Коррелометр

(61) Дополнительное к авт. свпд 51) М. Кл.о 6 06 г 15,34 06.75 (21) 2142783/ аявлен нием заявки М псоеди Государстоенной комит 123) Приоритет ооото Монисткоыти Дата опубликования описания 03.. А. Сулимов, Б, П, Турченев, В. М. Чистякои Г, Ф, Шамин 71) Заявител 54) КОРРЕЛ 1 ОМЕ Изобретение относится к области специализированных средств вычислительной техники для аппаратурного определения характеристик случайных процессов.Известен коррелометр, содержащий блоки 5 согласования, компараторы, триггеры, делитель частоты, генераторы вспомогательных сигналов и накопитель. 11Известен также коррелометр, содержащий первый и второй преобразователи сигналов, 10 входы которых соединены соответственно с первым и вторым входами коррелометра, а выходы - с первым и вторым входами блока умножения, выход которого через блок распределения произведений соединен с информаци онными входами накопителя, управляющий вход которого подключен к выходу блока управления, вход блока управления н первый установочный вход триггера соединены с выходом блока распределения произведений, 20 счетный вход которого подключен к выходу генератора импульсов 2,Недостаток этих коррелометров состоит в том, что за один цикл вычисления они позволяют определить только одну из ветвей кор реляционной функции, т. е. задерживать только один из сигналов относительно другого. При вычислении второй ветви корреляционной функции, т. е. при задержке второго сигнала относительно первого, что особенно важно при 30 измерении Взаимной корреля 1 Ц 10 нпой функции, проце:с измерения необходимо гог, торять, прсдьарительпо поменяв мсстамп ьхо-ныесигналы,Целью пзобретснпя является одновременное ьычисление ооспх ьствсй корреляционных фупкци 11.ПостаВленная цель достигается см, 1 то описываемый коррсломстр содержит дого;Нптельный триггер, два элемента И и переключатель, Входы которого ВодилОчены соответстВснно к Выходам Гснсоа 10 ра имп льсОВ, первого элсмен та И и к псрвок 1тр 1 г ера, второй выход кото 1 Ого сосдннен с первым входом второго элемента И, Второй Вход которо.о подлОчеп к В 1 яходх генератора импульсов и к первому входу первого элемента И, второй гход которого под лючсп и Вьходу триггера, а Выход -- ко Второму устаногочпому Входу триггера, выход второго элемснта И соединен с управляю:цпм входом второго преобразователя сигнала, управляющий вход первого преобразователя сигнала подключен к выходу переключателя, установочные входы дополнительного триггера соединены соответственно с первым и Вторым упэавля 10 цпм Выходаи Олока распределения про 1 звсдений.На чертеже представлена блок-схема описываемого корреломстра.45 50 55 60 65 3Корректор содержит два преобразователя сигналов 1 и 2, выходы которых через последовательно включенные блок умножения 3 и делитель-коммутатор 4 связаны с входами накопителя 5; блок управления б, выход которого соединен с управляющим входом накопителя 5, а вход подключен к управляющему выходу блока распределения произведений (делитель-коммутатор 4) и к установочным выходам триггера 7 и 8 (нулевому входу триггера 7 и единичному входу триггера 8); генератор импульсов 9, соединенный с одним из входов элементов И 10 и 11, первым входом переключателя 12 и управляющим входом делителя-коммутатора 4, При этом блок 4 распределения произведений разделен на два элемента 13 и 14 причем промежуточный выход блока 4 (выход элемента 13 соединен с управляющим входом элемента 14) соединен с установочным (единичным) входом триггера 7, единичный выход которого подключен к управляющему входу переключателя 12, а нулевой выход соединен со вторым входом элемента И 11. Управляющий вход преобразователя сигналов 2 связан с выходом элемента И 11, управляющий вход преобразователя сигналов 1 подсоединен к выходу переключателя 12, второй вход которого связан с нулевым входом триггера 8 и выходом элемента И 10, причем единичный выход триггера 8 соединен со вторым входом элемента И 10. Входами устройствами являются входы преобразователей сигналов 1 и 2, а выходом - выход накопителя 5,Коррелометр работает следующим образом.В исходном состоянии триггер 8 находится в единичном состоянии и связанный с ним элемент И 10 в открытом состоянии, триггер 7 находится в нулевом состоянии и связанный с ним элемент И 11 в открытом состоянии, а переключатель 12 находится в состоянии, при котором сигнал на управляющий вход преобразователя сигналов 1 проходит с выхода элемента И 10. После установки устройства в исходное состояние в момент г первый импульс с генератора импульсов 9, вырабатывающего сигнал с частотой следования 1, через элемент И 10 и переключатель 12 приходит на управляющий вход преобразователя 1, на вход которого подается сигнал х(Ц, а через элемент И 11 поступает на управляющий вход преобразователя сигнала 2, на входе которого действует сигнал у(Ц. Одновременно этот импульс приходит на нулевой вход триггера 8, который переходит в нулевое состояние и закрывает элемент И 10, По окончании действия импульса на входе преобразователя сигнала 1 появляется сигнал, соответствующий х(Ц, а на преобразователе сигнала 2 - сигнал, соответствующий у(1). Эти сигналы проходят на блок умножения 3, где они перемножаются и их произведвние х(1) у(1) направляется через блок распределения произведений в первую ячейку накопителя 5, Второй импульс с генератора импульсов 9 в момент времени 5 10 15 20 25 30 35 40 4+т (т=/) поступает только на управляющий вход преобразователя сигнала 2, так как элемент И 10 закрыт. На выходе преобразователя 2 появляется сигнал, соответствующий у(1+т), Этот сигнал снова перемножается с сигналом х(1), действующим на выходе преобразователя 1. На выходе блока умножения 3 появляется произведение х(Ц у(1+т), которое блоком 4 распределения направляется во вторую ячейку накопителя 5. Аналогично с появлением третьего импульса на выходе генератора импульсов 9 произведение х(,) у(1+2 т) направляется в третью ячейку накопителя 5 и т. д. После прохождения т импульсов (где т - количество ординат первой ветви корреляционной функции и объем элемента 13 блока 4) на выходе элемента 13 блока 4 распределения произведений появляется сигнал, который переводит триггер 7 в единичное состояние, а коммутацию начинает осуществлять элемент 14 блока 4, При этом произведение х(1) у 1+(т - 1)т, получаемое в момент времени 1+(т - 1)т, занесено в т-ю ячейку накопителя 5, Сигнал с нулевого триггера 7 закрывает элемент 11, а сигнал с единичного выхода переводит переключатель 12 в состояние, при котором на управляющий вход преобразователя сигнала 1 проходят импульсы с выхода генератора импульсов 9. Очередной (т+)-й импульс с генератора импульсов 9 в момент времени 1+тт проходит только на управляющий вход преобразователя сигнала 1, так как элемент И 11 закрыт. На выходе преобразователя появляется сигнал, соответствующий х(1+тт), а с выхода преобразователя 2 идет попрсжнему сигнал, соответствующий у+(т - 1)т. В (и+1)-ю ячейку накопителя 5 проходит произведениех(1, +.т-.) у 1, + (а. - 1)-.,т. е. теперь задерживается сигнал у относительно х. С приходом следующего импульса с генератора импульсов 9 в (т+2)-ю ячейку накопителя 5 проходит произвсдепиех, + (т + 1)-,1 у+ (т - 1)-. и т. д. С приходом Х-го импульса в Х-ую ячейку накопителя 5 проходит произведениехг, + (У - 1)-.у, + (и - 1) с,где М -- общее количество ординат обеих ветвей корреляционной функции. Одновременно с управляющего выхода элемента 14 блока 4 распределения произведений вырабатывается сигнал, который приводит триггеры 7 и 8, а также связанные с ними элементы И 10, 11 и переключатель 12 в исходное состояние, на этом заканчивается первый цикл вычисления.После приведения коррелометра в исходное состояние первый импульс в момент времени , с генератора импульсов 9 снова проходит на управляющие входы преобразователей сигналов 1 и 2, по которому опрашиваются входные сигналы х(г) и у, а также на нулевой вход5триггера 8, закрывающего элемент И 10,вследствие чего на преобразователь сигнала 1очередные (и - 1) импульсы не поступают, Врезультате в накопитель 5 через элемент 13блока 4 снова, начиная с первой до т-ой 5ячейки, проходят сигналы, соответствующиепроизведениямХР 2) УИ 2) ХР 2) у(12 + г)х(,) у 1, + (пг - 1)-,.В момент времени 1,+ (т - 1) т после записисигнала в и-уО ячейку накопителя 5 вновь запрещается прохождение импульсов на управляющий вход преобразователя 2 и разрешается их прохождение на управляющий вход преобразователя 1 в течение появления Л в иочередных импульсов. При этом в ячейки сиг+1 до Я накопителя 5 через элемент 14 делителя-коммутатора поочередно поступаютсигналы, соответствующие произведениям 20х 1, + т-) у 1, + (т - 1)-;х 1, + (т + 1)г у 1, + (т - 1)-.хг, + (У. - 1) . у 1, + (г - 1) 1.После записи в Л"-ую ячейку накопителя 5схема вновь приводится в иходцос состояние.Этим заканчивается второй цикл и начинается третий цикл и т. д. Во время последнегоК-го цикла, где К - количество выборок исследуемых случайных процессов х и у(г),необходимое для вычисления обеих ветвейкорреляционной функции с заданной погрсшностью, в соответствующие ячейки накопителя 5 проходят сигналы, пропорциональныепроизведениямХМ Я,); ХЫ у(.+ ) ХЫЯ,+(т - 1)-х, + (М - 1)-. у 1, + (т - 1)-В каждой ячейке накопителя 5 в течение Кциклов происходит суммирование поступающих в цих соответствующих произведении, в результате чего в них образуются суммы, пропорциоцальныс ордицатам корреляционнойфункции, В первой ячейке - сумма, пропорциональная ординате Л(0) корреляционнойфункции при Т=ОЯу (и)х 11 ) у (г), (1)г:150где- текущий номер цикла,Во второй ячейке образуется сумма, пропорциопальная ордицатс Л.; (т) первой ветви корреляционной функции при задержке сигналах(Ц относительно сигнала у(г) на время т.В первых т ячейках накопителя 5 начисляются т - 1 ординат псрвой ветви корреляционной функции Я(ит)=1и=1,2 (;и - 1)А в ячейках от пг+1 до Л накопителя 5начисляются ордицаты второй ветви корреляционной функции Л,г (гт) 65 61 г=1Х , + (и - 1) -, (3) г = 1,2 (Л - т)Таким образом, в первой ячейке накопителя 5 начисляется ордината корреляционной функции Л,-, (О) без задержки сигналов х(Ц и у(Ц относительно друг друга. В ячейках со второй по т-у;о вычисля:отся иг - 1 ординаты первой ВстВп коррсл 51 циоииой функц 1 и при задсржкс СИП 1 ада Х(;) ОтПОСИТСЛЬНО У(г), а В ЯЧЕйках с т+1 по Л-ую вы шсляются Л - иг ординат второй вств;1 корреляционной функции при задержке сПенала у относительно х(г),1 осле прохождения 15, циклов блок управления 6, в которсм подсчитывается количество циклов, перевод;1 т устройство в режим вывода рсзультатов вь 1 ис,.си;я обеих ветвей коррсляц;шиной функции.Формула изобретенияКоррсОмстр, содсржа 1 ций первый и второй прсобразова,сгш сигналов, Входы которых соединены соотвстствсцио с первым и вторым Входами коррсломсгра, а Выходы - с первым и Вторыъ Входами 0,1 оеамцожсция, Выход которого :срез олок распределения произведений соединен с иифорхациоипыми входами накопителя, управляюций вход которого подкио:еп к выходу блокаправлсци 51, вход блока управления и псрвьш установочный вход триггера соедице 1 гы с выходом блока распределения произвс. сции, счетцьш вход которого подключен к выходу генератора импульсов, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью одновременного вычисления обеих ветве:"1 корреляционной ф ц.цип, коррелоСтр соде 1 зжит дополнительный триггер, два элемента И и переключатель, входы которого подключены соответственно к выходам генератора импульсов, первого элемента И и к пс 1 звому Вьходу дополнительного триггера, Второй выход которого соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого годкио;сц к выходу генератора импульсов и к псргому входу первого элемента 11, Второй Вход которого подключсн к Выходу триггера, а гыход - ко второму установочному входу триггсра, Выход второго элемента Й соединен с управляющим входом второго ирсобразоватсля сигнала, управляющий вход первого прсобразоватсля сигнала подкл 1 очен к выходу псрскл 1 очателя, установочные входы до юлнитсльпого триггера соединены соответствснцо с первым и вторым управл 5110 щиыи Выходаъ 1 и Олока распределения про- ИЗ ВСДЕН 1 й.Источники информации, гринятыс во вцимаЦС ПОИ ЭКСПСПТ ЗС1. Мирски Г. Я, Лпиаратурнос определениехарактсрисл 1 к случайных процессов, М.,Энергия, 1972, с. 184, 188.2, Лвт. св. о 304583, Мкл. 6 06 Г 1534,1971.11,оставитедь В, ЖовинскийТекред М, Семенов Корректор Л Дечискин уханова дакто Тираж 882ггета Совета Министровний и открыпшРаушская наб., д. 4,5 Изд. М 1745 осударственного коппо делам изобрет 035, Москва, Ж,аказ 2366/2Ц 1 ИИП Типогра(1)ия, пр. Сапунова с1