Цифровой коррелометр

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ о 903893(51)М. Кл. с присоединением заявки Рй 606 Г )5/336 Государствеииый квинтет(23) Приоритет во целан изобретений и открытийОпубликовано 07,02.82. Бюллетень5 Дата опубликования описания 09 02. 82(Ф ЦИФРОВО 1 КОРРЕЛОИЕТР Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники и может быть использовано для построения многоканальных коррелометров случайных стационарных эргодических сигналов с произвольными законами распределения.Известен многоканальный коррелометр типа "значение-знак", содержащий аналого-цифровой преобразователь дешифратор, блок сравнения и сумматбр. Недостатком такого коррелометра является относительно низкая точность измерений при малой разрядности аналого-цифрового преобразоватеНаиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является коррелометр содержащий генератор вспомогательного сигнала, компаратор, регистр сдвига, сумматоры, аналого-цифровой преобразователь 12 1. Недостатком известного коррелометра является невысокая точность измерений при малой разрядности выходного кода аналого-цифрового преобразователя. Повышение точности преобразо" вания "аналог-код" связано со значительным усложнением аналого-цифрового преобразователя и,снижением быстродействия коррелометра.Цель изобретения - повышение точ" тоности, т.е. уменьшение статистической погрешности при том же времени измерения.Поставленная цель достигается тем,что в цифровой коррелометр, содержа" т 5щий аналого-цифровой преобразователь вход которого является первым входом коррелометра, первый генератор вспомогательного сигнала,:регистр сдвига, первый компаратор, перый вход кото" рого является вторым входом коррело метра, второй вход подключен к выходу первого генератора вспомогательного сигнала, а выход - к входу ре 3 90389гистра сдвига, дешифратор, первыйвход которого подключен к первому информационному выходу аналого-цифрового преобразователя, сумматоры, генератор таковых импульсов, выходкоторого соединен с управляющими входами аналого-цифрового преобразователя, регистра сдвига и сумматоров,первые знаковые входы сумматоров подключены к знаковому выходу аналого ецифрового преобразователя, вторые знаковые входы - к соответствующим выходам регистра сдвига,. а информационные входы - к выходу дешифратора, рведены дополнительный сумматор, 1 З второй генератор вспомогательного сигнала и второй компаратор, первый вход которого соединен с первым входом коррелометра, второй вход - с выходом второго генератора вспомога- щ тельного сигнала, третий. вход - со вторым информационным выходом аналого-цифрового преобразователя, а выход второго компаратора подключен ко второму входу дешифратора, тре тий вход которого через дополнительный сумматор подключен к первому информационному выходу аналого-цифрового преобразователя.На Фиг. 1 изображена структурная щ схема коррелометра; на фиг. 3 - временная диаграмма работы устройства,Коррелометр содержит аналого-цифровой преобразователь 1, первый 2 и второй 3 генераторы вспомогательного сигналов, первый 4 и второй 5 компараторы, регистр б сдвига, сумматоры 7, генератор 8 тактовых импульсов, дешифратор 9 и дополнительныйсумматор 10.40Первый вход коррелометра подключен к информационному входу аналогоцифрового преобразователя 1 и первомувходу второго компаратора 5. Второйвход устройства соединен с первым45входом первого компаратора 4, второйвход которого подключен к выходупервого генератора 2 вспомогательного сигнала, а выход - к информационному входу регистра б сдвига. Второй ф вход второго компаратора 5 соединен с выходом второго генератора 3 вспомогательного сигнала, третий вход со вторым информационндм выходом ана лого-циФрового преобразователя 1, а ф выход - со вторым входом дешифратора 9, первый вход которого подключен к первому информационному выходу3 4 аналого-цифрового преобразователя непосредственно, а третий вход - через дополнительный сумматор 10, Информационные входы сумматоров 7 соединены с выходом дешифратора 9, первые знаковые входы со знаковым выходом аналого-цифрового преобразователя вторые знаковые входы - с соответствующими выходами регистра 6 сдвига а управляющие входы подключены к выходу генератора 8 тактовых импульсов и управляющим входам регистра 6 сдвига и аналого-цифрового преобразователяУстройство работает следующим образом.Входной случайный центрированный сигнал у(т;) сравнивается в первом компараторе 4 с выходной величиной пер-вого генератора 2 вспомогательного сигнала (С). Сигнал (й) равномерно распределен на интервале -А,Л 1.выхода компаратора 4 на регистр 6 сдвига поступает знаковая Функция 1, если у - С 7 0 0, если у - д," 8 регистре 6 сдвига информация на один разряд импульсами с частотой следования , приходящих на управляющий вход регистра 6 сдвига с выхода генератора 8 тактовых импульсов. На вторые знаковые входы сумматоров 7 с соответствующих выходов регистра б сдвига поступают О+к - значения сигнала С 1(с) в моменты времени 1= (1+К) К, где 1=0, 1 - (М) -номер цик" ла вычисления, К=0,1(1-1) - номер выхода регистра 6 сдвига, Е - количество определяемых ординат оценки корреляционной функции. В моменты времени 1=1/3 на первом и втором информационных выходах аналого-цифрового преобразователя 1 формируются соответственно коды И, и В, где В- шаг квантования уровня входного сигнала, И - такое целое число, при котором выполняется неравенство В 1 Я 1 х;1 В(п+1), на знаковом выходе Формируется знаковая функция1, если х 7 0 ЬО, еслих,;0 В дополнительном сумматоре 10 к значению И 1 прибавляется единица. Второй генератор 3 вспомогательного сигнала формирует сигнал д (С) равномерно распределенный на интервале5 90389 (ОВ) и статистически независимый от сигналов х(1),уИ) и д(й), напримео пилообразное напряжение (Фиг. 2). Сигнал д 1 с) поступает на второй вход второго компаратора 5, в кото ром Формируется переменная1, если х-д -В О"У, И 1с.=О, если х- -В, 0На первый второй й третий входы дешифратора 9 поступают соответственно сигналы в, си ,й +1). 8 дешифраторе 9 формируется код(И+с;), который поступает на информационный вход сумматоров 7. ЕслибыК =Ь, то соот ветствующий сумматор 7 работает в режиме сложения и значение(И+ С) при ба вляет ся к содержимому это го сумматора, в противном случае код(н 4+С) вычитывается из содержимого суммато ра. За М циклов вычисления в сумматорах 6 сформируются суммыгде- знак сложения по модулю 2.Для получения к -ой ординаты оценки взаимной корреляционной функции сигналоэ х(1) и у (1) достаточно зна- зо чение Я умножит ь на коэффициент пропорциональности35Введение несложных элементов (дополнительный сумматор, второй генератор вспомогательного сигнала и второй компаратор) и новых соединений 40выгодно отличает предлагаемый коррелометр от известного, так как значительно повышает точность измеренияпри одинаковом времени анализа и одинаковой частоте импульсов генератора 45тактовых импульсов. Оценка взаимнойкорреляционной функции, определяемая при помощи известного коррелометра, является смещенной и состоит из двух слагаемых, первое из которых равно . аналоговой оценке взаимной корреляционной функции, а второе слагаемое определяется операцией квантования сигнала х(й) по уровню, в предлагае, мом коррелометре второе слагаемое при увеличении И стремится к нулю, так как в пределах каждого шага кван" тования производится сравнение ана 3 6лизируемого сигнала х(1) со вторымвспомогательным сигналом дй), тоесть в предлагаемом коррелометреопределяется несмещенная оценка вза"имной корреляционной Функции.формула изобретенияЦифровой коррелометр, содержащийаналого-цифровой перобразователь,вход которого является первым входомкоррелометра, первый генератор вспомогательного сигнала, регистр сдвига,первый компаратор, первый вход которого является вторым входом коррелометра, второй вход подключен к выходу первого генератора вспомогательного сигнала, а выход - к входу регистра сдвига, дешифратор, первыйвход которого подключен к первомуинформационному выходу аналого-цифрового преобразователя, сумматоры,генератор тактовых импульсов, выходкоторого соединен с управляющимивходами аналого-циФрового преобразователя,регистра сдвига и сумматоров,первые знаковые входы сумматоровподключены к знаковому выходу аналого-цифрового преобразователя, вторыезнаковые входы - к соответствующим выходам регистра сдвига,а информационные входы - к выходу дешифратора,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения точности измерения,в коррелометр введены дополнитель"ный сумматор, второй генератор вспомогательного сигнала и второй компаратор, первый вход которого соединенс первым входом коррелометра, второйвход - с выходом второго генераторавспомогательного сигнала, третийвход - со вторым информационным выходом аналого-цифрового преобразователя, выход второго компаратора подключен к второму входу дешифратора,третий вход которого, через дополни-,тельный сумматор подключен к первомуинформационному выходу аналого-цифро"вого преобразователя.Источники информации,принятые во внимание при экспертизеАвторское свидетельство СССРй й 22010, кл 806 Р, 1/336, 19712. Мирский Г. 8. Лп таратурное оп;ределение характеристик случайныхпроцессов. М., "Энергия". 1972,с. 190-200 (прототип ).903893 кИРгф В. Жовинабинец Составительтор 8. Иванова Техрев А. Б125/32Тираж 7318 НИИПИ Государственного кпо делам изобретений11 О 5 Москва Ж- Ра шо Зак в йроектна 3 3 лБд Филиал ППП "Патент",г, Ужгомитета СССи открытийскдя наб.род, ул. П КооЕетоо О. БилакПодписное