимнойимной нии коэффициентов знаковой корреляциизнаковой корреляции и может использо- случайных сигналов.со значительнойваться в системах измерения и конт оР тро" аддитивной шумовой составляющейля, а также в составе спвциалиэи оЧ и иркоррелятор формирует оценки этихкоэффициентов со значительной мето ванных вычислительных систем для обра- коэффботки сигналов в реальном масштабереаль ом масштабе дической погрешностью 31.времени. О Цель изобретения - повышение точИзвестен знаковый кор елятоИ" Ррелятор, со-, ности определения оценок коэффициендержащий входной блок, выход которого тов знатов знаковои корреляции.через формйрователь соединен с вхо а 4 ен с хода- Поставленная цель достигается тем,ми блока задержки и инвертора выхоР Р , в о- что в знаковый коррелятор, содержащийды которого соединены с входами эле первый и второй усилители-огранимента совпадения, выход которого сое" чителивхо ычители, входы которых соответст-.динен через блок усреднения с вхо- венно являются первым и вторым входами коррелятора, переключатель, генврадом индикатора Г 11,Недостатками такого знаковоготор тактовых импульсов, блок задержкоррелятора являются низкая точность 20 ки, делитель частоты и реверсивныйи ограниченные функциональные возмож- счетчик, входы суммирования и вычитаности. ния которого соединены соответстВенноИзвестен также коррелятор, содер- с выходами первого и второго элеменжащий генератор тактовых импульсов, ,тов И, введены блок управления, блокформирователь импульсов, блок форми 25 измерения оценок коэффициентов коррерования .задержанного .сигнала, пер- ляции, формирователь пилот-сигнала,вый и второй усилители-ограничители, формирователь импульсов, элемент аа. переключатель, делитель частоты и ре.- держки и регистратор, причем. выходыверсивный счетчик, входы суммирова- разрядов реверсивного счетчика соединия и вычитания которого соединены с иены с управляющими входами делитевыхо амид соответственно первого и вто ля частоты, информационный вход30рого элементов совпадения, а входы. которого объединен с первым входомпервого и второго усилителей-огра- блока измерения оценок коэффициен ничителей соединены соответственно .с ,тов корреляции иподключен к выходупервым и вторым входами коррелятора 21, 35 генератора тактовых импульсов вы33 4,ра, единичный выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ,четвертым входом первого элементаИ-ИЛИ-НЕ и вторым входом второго элемента И-ИЛИ-НЕ, третий вход которого является четвертым входомблока, четвертый выход второго элемента И-ИЛИ-НЕ соединен с выходомстаршего разряда второго счетчика,счетный вход которого соединен с выходом первого элемента И-ИЛИ-НЕ; выходы разрядов второго счетчика соединены с соответствующими входамипервой группы входов преобразователя,кодов, входы второй группы входовкоторого соединены с соответствующими выхоДами разрядов третьего счет-.чика, счетный вход которого соединенс выходом второго элемента И-ИЛИ-НЕ,выходы преобразователя кодов соединены с соответствующими информационными входами первого регистра и адресными входами элемента памяти, входзаписи-считывания которого соединен свыходом элемента ИЛИ, второй входкоторого подключен к второму выходудешифратора информационные входы элемента памяти соединены с соответствующими выходами разрядов второго регистра, выходы элемента памяти соединены с соответствующими входами первой группы входов сумматора, входывторой группы входов которого, кроме первого входа, объединены и соединены с шиной нулевого логическогосигнала, а первый вход второй группы входовсумматора соединен с шинойединичного логического сигнала, информационные выходы сумматора соединены с соответствующими информационными входами второго регистра, входтактовых импульсов которого объединенс первым входом второго элементаИ и подключен к третьему выходудешифратора, четвертый выход которого соединен с входами начальной установки второго и третьего счетчиков,вход начальной установки второго регистра соединен с единичным .выходомтриггера, нулевой вход которого соединен с выходом старшего разрядатретьего счетчика, единичный входтриггера объединен с входом тактовых импульсов первого регистра иподключен к выходу второго элемента И,второй вход которого подключен к выхо"ду переноса сумматора, выходы первого регистра являются соответствуоцими выходами блока,3 10249ход делителя частоты соединен с первым входом блока управления, второйи третий входы которого объединенысоответственно с первым и вторымвходами переключателя и подключенысоответственно к выходам первого ивторого усилителей-ограничителей,выход второго усилителя-ограничителя соединен с входом блока задержки, выход которого соединен с четвер тым входом блока управления, пятыйвход которого объединен с первымивходами первого и второго элементов И, вторым входом блока измерения оценок коэффициентов корреляции, входом элемента задержки и подключен к выходу формирователя импульсов, первый и второй выходы блока управления соответственно соединены с вторыми входами первого и второго элементов И, а третий и четвертый выходы блока управления соответственно соединены с третьим и четвертым входами блока измерения оценок коэффициентов корреляции, выходная шина которого соединена с информационным входом регистратора, управляющийвход которого соединен с выходом элемента задержки, вход формирователя импульсов соединен с выходом переключателя, третий вход которого соединен с выходом формирователя пилот-сигнала, вход которого является третьим входом коррелятора;Кроме того, блок измерения оценок коэффициейтов корреляции содержит первый, второй и третий счетчи" ки, дешифратор, преобразователь.кодов, первый и второй регистры, элемент памяти, первый и второй элементы И, первый и второй элементы И-ИЛИ-НЕ, триггер и элемент ИЛИ, причем вход начальной установки первого счетчика является первым входом блока , выходы разрядов первого счетчика соединены с соответствующи- ф ми входами дешифратора, первый выход которого соединен с первым входом пер,.вого элемента И,выход которого соединен со счетным входом первого счетчика, второй выход первого элемента И объединен с первым входом первого элемента И-ИЛИ-НЕ и является вторым входом блока, второй первого элемента И-.ИЛИ-НЕ является третьим входом блока, третий вход первого .ф элемента И-ИЛИ-НЕ объединен с первым входом второго элемента И-ИЛИ-ЫЕ и подключен к нулевому выходу тригге3 авыход которого соединен с информационным входом пятого элемента И, управляющий вход которого соединен с выходом третьего инвертора, вход которого объединен с выходом элемента ИЛИ и является первым выходом блока, первый и второй входы элемента, ИЛИ соединены соответственФ но с выходами переноса первого и второго сумматоров, выход пятого элемента И является вторым выходом блока, выходы первого и четвертого элементов И объединены соответственно с входами вычитания первого и второго сумматоров и является соатветственно третьим и четвертым выходами блока управления.На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого коррелятора; на фиг. 2 - структурная схема блокаизмерения; на Фиг. 3 - струк-. турная схема блока управления, на .фиг. 4 - структурная схема формирователя пилот - сигнала; на фиг. 5- структурная схема блока задержки.Коррелятор содержит (фиг, 1 ) генератор 1 тактовых импульсов, формирователь 2 импульсов, блок 3 задержки, первый 4 и второй 5 усилители-ограничители, переключатель 6, делитель 7 частоты и реверсивный счетчик 8, входы суммирования и вычитания которого соединены с выходами соответственно первого 9 и второго 10 эле" ментов И, а входы первого 4 и второго 5 усилителей-ограничителей соответственно с первым 11 и вторым 12 входами коррелятора. Коррелятор также содержит блок 13 управления, блбк 14 измерения оценок коэффициентов корреляции, формирователь 15 пилот- сигнала и элемент 16 задержки, выход и вход которого соединены соответственно с управляющим входом регист" ратора 17 и выходом формирователя 2 импульсов, который соединен с первым входом 18 блока 14 измерения, выходная шина 19 которого соединена с инФормационным входомрегистратора 17. Второй вход 20 блока 14 измерения оценок коэффициентов корреляции соединен с выходом генератора 1 тактовых импульсов и входом делителя 7 частоты выход которого соединен с первым входом 21 блока 13 управления,-второй 22, третий 23 и четвертый 24 входы которого соединены с выходами соответственно первого 4 и второго 5 усилителей-ограничителей и блока 3 за-. 45 5 102493При этом блок управления содержит первый и второй счетчики, первый и второй сумматоры, первый, второй и третий инверторы, первый, второй, третий, четвертый и пятый эле-мейты И, элемент. И-НЕ, элемент ИЛИ, .первый и второй элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, а также первую и вторую груп"пы элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, причемуправляющие входы первого, второго,третьего и четвертого элементов Иобъединены. и подключены к первому .:входу блока, первый вход первого:эле-,мента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ объединен спервым входом второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и является вторым входомблока, вторые входы первого и второ,го элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ являются соответственно третьим и четвертымвходами блока, выходы первого и второго элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединены соответственно с.информационными входами первого и четвертогоэлементов И и входами первого и второго. инверторов соответственно,вы-1ходы которых соединены соответственно с информационными входами второго и третьего элементов И, выходыкоторых соединены соответственно свходами суммирования первого и вто 30рого счетчиков, входы начальной уста" новки которых объединены и являются пятым входом блока, выходы разря-,дов первого и второго счетчиков,кроме старшего разряда, соединены соответственно. с соответствующими пер-выми входами элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕИЛИ первый и второй групп, вторые вхо.ды элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ первыйи второй групп объединены в каждойиз групп, а также объединены соответственно с входами переноса .первого и второго сумматоров и подключены соответственно к выходам старшего разряда первого и второго счетчиков, входы первой и второй группинформационных входов первого сумматора подключены соответственно к соответствующим выходам элементов ИСКГ 1- ЧАЮЩЕЕ ИЛИ первой и втдрой групп,информационные выходы первого сумматора соединены с соответствующими информационными входами первой группывходов второго сумматора, информационные входы второй группы входовкоторого соединены с шиной управляю/ 55щего кода, информационные выходы .второго сумматора соединены с соот"ветствующими входами элемента И-НЕ,4933 8матора 40 соединены с информационными входами первого регистра 38, авыход переноса сумматора 40 соединенс вторым входом второго элемента 43,выход которого соединен с единичнымвходом триггера 45 и входом тактовыхимпульсов второго регистра 39, выходы которого соединены с соответству, ющими выходами выходной шины 19 блоО ка 14 измерения, второй вход 20 которого соединен с вторым входом первого элемента И-ИЛИ-НЕ 46, а также соединен с первым входом первого элемента И 42, второй выход дешифратора15 36 соединен с вторым входом элемента ИЛИ 44, выход которого соединен свходом управления записью-считыванием элемента 41 памяти, адресныевходы которого соединены с информациго онными входами второго регистра 39 ивыходами преобразователя 37 кодов, выход первой и второй группы входовкоторого соединены с соответствующими выходами второго 34 и третье 25 го 35 счетчиков, Выход старшего разряда второго счетчика 34 соединен свторым входом второго элементаИ-ИЛИ-НЕ 47, выход которого соединенс счетным входом третьего счетчика 35.зо Нулевой выход триггеера 45 соединен с1 третьими входами первого 46 и второго 47 элементов И-ИЛИ-НЕ, четвертые входы которых соединены соответственно с третьим 31 и четвертым 32входами блока, выход первого элемен 35та И-ИЛИ-НЕ 46 соединен со счетнымвходом второго счетчика 34, вход начальной установки которого соединен свходом начальной установки третьегосчетчика 36 и третьим выходом дешифратора 36, четвертый выход которого соединен с вторым входом первогоэлемента И 42,Блок 13 управления.(фиг. 3 ) содержит первый 50 и второй 51 счет 45чики, первый 52 и второй 53 сумматоры, первый 54, второй 55 и третий56 инверторы, первый 57, второй 58,третий 59 . четвертый 60 и пятый 61элементы И, элемент И-НЕ 62, элемент5 О ИЛИ 63, первый 64 и второй 65 элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ,а также первую66 и вторую 67 группы элементовИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ. Первый вход 21 блока соединен с первыми входами пер 55 вого 57, второго 58, третьего 59 и 7 102 держки, вход которого соединен с выходом второго усилителя-ограничителя 5 и первым неподвижным контактом;переключателя 6, второй и третий не" подвижные контакты которого соединены с выходами соответственно первого усилителя-ограничителя 4 и формиро, вателя 15 пилот-сигнала, вход которого соединен с третьим, входом 25 коррелятора, Подвижный контакт переключателя 6 соединен с входом формирователя 2 импульсов, выход которого соединен с пятым входом 26 блока 13 управления, первый 27 и второй 28 выходы которого соединены с первыми. входами соответственно первого 9 и второго 1 О элементов И, вторые входы которых соединены с выходом формирователя 2 импульсов, выходы реверсивного счетчика 8 соединены с управляющими входами делителя 7 частоты, а третий 29 и четвертйй 30 выходы блока 13 управления соединены соответственно с третьим 31 и четвертым32 входами блока 14 измерения оценок коэффициентов корреляции.Блок 14 измерения оценок коэффици 1 ентов корреляции (фиг. 2 ) содержит первый 33, второй 34 и третий 35 счетчики, дешифратор 36, преобразователь 37 кодов, первый 38 и второй 39 регистры, сумматор 40, элемент 41 памяти, первый 42 и второй 43 элементы И, элемент ИЛИ 44 и триггер 45, единичный выход которого соединен с входом начальной установки первого регистра 38, первым входом элемента ИЛИ 44, а также первыми входами первого 46 и второго 47 элементов И-ИЛИ-НЕ. Первый вход 18 блока соединен с входом начальной установки первого счетчика 33, счетный вход и выходы которого соединены соответственно с выходом первого элемента И 42 и входами дешифраторами 36, первый выход которого соединен с первым входом второго элемента И 43 и входом тактовых импульсов первого регистра38, выходы которого соединены с информационными входами элемента 41 памяти, выход которого соединены ссоответствуоу 4 ми входами первойгруппы входов сумматора 40, входпервого разряда второй группы которого соединен с шиной 48 единичного ло-.гического сигнала, а все остальныевходы второй группы входов сумматора 40 соединены с шиной 49 нулевого логического сигнала. Выходы сумчетвертого 60 элементов И. Второйвход 22 блока 13 соединен с первымивходами первого 64 и второго 65 эле9 1024933 10 ментов ИСКЛЮЧЙОЩЕЕ ИЛИ, вторые вхо- та И 61, выход и второй вход котороды которых соединены соответственно го соединены соответственно с вторым с третьим 23 и четвертым 24 входами выходом 28 блока и выходом элемента блока. Выход первого элемента ИСК- И-НЕ 62, входы которого соединень с ЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 64 соединен с входом информационными входами второго5первого инвертора 54 и вторым входом сумматора 53, а третий 29 и четвер- первого элемента И 57, выход которо- тый 30 выходы блока соединены с выго соединен с входом вычитания перво- ходами соответственно первого 57 и го счетчика 50, выход суммирования ко- четвертого 60 элементов И, торого соединен с выходом второго 10 Формирователь пилот-сигнала работа- элемента И 58, второй вход которогоет следующим образом.3 ,соединен с выходом первого инвертора Блок 3 задержки (Фиг. 5 ) содер. Выход второго элемента ИСКЛЮЧАЮ- жит инвертор 69, компаратор 70, пер- ЩЕБ ИЛИ 65 соединен с вторым входом вый 71 и второй 72 резисторы и пер-, четвертого элемента И 60 и входом вто вый 73 и второй 74 конденсаторы. Вырого инвертора 55, выход которого ход блока соединен с выходом компарасоединен с вторым входом третьего . тора 70, инверсный и прямой входы элемента И 59, выход которого соеди- которого соединены через соответственнен с входом суммирования второго но первый 73 и второй 74 конденсаторы счетчика 51, вход вычитания которого 20 с общей шиной, а через первый 71 и соединен с выходом четвертого элемен- второй 72 резисторы - с выходом и та И 60, выходы всех разрядов , кроме входом инвертора 69, вход которого старшего, первого счетчика 50 соедине- соединен с выходом блока. ны с первыми входами соответствующих Недостатксм известных измерите- элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ первой 25 лей коэффициента знаковой корреляциигруппы 66,вторые входы которых сое- является относительно низкая точдинены с выходом старшего разряда пер- ность получаемой информации об исвого счетчика 50 . Выходы всех разря- следуемых сигналах. Действительно, дов, кроме старшего, второго счет-для получения однозначной оценки вречика 51 соединены с первыми входами менного положения одного сигнала по30соответствующих элементов ИСКЛЮЧАЮ- отношению к другому недостаточно ЩЕЕ ИЛИ второй группы 67, вторые вхо- вычислить коэффициент знаковой корды которых соединены с выходом старше- реляции между сигналами. Необходимо го разряда второго счетчика 51, знать обобщенный коэффициент знакокоторый соединен с входом переноса вой корреляции, так как простой коэфпервого сумматора 52, входы первой 5 1 фициент знаковой корреляции имеет группы информационных входов которо- одинаковую величину как в случае го соединены с выходами соответству-. опережения, так и в случае отстава.ющих элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ первой ния одного сигнала по отношению к . группы 66. Выходы элементов ИСКЛЮ- . другому, Таким образом обобщенныйч40Э ф ЧАЮЦЕЕ ИЛИ второи группы 67 соеди- коэффициент корреляции может рассматнены с соответствующими входами вто- риваться как комплексная величина, дейрой группы информационных входов ствительная часть которой представляпервого сумматора 52, информационные ет собой обычный коэффициент знаковыходы которого соединены с соответ- вой взаимной корреляции, а знакч45ствующими входами первои группы ин- мнимой части характеризует отставаформационных входов второго суммато- ние или опережение одного сигнала ра 53, вход переноса которого соеди- по. отношению к другому, Оценка мнимой нен с выходом старшего разряда вто- части может быть получена путем изрого счетчика 51, а входы второй груп. мерения коэффициента знаковой взаимпы информационных входов второго 50 ной корреляции между первым из ис 1 сумматора 53 соединены с шиной 68 следуемых сигналов и вспомогатель- управляющего кода, выходы переноса ным сигналом, сформированным с помо- первого 52 и второго 53 сумматоров щью преобразования Гильберта из второ. соединены с входами элемента ИЛИ 63,. го исследуемого сигнала. На практивыход которого соединен с первым 55 ке в связи со сложностью аппаратур- выходом 27 блока и входом третьегоной реализации преобразования Гильинвертора 56, выход которого соеди- берта используют формирование сигнанен с первым выходом пятого элемен- ла, задержанного на четверть перио11 10 да, что может служить аппроксимацией преобразования Гильберта (с точ ностью до знака ), Однако при измерении сигналов с высоким содержанием аддитивного щума палучаемые оценки знакового коэффициента корреля- ции дказываются заниженными, так как. в качестве нормы при этом либо используется оценка среднеквадратич" ных значений сигналов (а она сильно зависит от шума ), либо нормирование вообще не производится. Анализ соотношений между коэффициентами знаковой взаимной корреляции показывает, что результат оценки знаковых коэффициентов взаимной корреляции не зависит от уровня шума, если получа" емые оценки нормируют по сумме модулей действительной и мнимой частей обобщенного коэффициента знаковой взаимной корреляции Другой: особенностью измерения обобщенных коэффициентов корреляции двух узкополосных случайных процессов является наличие сравнительно большой дисперсии оце-,: нок, что вызывает необходимость Формирования некоторой статистической рценки Функции распределения плотности вероятности мгновенных значений обобщенного коэффициента корреляции, Обычно для этой цели используется Формирование средних значений. Однако, в связи с тем, что по существу получаемые оценки распределяются к распределению Мизеса, оценка по среднему возможна только при условии формирования тригонометрических функций от мгновенных значений оце-. нок с последующим усреднением и обратным переходом через обратные тригонометрические функции, что весьма затрудняет аппаратурную реализацию и снижает быстродействие; Наиболее эффективным в данном случае оказывается оценка в виде модыфункции распределения плотности вероятности мгновенных оценок, так какв этом случае исключаются возможныезначительные методические оценки,присущие оценкам по среднему, медиане и центру размаха. Таким образом,для получения адекватной оценки знакового коэффициента корреляции, характеризующего исследуемые процессы,необходимо провести нормирование посумме модулей и поиск моды функциираспределения, что и обеспечиваетсяе предлагаемом устройстве,24933 12Коррелятор работает. следующим образом.входные исследуемые сигнала Х(с )и У(В) подаются на входы 11 и 2устройства, откуда они поступают наусилители-ограничители 4 и 5, которыеобеспечивают выделение знаковой функции входных сигналов, причем положительному значению входного сигнала0 на выходе соответствующего усилителяограничителя соответствует единичныйлогический сигнал, а отрицательномуили нулевому значению входного сигнала соответствует нулевой логичес кий сигнал на выходе соответствующего усилителя-ограничителя. Такимобразом, вЬходные сигналы усилителей.ограничителей 4 и 5 могут быть представлены как Х = э 1 дп Х(с ) и У =: 20 9 п УИ )Сформированный сигнал У подаетсяна вход блока 3 задержки, которыйна своем выходе обеспечивает формирование сигнала, сдвинутого по фазео. на 90, т.е. по существу сопряженно,го логического сигнала, Сопряженныйлогический сигнал У , так же как исигналы У и Х подается на входыРблока 13 управления. Кроме этого, напервый вход блока 13 управления подается тактовый сигнал, а на пятыйвход этого блокд постуйает сигнал готовности, который обеспечивает начало нового цикла работы, Этот сигналготовности формируется в виде импу льса относительно малой длительностиформирователем 2 импульсов, на входкоторого подается либо специальныйпилот-сигнал, поступающий с входа 25 40через формирователь 15 пилот-сигнала9либо один из аанализируемых сигналовМ или У, причем выбор требуемого сиг нала может быть обеспечен с помощьюпереключателя 6. При выборе сигнала следует руководствоваться сообра жениями наименьшей "зашумленности"сигнала, используемого для формирования импульса готовности, Еслинапример, один из исследуемых сигналов представляет собой чистый гармо нический сигнал, а второй - аддитивную смесь узкополосного случайногосигнала и случайного шума, в качестве сигнала, используемого для формирования импульса готовности, может55 быть использован первый из укаэанныхисследуемых сигналов, Если оба входных сигнала Х(С ) и У И ) являются уз-.кополосными случайными сигналами с933 14вых импульвов. Например, если суммамодулей действительного и мнимогознаковых коэффициентов корреляции должна быть равна 100, а факически она меньше на выходе 28 вмомент появления импульса готовности присутствует единичный логическийсигнал, открывающий второй элементИ 1 О, в результате чего импульс готов О ности проходит через этот элементИ на вход вычитания счетчика 8. Код,зафиксированный счетчиком 8, при этомуменьшается, что вызывает соответствующее увеличение частоты на выходе 15 делителя 7 частоты, так как подобноеизменение кода вызывает уменьшениекоэффициента деления. Увеличениечастоты тактовых импульсов приводитк тому, что за время между двумя им" О пульсами готовности поступает боль-.шее число тактовых импульсов, чтовызывает увеличение формируемых коэффициентов знаковой корреляции; Еслитребования выполнения условий нор мирования не удовлетворены, процесскоррекции тактовой частоты повторяет"ся, При превышении суммой модулей коэффициентов знаковой корреляции усло-вия нормирования аналогичным образомпроисходит уменьшение тактовой частоты импульсов.Блок 13 управления, кроме формирования управляющих сигналов на выходах 27 и 28, обеспечивает одновременно и Формирование на выходах 29 5и 30 нормированных оценок действительного и мнимого коэффициентов знаковой корреляции в виде число-импульсных кодов, которые поступают на 0входы 31 и 32 блока 14 измерениякорреляции оценок коэффициентов. Исходными данными при этом для блока13 управления служат сигналы Х,У и У.Ф 13 1024значительной примесью аддитивногослучайного широкополосного шума, вкачестве такого опорного сигнала может использоваться специальный пилот-сигнал, подаваемый на вход 25.При этом, так как этот сигнал используется для Формирования информации о среднем периоде исследуемогосигнала, пилот-сигнал в общей случаеможет быть не коррелирован с исследуемыми сигналами, а его период можетбыть кратен целому числу среднего значения полупериодов сравниваемых сигналов. Формирователь 19 пилот-сигнала при этом может выполнять функциикак собственно формирователя импульсов, так при необходимости и Фильтраили буферного усилителя. Один из вариантов структурной схемы такого формирователя (фиг, 4 ) обеспечивает,например, выделение импульсного пилот-сигнала из смеси сигнал"шум приуровне шумов, достигающем 70 отуровня полезного сигнала.Импульс готовности при поступлении на все узлы обеспечивает начало нового цикла работы,Импульсы от,генератора 1 тактовых импульсов проходят на делитель 7частоты, на выходе которого формируются импульсы тактовой частоты, частота которых зависит как от периодаисследуемых сигналов (периода пилот-сигнала ), так и соотношения сигнал/шум исследуемых сигналов.Частота этих импульсбв определяется кодом,поступающим на управляющие входы делителя 7 частоты с выходов реверсивного счетчика 8, работа которогоопределяется импульсами поступаюУ4щими от элементов И 9 и 10. Причемкод, содержащийся в реверсивном счетчике 8, может измениться при поступлении импульса готовности с выхода формирователя 2 импульсов, если на одном из выходов 27 или 28 блока 13 уп 45.равления в данный момент присутствует1 единичный логический сигнал, Таким образом, блок 13 управления обеспечивает формирование управляющих сигналовна выходах 27 и 28 таким образом, чтоесли Формируемые коэффициенты корреляции не удовлетворяют заданной норме, в качестве которой используется сумма модулей знаковых коэффициентов корреляции, на соответствующем выходе появляется единичныйлогический сигнал, вызывающий соответствующее изменение частоты тактоБлок 14 измерения оценок коэффициентов корреляции обеспечивает формирование по оценкам мгновенных значений действительного и мнимого коэффициентов знаковой корреляции и формирование оценки положения цент 1 ра Функции распределения плотности вероятности обобщенного коэфФициента корреляции, Получаемая оценка с выхода 19 блока 14 поступает на регистратор 17, обеспечивающий индикацию или регистрацию получаемой оценки в требуемой форме по задержанному импульсу готовности, формируемому элементом 16 задержки.