Цифровой коррелометр

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯк двтоеском свидетельств Союз Советских Социалистических Республик(61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 13, 11 Л 8 (21) 2683254/18-24с присоединением заявки Мо -(51)М К 3 С 06 Р 15/31 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(54) ЦИФРОВОЙ КОРРЕЛОИЕТР Изобретение относится к специали-, зированным средствам цифровой вычислительной техники, предназначенной для анализа случайных процессов.Известен цифровой знаковый коррелометр, содержащий блок согласования, компаратор, генератор случайных равновероятных сигналов, гене- щ ратор импульсов опроса, триггеры, элементы И, счетчик импульсов, временной селектор, делитель частоты и замыкающую кнопку с самовозвратом, а также делитель-коммутатор 1). К, недостаткам коррелометра можно отнести большой объем оборудования. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является цировой коррелометр, состоящий из бло ка согласования, блока индикации, блока управления, первый выход которого подключен к входам первого и второго блоков оперативной памяти, к управлякщим входам блока умноже" 25 ния и интегратора, а второй выход соединен с управляющим входом бЛока буфернойпамяти, информационные входы которого являются входами корре,лометра, а первый и. второй выходы 3 подключены соответственно к информационным входам первого и второгоблоков оперативной памяти, выходыкоторых соединены соответственно спервым и вторым входами блока умножения, выход которого подключен квходу интегратора, и третий выходблока буферной памяти соединен с первым входом коммутатора режима работ,второй вход которого соединен с первым выходом генератора тактовых импульсов, а выход подключен к входублока управления, первый вход которого подключен к входу счетчика, выход которого соединен с третьим входом коммутатора, четвертый вход которого подключен к выходу делителячастоты, вход которого соединен свторым выходом генератора тактовыхимпульсов (2,Однако с помощью этого коррелометра можно измерять лишь одну корреляционную Функцию исходного процесса из совокупности знаковых корреляционных функций, которые можнопоставить в соответствие случайномупроцессу.Целью изобретения является расширение Функциональных воэможностейустройства путем одновременного вычисления совокупности знаковых корреляционных Функций.Достигается это тем, что в цифровой коррелометр, содержащий блок согласования, вход которого является входом устройства, а выход соединен с входом делителя частоты, выходы которого соединены соответственно с информационными входами блока оперативной памяти, выход которого подключен к первому входу блока умножения, генератор тактовых импульсов, первый вход которого подключен к входу блока пуска и останова, первый вход которого через замыкающую кнопку с самовозвратом соединен с шиной 15 нулевого потенциала, первый выход генератора тактовых импульсов соединен с первым входом блока управления и с вторым входом блока умножения, выход которого подключен к пер вому входу счетчика, выход которого соединен с индикатором, второй вход генератора тактовых импульсов подключен к первому выходу коммутатора, введены блок элементов И, одновибратор, переключатель, элемент блокировки, блок оперативнои памяти,первый вход которого соединен с выходом переключателя, второй вход - с вторым выходом коммутатора, а выходы подключены к соответствующим управляющим входам блока оперативной памяти, первый выход блока управления соединен с вторым входом блока пуска и останова, первый и второй выходы которого соответственно подключены к входу одновибратора, а также к второму входу счетчика и к второму входу блока управления, третий вход которого подключен к выходу одновибратора, второй и третий вы ходы блока управления соединены соответственно с первым и вторым входами блока элементов И, третий и четвертый входы которого подключены соответственно к второму выходу генератора тактовых импульсов и к третье+ му выходу коммутатора, выход блока элементов И соединен с адресным входом блока оперативной памяти.На фиг. 1 приведена Функциональ.- ная схема цифрового коррелометрау на Фиг. 2 - временные диаграммы работы коррелометра.Коррелометр включает в себя блок 1 управления, блок 2 оперативной памятк, блок 3 умножения, коммутатор 4 (режима работы), генератор 5 тактовых импульсов, счетчик 6 (импуль, сов) делитель 7 частоты, блок сог ласования 8, одновибратор 9, блок 10 пуска и останова, блок элементов 60 И 11, элемент 12 блокировки оперативного запоминающего устройства, переключатель 13 (режимов анализа) ,индикатор 14, выполненный в виде табло и замыкающую кнопку пуска 15 с самовозвратом. Блок 1 управлениясодержит две цифровые линии задержки 16 и 17, а в состав блока 2 оперативной памяти входят и оперативныхзапоминающих элементов 18Сущность изобретения состоит втом, что необходимо измерять корреляционные функции и импульсных случайных процессов У,(Ф), У (Е), причемпроцесс У(с) получен из У(с) путемделения последнего по частоте враз.Импульсный случайный процесс У 1(С)получен из исходного процесса х(с)после аналого-цифрового знакового .преобразования, когда положительнымзначениям процесса соответствует "1"а отрицательным "0".Функция корреляции В(с")процессаУ,(с) связана с вероятностями Рк числа У. пересечения нулевого уровня наинтервале (со, с+с):с2 В (ь) =Е Рк=Огде Ро - вероятность того, что наинтервале (с с ) небыло ни одного пересечениянулевого уровня,а Р ,чтосостоялось четное число пересечений.Можно показать, что, измеряя корреляционные Функции Ь;(7) удается определить распределение нулей процессас тем большей точностью, чем большепараметр 1 , т.е, чем больше измеряется корреляционных функций.Коррелометр работает следующимобразом. Коммутатор 4 режима работы,имеющий два положения "запись""анализ", ставится в положение "запись", После нажатия кнопки 15 "пуск"запускается генератор 5 тактовых импульсов через блок 10 пуска и останова.В блоке 1 управления с помощьюцифровой линии задержки 17 начинается Формирование последовательносменяющихся двоичных комбинаций адресов, которые поступают параллельно на адресные входы всех и оперативных запоминающих элементов 18 блока 2 оперативной памяти.С помощью блока согласования 8 исследуемый случайный;процесс Х(с), подвергается знаковому преобразованию, Делитель частоты 7 осуществляет деление по частоте поступающего на вход импульсного случайного процесса У(с) враей=1,2,3 и, Диаграммы напряжений на выходе делителя частоты 7 изображены на Фиг.2. Импульсные случайные процессы У(с) поступают одновременно на информационные входы соответствующего оперативного запоминающего элемента в составе блока 2 оперативной памяти, После эа олнения линии задержки 17 блока 10 пуска и останова вырабаты 765810,вается импульс, прекращающий работу генератора 5 тактовых импульсов и приводящий схему формирования адре-, сов в исходное положение, На этом ,процесс записи информации в блоке 2 оперативной памяти заканчивается.Коммутатор 4 режима рабаты переводится в положение "анализ",После нажатия кнопки "Пуск" 15 запускается генератор 5 .тактовых импульсов, частота которого при этом увеличивается для ускорения процесса анализа. Одновременно с помощью элемента 12 блокировки оперативные запоминающие устройства переводятся в режим считывания. Ранее заблокированный блок элементов И 11 начи нает попеременно подключать дважды за период тактовой частоты выходы линии задержки 16 и 17 блока управления на адресные входы оперативных запоминающих устройств. 20Одновременно с нажатием кнопки "Пуск" 15 срабатывает одновибратор .9, который, спустя время меньшее периода Т тактовой частоты генератора 5, записывает логическую единицу в ,одну из ячеек линии задержки 17, Номер ячейки "К" зависит от положения переключателя 19 в блоке управления 1. Тем самым осуществляется временной сдвиг ч между моментами отсчета исследуемого случайного процесса, Этот сдвиг является аргумеитом искомых функций корреляции В; Л). Величина сдвигаможет меняться по логарифмическому закону 4.-а"2"Т,К=0,1, 2,п/2.Тактовые импульсы от генератора 5 начинают продвигаться по линиям задержки 16 и 17 не параллельно, а с некоторым сдвигом с . За время Между двумя соседними продвигающимися импульсами адресные входы опе ративных запоминающих устройств успевают скоммутироваться с помощью блока 11 поочередно на выходы 16 и 17.В режиме "анализ" осуществляется , 45 поочередное снятие Функций корреляции В (т )(1=12,п). При этом с помощью переключателя 13 режимов анализа в режим считывания ставится соответствующий-ый оперативный запоминающий элемент 18. В соответствии с двоичной комбинацией адреса на адресных входах этого элемента наего выходе появляется информация(О или 1), записанная ранее по этому адресу. При смене адреса на выходе элемента 18 появляется йнформация, записанная по новому адресу,соответствующему временному сдвигуна ф . В блоке 3 умножения совершается стробирование информационных,импульсов и логическое перемножениедвоичной информации. С выхода блока3 умножения результат поступает ввиде двоичных импульсов на счетчик6, где происходит накопление и подсчет единиц. После каждого отсчета результата перемножения в блоке 3 происходит стирание записанной ранее информации с тем, чтобы подготовить его к приходу новой информации в следующем такте работы генератора 5 тактовых импульсов.Показания счетчика 6 отображаются на индикаторе 14 в виде общего количества накопленных в счетчике 6 единиц информации. Для нормирования корреляционной Функции В,(7) необходимо показания счетчика 6 при заданном временном сдвиге Т поделить на показания счетчика при Т =О. Для получения значения Функции корреляции В Л) при другом значении с,х2 Т, переключатель "Л" в блоке управ, ления 1 устанавливается в соответствующее К-ое положение и нажатиемкнопки "Пуск" 15 производится повторный анализ.Для снятия другой корреляционной Функции В (Т)(1),переключатель 13 режимов анализа переводится в соответствующее -ое положение и нажатием кнопки "Пуск" осуществляются измерения уже описанным образом.Технико-экономические преимущества предлагаемого коррелометра заключаются в том, что он позволяет осуществлять измерения совокупности в знаковых корреляционных Функций, с помощью которых сравнительно просто получается оценка интегральной Фукции распределения интервалов между соседними нулями случайного процесса.Цифровой коррелометр выполнен полностью на интегральных схемах, отличается простотой, компактностью, высокой надежностью. Цифровой коррелометр содержащий 5 лок согласования, вход которого явЛяется входом устройства, а выход соединен со входом делителя частоты, выходы которого соединены соответственно с информационными входами блока оперативной памяти, выход которого подключен к первому входу блока умножения, генератор тактовых импуль- сов, первый вход которого подключен к первому выходу блока пуска и останова, первый вход которого через ключ соединен с шиной нулевого потенциала, первый выход генератора тактовых импульсов соединен с первым входом блока управления и с вторым входом блока умножения, выход которого подключен к первому входу счетчика, выход которого соединен с индикатором, второй вход генератора тактовых импульсов подключен к первому выходу коммутатора, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностейза счет одновременного вычисления соивокупности знаковых корреляционныхФункций, в коррелометр введены блокэлементов И, одновибратор, переключатель, элемент блокировки блокаоперативной памяти, первый вход которого соединен с выходом переключателя, второй вход - с вторым выходом коммутатора, а выходы подключены к соответствующим управляющимвходам блока оперативной памяти, первый выход блока управления соединенс вторым входом блока пуска и останова, первый и второй выход которого соответственно подключены к входу одновибратора, а также к второму 15входу счетчика и к второму выходублока управления, третий вход которо го подключен к выходу одновибратора,.второй и третий выходы блока управления соединены соответственно спервым и вторым Входами блока элементов И, третий и четвертый входы которого подключены соответственно квторому выходу генератора тактовыхимпульсов и к третьему выходу коммутатора, выход блока элементов И соединен с адресным входом блока оперативной памяти. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9 304583, кл. 6 06 Г 15/34 1970,2Авторское свидетельство СССРР 603998, кл. 0 06 Е 15/34 1975,.г Заказ Подписноесударственного комитета СССРлам изобретений и открытийосква ЖРа окая наб. д. 4 5ПП Патент , г. Ужгород, ул. Проектная Тираж НИИПИ Го по де 13035 М