Устройство для вычисления корреляционныхфункций

Союз Советских Социалистических Республнк(22) Заявлено 06. 03. 79 (21) 2733740/18-24 6 06 Г 15/31 с присоединением заявки йо(23 Приоритет ГосударственныВ коннтет СССР яо делам язобретеннВ к открытяВДата опубликования описания 28. 02. 81(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ КОРРЕЛЯЦИОННЫХФУНКЦИЙ Изобретение относится к устройствам для обработки данных, аименно к устройствам для статистического анализа случайных процессов.Известно устройство для вычисления корреляционных функций, содержащее генератор пилообразного напряжения, генерирующий напряжение, иэеняющееся отдо й (А ф ии )к 1) 1 Осравнивающее устройство, схеьн совпадения и счетчики. Сравнивающееустройство этого коррелятора осуществляет знаковое преобразование сигнала в одном нэ каналов коррелятора,что позволяет реализовать множительное устройство в виде схем совпаде"ния 111 .Однако такой коррелятор характеризуется относительно большой статистической погрешностью, обусловлен Оной наложением шума и знаковым преобразованием.Наиболее близким к предлагаемомуявляется коррелятор, содержащий блоксравнения, генератор пилообразногонапряжения, дискриминатор знака,линию задержки, выпрямитель, аналогоцифровой преобразователь, схемысовпадения, реверсивный и накапливающий счетчики, причем вход корре- ЗО лятора соединен с первым входом сравнивающего устройства, а выход генератора пилообразного напряжения соединен с вторым входом сравнивающего устройства 21 .Недостаток,.известного коррелятора состоит в относительно большой статистической погрешности оценок моментов.Цель изобретения - повышение статистической точности вйчисления корреляционных функцийУказанная цель достигается тем, что в устройство для вычисления корреляционных функций, содержащее генератор пилообразного напряжения, а также двухполупериодный выпрямитель и дискриминатор знака, входы которых объединены между собой н с первым входом блока сравнения, выход двухполупериодного выпрямителя соедчнеи с информационным входом аналого-цифрового п.зеобразователя, выход которого подключен к первым входам четырех элементов И, вторые входы первого и третьего элементов И соединены с первым выходом блока сравне.ния, второй выход которого подключен ко вторым входам второго и четвертого элементов И, третьи входы элементовИ соединены с выходами дискриминаторазнака, управляющий вход блока сравнения и входы блока задержки и накапливающего счетчика объединены и подключены к выходу генератора тактовыхимпульсов, управляющий вход аналогоцифрового преобразователя соединенс выходом блока задержки, выходыпервого и второго элементов И объединены и подключены к первому входуреверсивного счетчика, второй вход ко торого соединен с объединенным выходом третьего и четвертого элементов И, введены два ключа, инвертори блок однотактной задержки, входкоторого объединен с первым входомпервого ключа и является входом устройства, второй вход первого ключасоединен с выходом блока однотактной задержки, а выход первого ключасоединен с первым входом блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом второго ключа, информационные входы которого подключены,соответственно к выходам инвертораи генератора пилообраз(ого напряжения, управляющие входы ключей соедииены с выходом генератора тактовыхимпульсовНа чертеже изображена схемапредлагаемого устройства.Коррелятор содержит блок 1 однотактной задержки (БОЗ), ключ 2, двухполупериодный выпрямитель 3 (ДПВ),аналого-цифровой преобразователь 4. устройства непосредственно, второйвход ключа 2 соединен с входом устройства через блок 1 однотактнойзадержки, выход ключа 2 подключен 4к входу двухполупериодного выпрямителя 3 и дискриминатора 5 знака,один из входов ключа 11 соединен свыходом генератора 9 пилообразногонапряжения. Другой вход ключа 11 %0соединен с выходом инвертора 10,вход которого подключен к выходугенератора 9 пилообразного напряжения. Выход ключа 11 соединен с вторым входом блока 8 сравнения, первый вход которого соединен с выходом ключа 2.Пилообразное напряжение изменяется от 0 до А.Назначение блока 1 однотактнойзадержки и ключа 2 на входе коррелятора - обеспечить в цикле издвух тактов подачу одного .и того женапряжения на остальную часть измерительной схема. Если бы при этомна второй вход блока сравнения по прежнему подавалось напряжение от генератора пилообразного напряжения,изменяющееся от -А до А (А ) щах(х 1)то это бы соответствовало двукратному знаковому. преобразованию, являюцемуся эффективным средствомуменьшения погрешности,Введение инчертора 10 и ключа11, периодически подключающего навход БС 8 то прямое, то инвертированное напряжение с выхода ГПН 9(напряжение генератора изменяется от0 до А), является дополнительнымисточником повыцения точности (навход БС в цикле из двух тактов подается случайная величина из интервала (О,А) и (-А,О).Устройство работает следующимобразом,Входное напряжение поступает навход БОЗ 1 и ключ 2. Ключ 2, управляемый от ГТИ 6, подает в цикле издвух тактов одно и то же входноенапряжение на вход ДПВ 3 дискриминатора 5 знака и первый вход БС 8,На второй вход БС 8 с помощью инвертора 10 и ключа 11 периодически подается то прямое, то инвертированное напряжение с выхода генератора 9 пилообразного напряжения.В моменты, определяемые поступлевием тактовых импульсов от ГТИ 6,блок сравнения генерирует импульсна своем первом входе, если напряжение по первому входу превосходит напряжение по второму входу, илина втором выходе, если имеет местообратное соотношение.Сигнал с первого выхода БС 8открывает элементы 12 н 14 И; сигналс второго выхода С 8 открывает элементы 13 и 15 И.Напряжение с выхода ключа 2, выпрямленное ДВЛ З,поступает на АЦП 4,где преобразуь "ся в пропорциональноечисло импульсов н моменты, запаздывающие относительно тактовых на ин-тервал , который создается БЗ 7.С выхода АПП импульсы поступают навторые входы элементов 12-15 И. Напервые их входы приходят сигналыот дискриминатора 5 знака. При положительном знаке открываются элементы 12 и 15 И, при отрицательном . -13 и 14 И.Реверсивный счетчик 16 подсчитывает разность числа импульсов, поступающих от верхних и нижних элементов И.По окончании вычислений показание счетчика 16, деленное на числоотсчетов, зафиксированное счетчиком17, и умноженное на амплитуду пилообразного напряжения, дает оценкукорреляционнОй функции.При этом предлагаемый коррелятор,осуществлянщий двукратное преобразование с положительным и отрицательвым вспомогательными сигналами,.,Ужгор существенно снижает статистическую погрешность по сравнению с однократ- ным квантованием в 1,6 раза и по сравнению с обычным двукратным квантованием - в 1,12 раза.Таким образом, предлагаемый,коррелятор, обладая преимуществом знаковых корреляторов - простотой множительного устройства, повышает точность и сокращает время измерения. Формула изобретения30 Устройство для вычисления корреляционных функций, содержащее генератор пилообразного напряжения, а также двухполупериодный выпрямитель и дискриминатор знака, входы которых соединены с первым входом блока сравнения, выход двухполупериодного выпрямителя соединен с информационным входом аналого-цифрового преобразо вателя, выход которого подключен к первым входам четырех элементов И, вторые входы первого и третьего элементОВ И соединены с первым выходом блока сравнения, второй выход 25 которогоподключен ко вторым входам второго и четвертого элементов И, третьи входы элементов И соединены с выходами дискриминатора знака, . управляющий вход блока сравнения и входы блока задержки и накапливающего счетчика объединены и подключены к выходу генератора тактовых импульсов,управляющий вход аналого-цифровогопреобразователя соединен с выходомблока задержки, выходы первого и вто.рого элементов И обечинены и подключены к первому входу реверсивного счетчика, второй вход которого.соединен с объединенным выходомтретьего и четвертого элементов И,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повьиаения точности, в устройство введены два ключа, инвертори блок однотактной задержки, входкоторого объединен с первым входом первого ключа и является входомустройства, второй вход первого ключа соединен с выходом блока однотактной задержки, а выход первого ключа соединен с первым входом блокасравнения, второй вход. которого соединен с выходом второго ключа, информационные входы которого под"ключены,соответственно.к выходаминвертора и генератора пилообразногонапряжения, управляющие входы ключейсоединены с выходом генератОра тактовых импульсов. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Мирский Г.Я. Аппаратурное определение характеристики случайныхпроцессов. М., "Энергия", 1972,с, 181-193.2. Авторское свидет.льство СССР9 200 ф 2, кл. 0.06 Г 15/34, 1967.