Коррелометр

Сеоз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено с присоединен (23) Приорите 23.01,80 (21) 2ем заявки Йо 606 Г 1533 Государственный комит СССР по делам изобретений и открытийата опубликования описа 1,81 2) Авторыизобретения.Я,Билинский, А.В.Краузе и чхники:.1 титут электроники и вычислительной т АН Латвийской ССР щ71 Заявитель 54) КОРРЕЛОМЕ тор, который имеет два канала, каждыйиз которых содержит входной усилитель, компаратор, цифроаналоговыйпреобразователь, а также включает генератор псевдослучайных чисел, коммутатор, регистр сдвига, умножители,генератор тактовых импульсов, накопители, схему считывания и регистри".1 О рующее Устройство. Работа этого коррелометра состоит в сравнении исследуемых напряжения со вспомогательнымсигналом и последующим перемножениемрезультатов сравнения - логическихуровней 21. Из-за того, что результатом квантования входных сигналов является только один логический уровень, коррелометр имеет значительную статическую погрешность измерения,Одноуровневое квантование и поостая цифровая обработка результатов квантования позВоляет получить оценки корреляционной функции с высокой скоростью. Кроме того, устройство со держит два канала, каждый из которых имеет входной усилитель, компаратор (блок компараторов) и цифроаналоговый преобразователь, а также регистр сдвига (блок задержки), генератор тактовых импульсов и регистрирующее гаемом орреля Изобретение относится к вычислительной технике, а именно к устройствам для обработки информации специального назначения, и может быть использовано в различных областях науки и техники,Известен многоканальный знаковыйкоррелометр, который содержит блокпереключения процессов, два блокасравнения, генератор случайного сигнала, генератор импульсов опроса,блок равнозначности и распределения,блок накопления, блок формированиянулевой ординаты, элемент ИЛИ, дваэлемента И и триггер управления. Кроме того, Он содержит два блока сравнения (блоки компараторов), генератор случайного сигнала, генераторимпульсов опроса (генератор тактовыхимпульсов), блок распределения и накопления (их функции в предлагаемомкоррелометре выполняет регистрирующее устройство 1,Коррелометр обладает высокимбыстродействием, но имеет низкую точность вследствие больших статическихпогрешностей, определяемых принципомквантования входных сигналов.Наиболее близким к предла уявляется цифровой знаковый к 3459/18-24 (51)М. Клустройство, Наличие одного генерато ра псевдослучайных чисел и компаратора в известном коррелометре эквивалентно одному генератору псевдослучайных чисел в каждом канале.Цель изобретения - повышение точности.Поставленная цель достигается тем, что в коррелятор, содержащий блок накопления, два блока согласования, входы которых являются соответственно первым и вторым входами коррелометра, выход каждого блока согласования соединен с первым входом соответствующего блока компараторов, второй вход которого подключен через соответствующий цифроаналоговый преобразователь к выходу соответствующего генератора случайных чисел, выход первого блока компаратора через блок задержки соединен с первым входом первого блока умножения, второй вход ко О торого подключен к выходу второго блока компараторов, тактирующие входы первого и второго блоков компараторов и блока задержки подключены к выходу тактового генератора, введены третий генератор случайного числа, блок постоянной памяти, три сумматора, второй и третий блоки умножения, первые входы которых подключены к выходам первого и второго сумматоров соответственно, вторые входы второго ЗО и третьего блоков умножения подключены соответственно к выходам второго блска компараторов и блока задержки, первые входы первого и второго сумматоров соединены с выходом блока 35 постоянной памяти, а вторые входы подключены соответственно к выходам третьего и второго генераторов случайных чисел, выходы блоков умножения подключены к соответствующим входам третьего сумматора, выход которого.подключен к входу блока накопления.Вновь введенные узлы и связи позволяют реализовать новый алгоритм вычисления значений корреляционной д 5 функции, в котором используется информация о величине случайного сигнала, позволяющая определить каждое значение корреляционной функции с более высокой точностью, чем в известном устройстве.На чертеже изображена блок-схема предлагаемого коррелометра.Коррелометр содержит два канала, в каждом из которых блок 1 согласовация соединен с первым входом блока 2 компараторов, ко второму входу которого через цифроаналоговый преобразователь 3 подключен выход генератора 4 случайных чисел. Выход блока 2 компараторов первого канала через 60 блок 5 задержки, а выход блока компараторов второго канала непосредственно соединен с соответствующими входами блока 6 умножения. Выход дополнительного генератора 7 псевдослучайных чи сел 7 в первом канале и выход генератора 4 случайных чисел во второмканале соединены с первыми входамисоответствующих сумматоров 8, вторыевходы которых подключены к выходублока 9 постоянной памяти. Выходысумматоров 8 обоих каналов соединеныс первыми входами соответствующихблоков 10 умножения, при этом второйвход блока 10 умножения первого канала подключен к выходу блока 2 компаратора второго канала, а второй входблока 10 умножения второго каналасоединен с выходом блока 5 задержки.Выходы блоков б и 10 подключены ксоответствующим входам сумматора 11,выход которого соединен со входом блока 12 накопления. Выход генератора13 тактовых импульсов подключен ктактовым входам блоков 2 компараторови блока 5 задержки.ь Коррелометр оценку каждой точкиК(е ьт) корреляционной функцииК, (т;) сигналов х и у(С) определяет по следующему алгоритмугде я - половина диапазона изменения сигналов х(1) и у(Г), т.е. -ЯСх(1)СЯ и -ЯСУСЯ И - количество циклов измерениякаждой точки, к взаимно независимые, равномерно распределенные в интервале 0,1 случайные или псевдослучайные числа, соответствующие опорному уровню напряжения, поступившему в данном такте измерения на соответствующий блок компараторов, 1 и - количество тактов задержки одного сигнала относительно другого; и и - результат сравнения входных кк ЧК сигналов х(й) и у(й) с; соответствующим уровнем. Квантование проводится одновременно в диапазонах )-9,0 и 0,9, т.е. блок квантования содержит. два компаратора, Положительные значения сигналов х и у(й) сравниваются с опорными уровнями 9и ясоответственК но, а отрицательные значения тех жесигналов - с уровнями 9( - и 9( -) соответственно, следовательно.1, если и= О, если -Я хъ Я(- )-1, если х с 9( Аналогично определяется и п . Исследуемые сигналы центрируются, приводятся к требуемому масштабу (.-Я, 9) в блоки (согласования) и поступают на первые входы соответствующих блоков 2 компараторов, на вторые входы которых с выходов соответствующих цифроаналоговых преобразователей 3 подаются случайные опорные напряжения. Результаты сравнения и и и с выходов блоков 2 компараторов поступают на входы блоков 6 умножения. Приэтом сигнал и предварительно проходит через блок 5 задержки, выполненного на основе регистра сдвига,где задерживается на в тактов относительно сигнала и . Таким образом,в зависимости от числа в возможноопределить соответствующие точки корреляционной функции К (в АТ ) с шагом Ь; . При данном методе квантования для определения результата квантования используется и цифровой эквивалент опорного уровня - псевдослу 15чайные числаи, которые с выходов генераторов 4 подаются на соот. ветствующие цифроаналоговые преобразователи 3. Согласно алгоритму (1)впервом канале в к-ом такте измерения .Оиспользуется число, которое нав тактов отстает от йастоящего значения. Так как выполнить блок задержкки на а тактов для многоразрядногочисла технически невыгодно, в первом р 5канале коррелометра используется дополнительный генератор 7 чисел, поструктуре одинаковый с генератором4 первого канала, но цикл генерированияр на и30отстает от цикла генератора 4 первого канала,Таким образом, на первый входсумматора 8 первого канала с выходадополнительного генератора 7 поступает число 5 . , а на первый входсумматора 8 второго канала с выходагенератора 4 второго канала - числоВ сумматорах 8 эти числа суммируются с постоянным числом в ,кодкоторого с выхода блока 9 памяти поступает на вторые входы обоих сумматоров 8. С выходов сумматоров 8 кодычисел (-) и ( - в ) поступают1на первые входы соответствующих блоков 10 умножения, где умножаются 45на значения ии и соответственно. Результаты умйожений с выходов блоков 6 и 10 подаются на входысумматора 11, на выходе которогов каждом такте измерения получаемоценку значения одной ординаты корреляционной функции. Эти значенияпоступают в блок 12 накопителя, гденакапливаются и усредняются, Послеокончания всего цикла измеренияв регистрирующем устройстве 12 находятся усредненные оценки дискретныхординат(щ ЬС)корреляционной функции Ксигналов х(с) и у(й). Теоретический анализ принципаработы и расчет методологическойпогрешности коррелометра показывает,что вновь введенные узлы и связипозволяют реализовать новый алгоритмизмерения корреляционной функции.В алгоритме использована информацияо величине конкретной реализациивспомогательного процесса, котораяпозволяет определить корреляционнуюфункцию с меньшими погрешностями,чем в известном устройстве.Формула изобретенияКоррелометр, содержащий блок накопления, два блока согласования,входы которых являются соответственнопервым и вторым входами коррелометра,выход каждого блока согласования соединен с первым входом соответствующего блока компараторов, второй входкоторого подключен через соответствующий цифроаналоговой преобразователь к выходу соответствующего генератора случайных чисел, выход первого блока компаратора через блок задержки соединен с первым входом первого блока умножения, второй входкоторого подключен к выходу второгоблока компараторов, тактирующие входы первого и второго блоков компараторов и блока задержки подключены квыходу тактового генератора, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения точности, в коррелометрвведены третий генератор случайногочисла, блок постоянной памяти, трисумматора, второй и третий блоки умножения, первые входы которых подключены к выходам первого и второгосумматоров соответственно, вторыевходы второго и третьего блоков умножения подключены соотственно к выходам второго блока компараторов иблока задержки, первые входы первогои второгосумматоров соединены с выходом блока постоянной памяти, а вторые входы подключены соответственнок выходам третьего и второго генераторов случайных чисел, выходы блоков умножения подключены к соответствующим входам третьего сумматора,выход которого подключен ко входублока накопления.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРР 538368, кл. С 06 Г 15/336, 1975.2. Авторское свидетельство СССРР 421011, кл. С 06 Г 15/336, 1972881762 каз 9975/74 Тираж 748 Подпис ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5