Многоканальное устройство для вычисления модульной функции

ОЮЗ СОВЕТСКИХОЦИАЛИСТИЧЕСКИХСПУБЛИК 19) (11) А З(51) С 06 Р 15/ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ Н АВТОРСКОМУ ЕТЕЛЬСТВУ с У 35 и С;М. Ище ий институт о 122 В т в вь- ю- дов ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(54)(57) МНОГОКАНАЛЬНОЕ УСТРОЙС ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ МОДУЛЬНОЙ ФУНКЦИИ содержащее многокаскадный регис сдвига, информационный вход пер го каскаца которого подключен к ходу аналого-цифрового преобраз вателя, управляющие входы каска многокаскадного регистра сдвига объединены и подключены к перво выходу синхронизатора, второй выход которого соединен с управ ляющим входом аналого-цифрового преобразователя, информационный вход которого является входом у тройства, и = каналов, каждый из которых содержит элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первые входы этих элементов всех каналов объединены и подключены к выходу аналого-цифрового преобразователя, а вторые входы подключены к выходам каскадов многокаскадного регистра сдвига, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения класса решаемых задач, в каждый канал введены счетчик и КЯ-триггер, причем К-вход триггера каждого канала объединен с входом сброса счетчика своего канала и подключен к третьему выходу синхронизатора, Я-вход триггера каждого канала подключен к выходу счетчика своего канала, тактовый вход которого подключен к выходу элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ своего канала, разрядные выходы счетчиков и единичные выходы КЯ-триггеров всех каналов являются информационным выходом устройства, а нулевые выходы КЗ-триггеров всех канас лов являются выходом периода входного сигнала устройстваИзобретение относится к вычислительной технике, предназначено для . статистического анализа случайных процессов путем вычисления модульной функции и может быть использовано в качестве приемника шумоподобных сигналов с модулированным периодом.Известны многоканальные устройства для анализа случайных процессов 1 О путем вычисления корреляционных функций, содержащие генераторы кодовых последовательностей, умножающие устройства, интеграторы, логические схемы, формирователи и накопители, 15 используемые в качестве приемников шумоподобных сигналов Г 1.Недостатками этого устройства являются сложность алгоритма вычисления статистической оценки, а также 20 ограниченные функциональные возмджности при приеме шумоподобных сигналов. Указанные недостатки обусловлены тем, что устройство позволяет вычислять в каждом канале статистическую оценку типа взаимокорреляционной функции только для шумоподобного сигнала с постоянным известнымпериодом.30Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому являетсяустройство, содержащее многокаскадный регистр сдвига, синхронизатор,первый выход которого соединен спервым входом преобразования аналог-код, второй вход которого являе ся входом устройства, а выход соединен с входом первого каскадамногокаскадного регистра сдвига,сдвиговые входы каждого каскада40которого подключены к второму выхо"ду синхронизатора, в каждом каналенакопитель и элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕИЛИ, первый вход которого соединенс выходом преобразователя аналогкод, вторые входы всех элементовИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ подключены к выходу соответствующего каскада многокаскадного регистра сдвига, а выходы элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ подключены к соответствующим входамнакопителей 21.Недостатками известного устройства являются сложность и ограниченные функциональные возможности,55так как для возведения в квадратразностей, получаемых в каждом канале, требуются формирователь последовательности нечетных чисел, клапан переноса и параллельный накопительный сумматор. Использование известного устройства в качестве приемника шумоподобных сигналов с модулированным периодом требует большого количества каналов (порядка 256-512), поэтому сложность реализации каждого канала имеет существенное значение. Кроме того, устройство не позволяет динамически обнаруживать период модулированного шумопоцобного сигнала, Наличие накопителя в виде параллельного сумматора дополнительно ограничивает быстродействие устройства.Целью изобретения является упрощение устройства и расширение класса решаемых задач за счет решения задачи приема шумоподобных сигналов с модулированным периодом,Указанная цель достигается тем, что в многоканальное устройство для вычисления модульной функции, содержащее многокаскадный регистр сдвига, информационный вход первого каскада которого подключен к выходу аналого-цифрового преобразователя, управляющие входы каскадов многокаскадного регистра сдвига объеди-. нены и подключены к первому выходу синхронизатора, второй выход которого соединен с управляющим входом аналого-цифрового преобразователя, информационный вход которого является входом устройства, и и, каналов, каждый из которых содержит элемент. ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первые входы этих элементов всех каналов объединены и подключены к выходу аналогоцифрового преобразователя, а вторые входы подключены к выходам каскадов многокаскадного регистра сдвига, в каждый канал введены счетчик и КЯ-триггер, причем К-вход триггера каждого канала объединен с входом сброса счетчика своего канала и подключен к третьему выходу синхронизатора, 8-вход триггера каждого канала подключен к выходу счетчика своего канала, тактовый вход которого подключен к выходу элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ своего канала, разрядные. выходы счетчиков и единичные выходы КБ-триггеров всех каналов являются информационным выходом устройства, а нулевые выходы КБ-триггеров всех каналов являются55 выходом периода входного сигнала устройства.На Фиг. 1 приведена схема предлагаемого устройства 1 на фиг. 2 - временная развертка М-сигнала типа 1110100(а), график соответствующей ему структурной Функции (б); график соответствующей модульной Функции (в); на фиг. 3 - временная диаграмма работы устройства в ка" честве вычислителя модульной функции; на Фиг. 4 - временная диаграмма состояний пороговых выходов устройства, характеризующая работу устройства в качестве приемника И-сигналов с модулированным периодом.Устройство содержит аналогоцифровой преобразователь 1, много- каскадный регистр 2 сдвига, синхронизатор 3, о каналов и в каждом канале - элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 4, счетчик 5, КБ-триггер 6.Алгоритм работы предлагаемого устройства заключается в том, что в каждом канале осуществляется сложение по модулю абсолютных разностей текущих и задержанных во времени дискретизованных и квантованных значений входного сигнала х(г) согласно выраженияС = гез (;. /х- - х /) тпой Р,1 1 ф 3где р - модуль пересчета, реализующий пороговую функцию. При этом вычисленные значения модульной функции могут быть сняты с разрядных выходов счетчика и единичного выхода триггера в каждом канале, а ди.намическое обнаружение впадины модульной Функции производится путем анализа состояния нулевого выхода триггера в каждом канале. Устройство работает следующим образом.Вычисление значений модульной . функции и сравнение их с пороговым значением Р, задаваемым коэффициентом пересчета счетчика 5 в каждом канале, осуществляется за период измерения, состоящий из е циклов. В начале каждого периода измерения на соответствующем выходе синхронизатора 3 Формируется короткий импульс (фиг, За ), по фронту нарастания которого происходит начальная установка счетчиков 5 и триггеров 6 всех каналов в нулевое состояние,5 1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 В начале каждого цикла измерения на первом выходе синхронизатора 3 формируется короткий импульс (фиг. 3 с), по фронту спада которого происходит запуск аналого-цифрового преобразователг. 1. Одновременно с этим на другом выходе синхронизатора 3 вырабатывается последовательность импульсов (фиг. 3 Ь ), которая действует на всем протяжении цикла измерения, тактируя сдвиги в многохаскадном регистре 2, а также работу элементов ИСКЛЮЧаЮЩЕЕ ИЛИ Ь (связь на схеме не показана).В процессе измерения синхронно с тактовыми импульсами с выхода аналого-цифрового преобразователя 1 на первые входы элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 4 всех каналов и информационный вход первого каскада много- каскадного регистра 2 сдвига поступает унитарный код (фиг. 3 г ) отсчета случайного процесса. При этом в каждом канале на выходе элемента ИСКЛ 10 ЧАЮЩЕЕ ИЛИ 4 получается число импульсов (фиг. Зд ), равное абсолютной разности между текущим и выдвигаемым из х-го каскада много- каскадного регистра 2 сдвига унитарным кодом (фиг. 3 е ), представляющим значение входного случайного процесса задержанного натактов.По каждому импульсу, поступающему на вход счетчика 5, в нем происходит суммирование ранее накопленной суммы модульных разностей с текущим значением модульной разности и свертка полученной суммы по модулю Р. Если величина суммы модульных разностей в счетчике 5 каждого из каналов достигает порогового значения Р, соответствующий счетчик 5 сбрасывается в нулевое состояние, а на его первом выходе, подключенном к 8-входу соответствующего триггера, формируется короткий импульс, который устанавливает триггер 6 в единичное состояние. Таким образом динамически в процессе накопления кодов модульной функции происходит изменение состояний триггеров б во всех каналах. При этом на интервале ъ цикловна пороговых выходах устройстванаблюдается такое состояние, чтона одном единичном выходе триггера6 каждого канала формируется сигнал, 1115062соответствующий логической единице,а на всех остальных выходах - сигналы, соответствующие логическомунулю. Номер .-го порогового выходаустройства -го канала, ФЬрмируюцего сигнал "1", соответствует периоду принимаемого М-сигнала. С помощью триггеров 6 происходит инвертирование модульной функции, чтообеспечивает формирование статисти ес кой оценки, соответствующей пороговой автокорреляционной функциишумоподобного сигнала,Таким образом, предложенное устройство реализует функцию, эквивалентную корреляционному и структурному вычислителям, однако является более простым, так как не содержит сложных схем умножения, параллельных накопительных суммато" 20ров и мультиплексоров, используемых в качестве клапанов, Кроме того, использование нулевых выходов триггеров в каждом из каналов обеспечивает возможность работь устройства в качестве приемника Г 1-сигналов с модулированным периодом. Отсутствие в предлагаемом уст" ройстве по сравнению с известным параллельного накопительного сумматора также увеличивает быстродействие устройства, которое ограничивается только тактовой частотой работы модульных счетчиков,Таим образом, предложенное решение существенно упрощает устройство для вычисления статистической оценки, эквивалентной структурной функции, а применение счетчика с Р-коэффициентом пересчета, выход которого подключен к входу триггера, позволяет расширить функциональные возможности предлагаемого устройства за счет динамического развертывания пороговой функции на нулевых выходах триггеров.11115062 Составитель А. Иванова1Редактор А. Шишкина Техред М,Надь Корректор ня одписное филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Заказ 6772/36 Тираж 698 ВНИИПИ Государственного коми по делам изобретений и о 113035, Москва, Ж, Раушская