Цифровой коррелометр

СООЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИК 1)4 С 06 Р 15/336 КОМИТЕТ СССРЕНИЙ И ОТНРЬПИИ ГОСУД АРСТВЕННЬй ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ЛЬСТ АВТОРСКОМ Грибано Р. Автоматичтры, - М,:1. ксперимента 2,154) ЦИФРОВОЙ КОР (57) Изобретение вой электроизмери предназначено для ляционных функций стационарных проц использовано в си ТРтся к цифрой технике,ения корреических ненос е ме эрго ссов тема и может бы автоматиче(56) Грибанов Ю,И, икие цифровые корреломЭнергия, 1971, с. 90 Приборы и техника1975, В 3, с, 141, ри кого управления, обработки измерительнойинформации, технологического контроля, технической диагностики и т,п, Цель изобретения - повышение. точности. В коррелометре использован алгоритм экспоненциального сглаживания, позволяющий уменьшить ошибку смещения вычисляемой корреляционной функции, Процесс вычисления - циклический, Коррелометр содержит два аналого-цифровых преобразователя 1 и 2, два регистра 3 и 4, три блока 5,10, 19 памяти, блок 8 умножения, три сумматора 9, 11, 17, преобразователь 16 прямого кода в обратный и наоборот, блок 13 элементов И, блок 14 а задания режима, три регистра числа 7, 15, 18, три регистра адреса 6, 12, 20 и блок 21 синхронизации, 1 ил,С:8767 уЦс)а 3;129Изобретение относится к цифровойэлектроизмерительной технике, предназначено для измерения в реальноммасштабе времени корреляционныхфункций (КФ) нестационарных эргодических случайных процессов и можетбыть использовано в системах автоматического управления, обработки избмерительной информации, технологическоГо контроля, технической диагностики и т,д,Цель изобретения - повышение точности,На чертеже изображена структурнаясхема коррелометра.Коррелометр содержит первый и второй аналого-цифровые преобразователи.14 задания режима, второй регистр 15Числа, преобразователь 16 прямого кода в обратный и наоборот, второй сумматор 17, третий регистр 18 числа,третий блок 19 памяти, второй регистр 20 адреса, блок 21 синхронизацииКоррелометр работает следующимобразом,Процесс вычисления циклический. В течение цикла вычисляются ш произведений - по одному для каждого значения временного сдвига. В начале каждого -го цикла запускаются АЦП, 1 и.,2 и в регистры 3 и 4 поступают отсчв 1 гы х(11 ас); у(11 ас). Затем отсчет у(а) записывается в блок 5. После этого начинается цикл обработки, содержащий ш тактов, В течение Е-го такта 1-го цикла выполняются следующие операции; по,команде с четвертого выхода блока 21 из блока 5 в регистр 7 считывается отсчет из блока 10 в регистр 15 считываетсяпроизведение П (касас) хО -Я) ас 1 у О -1-1 с)Й.1,из блока 19 в регистр 18 считываетсясумма 1-15. =х(раТ)у(р-с)а 1р: 1-1-нфлок 8 формирует произведениеЦ Оса) = х(11 аТ) у 6-1 с)И 1.На выходах сумматора 9 формируетсяразность ал О а) = П,(1 а) - П и а),1-нна выходах сумматора 17 формируется 15 сумма(1 сас) =У Осас) + аП(1 сас),4 М.1по команде с пятого выхода блока 21в блок 10 записывается произведение 0,1(1 сас), в блок 19 - суммаОсас). По команде с второго выходаблока 21 добавляются "1" в адресныерегистры 12 и 20, а по команде стретьего выхода блока 21 добавляется"1" в адресный регистр 6,Работа коррелометра в течениевсех тактов цикла аналогична рассмотренному такту, за исключениемпоследнего такта, когда "1" в регистр б не добавляется, В начале следующего (7+1)-го цикла очередной отсчет у 9+1)азаписывается в блок5 на место отсчета уй-ш+1)О,который не потребуется для дальнейших вычислений. Таким образом, вкаждом такте вычислений получаетсяочередное, текущее значение ординаты КФ путем замены в сумме произведений ) произведения Г 1на очередное произведение П, а алгоритмвычисления КФ имеет вид1КОсаь) - -Е хрй 1 у(рс)Й 3=Р=1-Иф 1= -( +П -П ). (1)Каждое текущее значение КЬЫ)пропорционально сумме И произведенийотечетов, сдвинутых на интервал 1 саТ,взятых с одинаковым весом. Интервалусреднения (постоянная времени) равен Ю ас и определяет как статиствческую, так и динамическую погрешности,АЦП 1 и 2. выполняют дискретизацию обрабатываемых процессов х(й),у(1:) с интервалом ас, Блок 5 используется для создания временного сдви 3 12987 га между отсчетами процессов х(С), у(Г). Отсчеты процесса у(й) записываются в блок 5 из регистра 4 и хранятся в нем в течение времени ш д (ш - число вычисляемых ординат КФ, м - шаг задержки), после чего эти отсчеты замещаются вновь поступающими отсчетами. Из блока 5 отсчеты считываются в регистр 7. Адрес блока 5 формируется адресным регист- Ю ром 6. Блок 8 формирует произведения отсчетов, поступающих из регистров Зи 7.Блок 10 используется для запомйнания произведений отсчетов обраДа тываемых процессов в течение интервала усреднения. Емкость блока О памяти - ш И чисел (ш - число ординат КФ; И - обьем выборки, по которому вычисляется текущая оценка 20 КФ). Адрес на блок 10 поступает с выходов сумматора 11 и формируется блоками 11 - 14, Регистр 12 формирует текущий адрес 9 ш+1), по которому производится запись иэ блока 8 25 очередного произведения ( 1 - номер цикла вычислений Е - номер тактаВо вычислений в пределах 1 -го цикла, Е изменяется в пределах 0 - ш). На выходах блока 14 задания режима в 30 соответствии с параметрамирежима вычислений ш Я устанавливается код числа - ш Ю. При считывании из блока 10 на управляющий вход блока 13 элементов И с четвертого выхода бло-. 35 ка 21 подается разрешение, числов ш М подается на вторую группу входов сумматора 11, на выходах которого образуется код адреса 0 ш+1 - ш Ю), по которому производится считыва ние в Е-м такте 1 -го цикла. При записи разрешение на блок 13 элементов И не подается и код адреса на блок 10 поступает из регистра 12 через сумматор 11 (код числа Иш+1). 45Считываемые из блока 10 произведения заносятся в регистр 15 и затем через преобразователь кода 16 подаются на сумматор 9, который образует разность между поступающими из блока 50 8 произведениями П(ЕЮ) и считываемыми из блока 10 произведениями П,1 Осд 7). Преобразователь 16 кода -нпреобразует прямой код произведения П, Ос д) в дополнительный, а до полнительный - в прямой, что необходимо для организации вычитания в сумматоре 9. Сумматор 17 добавляет чис 67ла, поступающие из сумматора 9, к суммам произведений сомножителей с одинаковым временным сдвигом, хранимым в блоке 19, которые предварительно считываются в регистр 18 числа, Регистр 20 формирует адрес блока 19 памяти.Работой коррелометра управляет блок 21 синхронизации.Формула изобретенияЦифровой коррелометр, содержащий два аналого-цифровых преобразователя, два регистра, блок умножения, первый сумматор, первый регистр числа, два блока памяти, три регистра. адреса и блок синхронизации, информационные входы первого и второго аналого-цифровых преобразователей являются первым и вторым информационными входами коррелометра соответственно, выходы первого и второго аналогоцифровых преобразователей соединены с информационными входами первого . и второго регистров соответственно, входы запуска обоих аналого-цифровых преобразователей соединены с первым выходом блока синхронизации, выход первого регистра соединен с первым входом блока умножения, выход которого соединен с первым входом первого сумматора, информационные входы первого н второго регистров адреса соединены с вторым выходом блока синхронизации, третий выход которого соединен с информационным входом третьего регистра адреса,.выход которого соединен с адресным входом первого блока памяти, о т - л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены второй и третий сумматоры, три регистра числа, третий блок памяти, преобразователь прямого кода в обратный и наоборот, блок элементов И и блок задания режима, выход которого соединен с первым входом блока элементов И, второй вход которого соединен с входами разрешения считывания всех блоков памяти и соединен с четвертым выходсм .блока синхронизации, пятый выход которого соединен с входами разрешения записи второго и третьего блоков памяти, вход разрешения записи первого блока памяти соединен с шестым выходом блока синхронизации, информационный98767 Составитель Е. Ефимова Техред Л.Сердюкова Корректор Л.Патай Редактор Е. Папп Заказ 891/52 Тираж 673 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул, Проектная, 4 5 12 вход первого блока памяти соединен с выходом второго регистра, а выход - с информационным входом первого регистра числа, выход которого соединен с вторым входом блока умножения, выход которого соединен с информационным входом второго блока памяти, выход которого соепинен с информационным входом второго регистра числа, выход которого соединен с входом преобразователя прямого кода в обратный и наоборот, выход которого соединен с вторым .входом первого сумматора, выход которого соединен с первым входом второго сумматора, выход которого соединен с информационным входом третьего блокапамяти, выход которого через третийрегистр числа соединен с вторым входом второго сумматора, адресный входтретьего блока памяти соединен свыходом второго регистра адреса, выход блока элемеРгов И соединен с 10 первым входом третьего сумматора,второй вход которого соединен с вы"ходом первого регистра адреса, выходтретьего сумматора соединен с адрес-ным входом второго блока памяти,