Знаковый коррелометр

(51)4 С 06 Р 15/ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ОПИСА Е ИЗОБРЕТЕНИСВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) 1, Балл Г,А. Аппаратурный корряционный анализ случайных процесов. М., "Энергия", 1968, с, 53,2, Жовинский В,Н , Арховский В,ФКорреляционные устройства, М "Энегия", 1977, с. 151,(54)(57) ЗНАКОВЫЙ КОРРЕЛОМЕТР, содежащий .генератор тактовых импульсов,ключ, первый и второй счетчики, выход второго из которых является выходом коррелометра, усилитель-ограничитель вход которого является информационным входом коррелометра, авыход через элемент НЕ подключен кпервому входу первого элемента И,выход которого соединен с нулевым(72) Г.М. л с р р К АВТОРСКОМУ входом триггера, единичныи вход которого подключен к выходу второгоэлемента И, первый вход которого подключен к выходу усилителя-ограничителя, отличающийся тем,что, с целью повышения точности работы,в него введены одновибратори управляемый делитель, информационный вход которого подключен к выходу генератора тактовых импульсов,а управляющий вход является входомзадания аргумента коррелометра, выход управляемого делителя соединенсо вторыми входами первого и второго элементов И и входом первогосчетчика, выход которого соединенс управляющим входом ключа, выходкоторого соединен со входом второгосчетчика, информационный вход ключа подключен к выходу одновибратора, входы которого соответственно подключены к выходам триггера,Чзобретерие относится к специализированным средствам вычислительной техники и может быть использовано при исследовании статистических характеристик случайных сигналов.Известен знаковый коррелометр,содержащий первый и второй модуляторы, амплитудные дискриминаторы,генератор тактовых импульсов, цепьзад .ржки и. счетчики 1 импульсов 1.Оределение события совпадения знаков сигнала в этом коррелометрепроисходит практически мгновеннов момент прихода тактового импульса, поэтому он обеспечивает оченьвысокую скоростьизмерений, Однако,область применения этого коррелометра ограничена случайными сигналамис симметричной функцией распределения 20амплитуд, Кроме того, коррелометримеет существенную аппаратурную пог. решность, определяемую неточностьюработы модуляторов, дискриминаторов.и цепи задержки, 25Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому решениюявляется знаковый коррелометр, со-держащий последовательно соединенныеусилитель-ограничитель и инвертор, ЗОпервую и вторую схемы И, триггер,третью и четвертую схемы И, логическуюсхему умножения, генератор тактовых импульсов, цепь задержки, атакже счетчики импульсов и ключ 2 1;Причем запись значений знаковойфункции исследуемого процесса в триггер происходит в момент появлениятактового импульса, а считываниеэтгх значений с триггера и их умно Ожение на последующие значения этойфункции в момент прихода тактовыхимпульсов, задержанный цепью задержки .на время Т, Запись следующихзначений знаковой функции в триггерпроисходит в момент прихода следующего тактового импульса, Время междумоментом появления задержанногоимпульса и следующего тактовогоимпульса определяет время ожидания 5 Окоррелометра, т.е. время, затрачиваемое непроизводительно, Наличиевремени ожидания приводит к снижениюскорости измерения. Кроме того, данный коррелометр имеет значительную, 55аппаратурную погрешность, определяемую нетсчностью установки временизадержки 7 цепью задержки,Целью изобретения является повышение точности и скорости измерений.Эта цель достигается тем, что взнаковый коррелометр, содержащийгенератор тактовых импульсов, ключ,первый и второй счетчики, выход второго из которых явчяется выходомкоррелометра, усилитель-ограничитель,вход которого является информационным входом коррелометра, а выходчерез элемент НЕ подключен к первому входу первого элемента И, выходкоторого соединен с нулевым входомтриггера, единичный вход которогоподключен к выходу второго элементаИ, первый вход крторого подключен квыходу усилителя-ограничителя, введены одновибратор, управляемый делитель, информационный вход которогоподключен к выходу гененатора тактовых импУльсов, а управляющий входявляется входом задания аргументакоррелометра. Выход управляемогоделителя соединен со вторыми входами первого и второго элементов И,входом первого счетчика, выход которого соединен с управляющимвходом ключа, выход которого соединен со входом второго счетчика.Информационный вход ключа подключен к выкоду одновибратора, входыкоторого соответственно подключены к выходам триггера.На фиг. 1 приведена структурнаясхема коррелометра; на фиг, 2 -временные диаграммы его работы.Коррелометр содержит усилительограничитель 1, элемент НЕ 2, первый 3 и второй ч элементы И, триггер 5, генератор 6 тактовых импульсов, первый счетчик 7, ключ 8, второй счетчик 9, предназначенный дляподсчета импульсов, соответствующихмоментам схемы состояния триггера,управляемый делитель 10, предназначенный для уменьшения. частоты тактовых импульсов и выполненный в видепересчетных декад со многими выходами, одновибратор 11, предназначенный для выработки импульсов вмоменты смены состояний триггера.Коррелометр работает следующимобразом,Сигнал ( 1 ), функцию корреляции которого необходимо измерить,.подается на вход усилителя-ограничителя, с выхода которого снимается знаковая функция х( 1 ) - зхдп113531 х 1) ) (фиг.2,а). Этот сигнал подается на первый вход элемента И 4 и на первый вход элемента И 3 через инвертор 2. На вторые входы элементов И 3, И 4 подаются тактовые импульсы (фиг.2,в) с делителя 10.Период следования этих импульсов в К раз больше периода следования тактовых импульсов на выходе генератора 6 Т=КТ ги. В зависимости от знака 1 О сигнала х ( 1 ) тактовый импульс появляется на одном из входов триггера 5, Если в момент появления тактового импульса Е; вх 8 п 1 ( + ) 70 то к моменту прихода следующего им пульса Ф 1 триггер 5 будет находить. ся в нулевом состоянии и в момент времни 1+1 может перейти в единичное состояние только в случае, если в 1 дп х (1) (0, Следовательно, смена состояния триггера 5 в момент соответствует смене знака (1 ) в момент 1, по сравнению с его знаком в момент 1;. В момент смены состояния триггера (фиг,2,г) на выходе 25 блока 11 вырабатывается короткий импульс (фиг.2,ж), который через клач 8 подается на счетчик 9. Эти импульсы поступают на вход счетчика 9 до тех пор, пока второй счетчик 7 не сосчи тает К тактовых ,импульсов. После прихода М +1 импульса ключ 8 запирается, и измерение прекращается, Показание счетчика 9 соответствует числу П смены состяний триггера 5,приходя щихся на К тактовых импульсов. Так как смена состояний триггера соответствует смене знака функции воп Х(1 Ц на интервале 1= +,-;,то показание счетчика 9 фактически является 40 оценкой вероятности смены знака 1(Ф) на интервале г= Т, т. е. р й 1= о /К Известно 11, что корреляционная фуякция воп х 111 может быть определена выражением .45 39 4Следовательно, описанное устройство фактически измеряет корреляционную функцию вЦп 1 Х(Ф) без задержки сигнала, либо импульсов опроса, т,е. без использования в схеме коррелометра цепи задержек, Это приводит к уменьшению аппаратурной погрешности, так как деление частоты может осуществляться сколь угодно точно. Уменьшение аппаратурной погрешности сказывается на точности измерений корреляционной функц и бинарных случайных последовательностей иммульсов, поскольку методическая погрешность знаковых коррелометров в этом случае равна нулю. Так как фиксация события смены знака сигнала в указанном коррелометре осуществляется мгновенно с приходом тактового импульса, то скорость его, измерений оказывается выше скорости измерений в прототипе. Кроме того, описанный коррелометр более удобен в эксплуатации, так как нет необходимости в раздельной регулировке тактового периода и времени задержки,Исследования показали, что введение отличных признаков, а именно оДновибратора и управляемого делителя с соответствующими связями позволило по сравнению с базовым объектом и другими техническими решениями уменьшить до 10 раз аппаратурную погрешность измерений за счет устранения погрешности установки времени задержки и повысить быстродействие за счет устранения времени ожидания. Погрешность измерений при этом практически определяется только случайной ошибкой из-за ограниченности времени и в пределе при й-+св равна О, Скорость одного цикла измерений (минимальное) ограничивается практически толь ко быстродействием элементов, на.которых реализована схема коррелометра. Другим преимуществом предлагаемого технического решения является простота реализации иэксплуатации устройства.1135339 тор Л.Утехина ТехредС.Мигунова Корректор М.Максимишинец Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4 каз 5766/3 ВНИИПИ Госу по делам 113035, Москва, Тираж 710 Подписнорственного комитета СССРобретений и открытий