Коррелятор

(53) 681,3 77/18-28283. В)ол с Р 34В.Н.Белолипецкидена Трудовогоитехнический инева хоров ивский оамени поВ,Куйбыш88.81 орскол, Сское ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ ИСАНИЕ ИЗОБР ОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) 1. Авт е свидетельство СССР9 421995, к 06 Р 15/336, 1972,2. Автор свидетельство СССРпо заявке Р 3306092/18-24,кл. С 06 Р 15/336, 1981 (прототип),(54)(57) КОРРЕЛЯТОР, содержащий первый блок памяти, состоящий из 6 последовательно соединенных ячеек, входпервого блока памяти является первымвходом коррелятора, а выходы и ячеек первого блока памяти соединены спервыми входами соответствующих лблоков умножения, выходы которых,кроме первого блока умножения, соединены с первыми входами соответствующих .К -1 блоков коммутации, вторые входыкоторых подключены к выходам соответствующих-1 блоков вычитания, соответствующие выходы первойгруппы выходов п -1 блоков коммутацииобъединены и соединены с входами соответствующих ъ сумматоров, кромепервого сумматора, вход которого. соединен с выходом первого блока умножения, первые входы и -1 блоковвычитания подключены к выходам соответствующих ь ячеек второго блока .памяти, кроме первой ячейки, входвторого блока памяти является вторымвходом коррелятора, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за чет воэможности определения вэаимнокорреляционной функции процессов,представленных неравноотстоящимн отсчетами, а также определения интервальных корреляционных функций импульсных последовательностей, введены дополнительный блок вычитания,дополнительный блок коммутации, Мсчетчиков и ь блоков деления, прйчемвыход первой ячейки второго блокапамяти соединен с первым входом дополнительного блока вычитания, второй вход которого объединен с вторыми входами остальных л -1 блоков вычитания и является третьим входомкоррелятора, вторые входы и блоковумножения объединены и являются чет- фвертим входом коррелятора, выход первого блока умножения соединен с первым входом дополнительного блокакоммутации, второй вход которогоподключен к выходу дополнительногофф%блока вычитания, третий вход дополнительного блока коммутации объединен с третьими входами остальных )ффф)1-1 блоков коммутации и является пятым входом коррелятора, первый входпервой группы выходов дополнительно- фффффго .блока коммутации объединен. с пер- фвыми выходами первой группы выходовостальных-1 блоков коммутации исоединен с входом первого сумматора,соответствукицие выходы второй группы ,юфввыходов,п блоков коммутации объеди- фиены и соединены с входами соответствующихв счетчиков, выходы которых соединены с первыми входами гпблоков деления, вторые входы которыхподключены к выходам соответствующихсумматоров, выходы счетчиков и блоков,деления являются соответствующимивыходами коррелятора.Изобретение относится к измеренйюхарактеристик случайных процессов и предназначено для определения корреляционной функции текущего стационарного случайного процесса, представленного неравноотстоящими отсчетами, в реальном масштабе времени,Известен автокоррелятор, содержащий блок памяти, вход которогочерез блок записи подключен ко входуустройства, а выходы - к первым входам первого и второго блоков воспроизнедения, вторые входы которых подключены к выходу генератора импульсов, перный выход первого блока воспроизведения соединен с первым входом блока умножения, а нторой выходс третьим нходом второго блока носпроизведения, выход которого последовательно подключен ко второму входублока умножения, входу интегратора ивыходу устройства Г 1 1.Данное устройство предполагаетиспользование регулярного шага дискретизации входного процесса и не .позволяет вычислять корреляционнуюфункцию процессов с нерегулярным шагом. Кроме того, указанный автокоррелятор не позволяет определять корре"ляционную функцию в реальном масштабе времени, а также вычислять оценкиинтервальных корреляционных функцийимпульсных последовательностей.Наиболее близким по техническойсущности к изобретению является цифровой коррелятор, содержащий дваГблока памяти, состоящих из и последо-вательно соединенных ячеек каждый,и блоков умножения, (-1) блоковвычитания, (и -1)блоков коммутации,В сумматоров, Первым входом коррелятора является вход первого блока па Омяти. Выход первой ячейки первогоблока памяти подключен к первым входам блоков умножения, вторые входыкоторых соединены с выходами соответствующих ячеек первого блока памяти,Вход первого сумматора соединен свыходом первого блока умножения, вторым входом коррелятора является входвторого блока памяти, выходы ячееккоторого, кроме первой, подключенык первым входам соответствующих блоков вычитания, вторые входи которыхподключены к выходу первой ячейки,второго блока памяти. Выходы блоковвычитания подключены к первым входамсоответствующих блоков коммутации,вторые входы которых соединены с выходами соответствующих блоков умножения, кроме первого. Выходы блоковкоммутацйи подключены ко входам соогветствующих сумматоров, кроме первого 2,Недостатком прототипа является невозможность вычисления взаимнокорреляционной функции процессов, а такжевычисления авто- и взаимноинтернальных Функций импульсных последовательностей,Цель изобретения - расширение Функциональных возможностей устройстваза счет возможности определения вэаимнокорреляционной функции процессов,представленных неравноотстоящимиотсчетами, а также определения интервальных корреляционных функций импульсных последовательностей.Для достижения цели в коррелятор, содержащий первый блок памяти, состоящий из и последовательно соединенных ячеек, вход первого блока памяти является первым входом коррелятора, а выходы и ячеек первого блока памяти соединены с первыми входами соотнетствующихблоков умножения, входы которых, кроме первого блока умножения, соединены с первыми входами соответствующих и -1 блоков коммутации, вторые входы которых подключены к выходам соответствующих н -1 блоков вычитания, соответствующие ныходы первой группы выходов ь -1 блоков коммутации объединены и соединены с входами соответствующих в сумматоров, кроме первого сумматора, вход которого соединен с выходом перного блока умножения, перные входы ь -1 блокон выитания подключены к выходам соот ветстнующих и ячеек нторого блока памяти, кроме первой ячейки, вход второго блока памяти является вторым входом коррелятора, нвецены дополнительный блок вычитания дополнительный блок коюлутации, ъ с;етчикон и г блоков деления, причем выход пер" вой ячейки второго блока памяти соединен с первым входом дополнительно 4 го блоКа вычитания , второй вход которого объединен с вторыми входами остальных и -1 блоков вычитания и является третьим входом коррелятора, вторые входы и блоков умножения объединены и являются четвертым входом коррелятора, выход первого блока умножения соединен с первым входом дополнительного блока коммутации, второй вход которого подключен к выходу дополнительного блока вычитания, третий вход дополнительного блока коммутации объединен с третьими входами остальных ь -1-блоков коммутации и является пятым входом коррелятора, первый выход первой группы выходов дополнительного блока коммутации объединен с первыми выходами первой группы выходов остальных-1 блоков коммутации и соединен с входом первого сумматора, соответствующие выходы второй группы выходов ь блокоВкоммутации объединены и соединены с входами, соответствующих в счетчиков, выходи которых соединены с первыми входами п блоков деления, вторые входы которых подключены к выходам соответствующих сумматоров выходысчетчиков и блоков деления явля,ссясоответствующими выходами коррелятора.На Фиг,1 представлена структурнаясхема (многофункционального ) коррелятора, на фиг.2 - функциональная схе=ма блока коммутации.Первый вход 1 устройств.= ,фг.1)подключен ко входу первого блока 2памяти, состоящего из ь по=:,.адовательно соединенных ячеек, выходы ко-.торых подключены к первым входам соответствующих блоков 3 умножения,общее число которых равно и . Второйвход устройства 4 подключен ко входувторого блока 5 памяти, состоящегоиз о последовательно соединенных ячеек, выходы которых подключены к первым входам соответствующих блоков бвычитания, начиная с дополнительного, общее число которых равно70Третий вход 7 устройства подключенко вторым входам блоков 8 вы ч.ения.Четвертый вход 8 устройства подключен ко вторым входам блоков 3 умножения, начиная с дополнительког25Выходы блоков 3 умножения и выходыблоков б вычитания, начиная с дополнительного, подключены соответственно к первым и вторьы входаь соответствующих блоков 9 коммутации, начиная с дополнительного, общее числокоторых равно и , Пятый вход 10 устройства подключен и третьим в :;:;г;мблоков 9 калмутациы, начин-:,. ". ополнительного Выходы первой ;уппы ЭРблока 9 коммутации подключен.- - входам соответствующих сумматоро.общее число которь.х равно г . оответствующие выходы второй группыблоков коммутации объединены и подключены ко входы соответствующихсчетчиков 12, обще;: число которыхравно т , выходы которых подключенык первым входам соответствующих блоков 13 деления, общее число которых 45равно ю . Ко вторым входам блоков 13деления подключены выходы соответствующих сумматоров 11,В блоке 9 коммутации первый вход 14 (фиг.2) подключен к информацион- ным входам ключей 15, количество которых равно и, выходы которых являются соответствующими выходами 1 б первой группы блока 9 коммутации.Второй вход 17 блока 9 коммутации подключен ко входу дешифратора 18, выходы которого подключены к первым входам соответствующих элементов И 19, число которых равно п , выходы которых подключены к управляющим входам 60 , соответствующих ключей 15 и являются соответствующими выходами 20 второй 1группы выходов блока 9, Третий вход 21 блока 9 коммутации подключен ко вторым входам элементов И 19. . у коррелятор может работать в сле.".х режимах: вычисление автокорреляцнонной функции входного процесса с регулярной дискретизацией; вычислевэаимнокорреляционной Функции .,одных процессов. с регулярной диск- ретизацией; вычисление автоинтервальной Функции входной иытульсной последовательности, вычисление вэаимноинтервальной функции входных импульсных последовательностей; вычисление автокорреляционной Функции входного процесса, представленного неравноотстоящими отсчетами; вычисление взаимокорреляционной Функции входных про.,ассов, представленных неравноотст ящ.:мн отсчетами.смотрим работу устройства на пр.:.лере шестого режима, как наиболее общего по отношению к остальным режимамПеред началом работы в любом ре- жиме ячейки блоков 5 и 2 памяти счетчика 12, а также сумматоры 11 обнулены. На вход 1 устройства подаются текущие значения первого входного процесса х; , а на вход 4 - соответствующие им текущие значения времени 1;. На вход 8 устройства подаются текущие значения второго входного процесса У, а на вход 7 - соответствующие ии значения временикоУ торые подаются одновременно с синхроимпульсами второго входного процес=а. поступающими на вход 10 устройричем интервалы времени между.авны между собой. На выходах бло-, ков 3 умножения формируются частичные прок;,ведения текущего значения второго процесса на ь текущих значений первого вхоДного процесса. А на выход-х блоков 6 вычитания Формируются разнос;.н между текущим значением времени второго процесса итекущими значениями времени первого входного процесса. Синхроимпульсы второго процесса разрешают прохождение информации через блоки 9 коммутации только вмомент прихода очередной пары Поэтому на выходах блока б вычитания в 1-тый момент времени формируются разности с положительными знаками, т е соблюдается условие 1 (( 1 ++ ф где 1 - время прихода очередной пары текущих значений у.3 1 время прихода последней пары .текущих значений х;, 1;, находящихся в первых ячейках блоков 2 и 5 памяти. Тогда на выходах блокоВ 3 умножЕния формируются частичные произведения ч х У Х. УХ,. 1 . 3 1- .-У "; ,а На выхО- дах блоков б вычитания - соответству ющие чм задержки времени:(1 - 1 ) (- -Е ) (11.не убывает, то Указанные задержки времени не равны между собой.Частичные произведения с выходов блоков 3 умножения подаются на перные входы соответствующих блоков 9 коммутации, на вторые входы которых подаются соответствующие им временные задержки с блоков б вычитания, По синхроимпульсу, поступающему со входа 10 устройстна на третьи входы блоков 9 коммутации, каждый блок коммутации выдает частичное произведение, находящееся на первом входе, на свой определенный выход первойгруппы и далее на определенный сумма 10 тор 11, номер которого соответствует 15коду нременной задержки, находящемусяна втором входе указанного блока 9 коьщутации. Одновременно йа выход с таким же номером второй группы указанного блока 9 коммутации подается сигнал, который поступает далее на вход соответствующего счетчика 12 и изменяет его содержимое на "+1".Таким образом, в каждом из п сумматоров 11 накапливаются частичные произведения между отсчетами двух процессов, а в каждомсчетчике 12 количество таких произведений. Каждому сумматору 11 соответствует свой интервал времени между отсчетами. Блоки 13 деления делят содержимое сумматоров 11 на содержимое счетчиков 12, таким образом осуществляя усреднение результата. После прихода последней пары текущих значений процессов и текущих значений времени на выходах блоков 13 деления находятся искомые ординаты оценки взаимокорреляционной функции процесса, представленного неранноотстоящими отсчетами. 40В ПЯТОМ режиме работы устройства на входы 1 и 8 подаются текущие значения входного процесса, а на входы 4 и 7 - текущие значения времени. На вход 10 подаются синхроимпульсы прихода очередной пары текущих значений процесса и времени, На выходах блоков 13 деления при этом получаем искомые ординаты оценки автокорреляционной Функции входного процесса, представленного неравноотстоящими отсчетами.В четвертом режиме(или третьем ) на входы 1 и 8 устройства ничего не подается, а на входы 4 и 7 подаются текущие значения времени, соответствунщие приходу очередных импульсов входных импульсных последовательностей (или последовательности). На вход 10 устройства подаются синхроимпульсы второй последовательности. При этом на выходах счетчиков 12 получают ординаты корреляционной гистограммы.Во втором режиме (или первом) на .входы 1 и 8 устройства подаются текущие значения процессов (или процесса), а на входы 4 и 7 - текущие значения времени. Причем процессы (или процесс ) дискретизируются через ранные интервалы времени, Синхроимпульсы дискретизации второго процесса подаются на вход 10 устройства. При этом в блоках 13 деления получаемискомые усредненные ординаты оценкинзаимокорреляционной или ( автокорреляционной ) функции.Блоки 9 коммутации работают следУющим образом (фиг,2).На первый вход 14 блока 9 коммутации поступает код, соответствующий частичному произведению с соответствующего блока 3 умножения. Этот код поступает на информационные входы всех ключей 15. Однонременно на второй вход 17 блока 9 коммутации поступает код, соответствующий временной задержке с соответствующего блока б вычитания. Этот дешифрирует-ся дешифратором 18 и появляется сигнал на его определенном выходе. Этот сигнал подается на первый вход соотнетстнующего элемента И 19. С приходом синхросигнала на третий вход 21 блока 9 коммутации и далее на первые входы элементов И 19 срабатывает тот элемент И 19, на первом входе которого присутствует сигнал с дешифратора 18. На выходе этого элемента И 19 формируется сигнал, поступающий на соответствующий выход 20 второй группы блока 9 коммутации и разрешающий прохождение информационного сигнала через соответствующий ключ 15 на соответствующий выход 16 первой группы блока 9 коммутации,В предлагаемом устройстне могут быть использованы элементы цифровой вычислительной техники ЦВТ . Первый и второй блоки 2 и 5 памяти представляют собой наборЫ регистров сдвига, количество регистров в каж" дом из которых равно разрядности соответственно первого и второго входон 1 и 4 устройства. Эти регистры могут быть выполнены на интегральных схемах. Количество сумматоров 11, а также счетчиков 12 и блоков 13 деле" ния в равно требуемому числу ординат корреляционной функции, Разрядность регистров сдвига блоков 2 и 5 памяти зависит в общем случае от корреляционных характеристик входного процесса (максимального интернала корреляции, коэфициента сжатия входного процесса ), и =Ф . Блоки 3 умножения, блоки б вычитания, блоки 13 деления, сумматоры 11, счетчики 12, дешифраторы 18, элементы И 19 и ключи 15 янляются узлами ЦВТ и могут быть выполнены на интегральных схемах;1042030НИИПИ 3 акаэ 7130/краж 706 Подписное Филиал ППП фПатент", г Ужгород,ул,Проектная