Коррелометр

8016441 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОП 6 фЫТНЯПРИ ГКНТ СССР Е НА 4683077/2424.04;8923.04.91. Бвп 21) 22)(57) Изобретение оттельной и измерителможет быть использоления корреляционноиз суммы случайныхняюиейся в процессекой, Цель изобретениности. Коррелометр с осится к вычислиной технике и 5 В.К.Маслов инкевич и(088,8)ское свид кл. С Об ано Функц оцесс Автор6453,торск799,е ое свидеткл. С Об я - по одержи Г 72) (53) (56)15 А ) 78 СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН етельство СССР Р 15/336, 1988 льство СССР15/336, 1979.(51)5 С 06 Р 15/33 опредеод ногос измея эадержышение точ- группу1644159 33 элементов ИСКЛРЧАИЩЕЕ ИЛИ, сумматоры 34, 35, регистры 36-38, вычитатель 39, аналого-циФровые преобразователи 1, 2, регистр 3 сдвига,блоки 4 умножения, группы 5-23 элементов И, блоки 6 усреднения, элемент Изобретение относится к вычислительной и измерительной технике иможет быть использовано для опреде 15ления корреляционной Функции одногоиз суммы случайных процессов с изменяющейся в процессе измерения задержкой,Цель изобретения - повышение точности измерения корреляционной Фун 20кции.На Фиг.1 показана Функциональнаясхема предлагаемого коррелометра; наФиг.2 - частные и результирующиекоррелограммы (ЧК и РК), Формируемыев коррелометре,Коррелометр содержит аналого-циФ- ровой (н-разрядный) преобразова-,30 тель (АЦИ) 1, АЦП (р-разрядный) 2, регистр 3 сдвига (г 1-разрядный), груп"пу блоков 4 умножения (шр-разрядных), группу 5 элементов И,группу блоков 6 усреднения, группу элементов И 7, многовходовый элемент ИЛИ 8, дешиФратор 9, генераторы 10, 11 тактовых импульсов, Формир оват ели 12-14 импульсов, счетчики 15 - 17, блоки 18, 19 памяти, триг-. 40 гер 20, элемент И 21, блок 22 памяти, группу 23 элементов И, элементы И 24-28, трехвходовый элемент И 29, триггеры 30-32, группу 33 элементов ИСИПОЧАР)РЕЕ ИЛИ, сумматоры 34, 35, 45 регистры 36-38, вычитатель 39. Коррелометр работает следующим образом. В исходном состоянии все счетчики, триггеры, регистры 36 и 37, 50 блок 19 памяти и блоки 6 усреднения обнулены. Сигнал А поступает на вход АЦП 1 и в момент прихода на еготактовый вход импульса генератора 10 преобразуется в и-разрядный двоичный)5 код. Код поступает на входы ш-разрядного регистра 3 сдвига, выполняющего роль циФровой линии задержки, Длина регистра 3 определяется треИЛИ 8, дешиФратор 9, генераторы 10, 11 тактовых импульсов, Формирователи 12-14 импульсов, счетчики 15-17, блоки 18, 19, 22 памяти, триггеры 20, 30-32, элементы И 21, 24-29, группу элементов И 7. 2 ил.буемой задержкой ьас и количестве и ЧК: ма ксд+ 2 пС появлением каждого нового импульса на первом выходе генератора 10 отсчеты входного сигнала А продвигаются вправо по регистру 3. Задержанные на различные интервалы времени отсчеты сигнала А поступают на блоки 4 умножения. На вторые входы блоков 4 умножения поступают отсчеты сигнала В с выходов АЦП 2. Коды произведений синхронно с тактовыми импульсами, вырабатываемыми на втором выходе генератора 10,передаются через группу 5 элементов И в блоки 6 усреднения. Импульсы на втором выходе генератора 10 задержаны относительно импульсов на его первом выходе на время Формирования произведений в блоках 4 умножения.Накопление произведений н блоках 6 усреденения продолжается в течение времени Т = М с."1По истечении времени Тв блоках 6 усреднения сФормирована дна ЧК, Во время ее накопления импульсы генератора 11 поступают на вход Формирователя 13, благодаря чему по каждому импульсу генератора 11 Формируется последовательность из двух неперекрывающихся импульсов на выходах собственно генератора 11 и Формирователя 13. Импульсы с выхода последнего поступают на последовательно соединенные счетчики 15 и 16, Сигнал переполнения счетчика 16 через открытый элемент И 24 проходит на счетный вход триггера 20. Его входы установки и обнуления свободны, так как элементы. И 25 и 26 заперты сигналом с прямого выхода обнуленного триггера 31. Частоты генераторов 10 и 11 подобраны так, что за время изменения состояния триггера 20 в "1" и снова в "0", т.е. заны, "0" с прямого выхода триггера 20поступает на объединенные входы группы 33 элементов ИСКЛИЧАЯЩЕЕ ИГП 1, ко" торые выполняют функцию управляемыхповторителей-инверторов, Благодаряэтому указанные элементы повторяютна своих вьпсодах входные сигналы ипрямой код разрядньос выходов счетчика 17, т.е. код 0 поступает навходы старших адресных разрядовблока памяти 22, выполненного в видепостоянного запоминающего устройства. При этом на выходах блока 22 памяти сохраняется код 0 независимо отсбтояния счетчика 16, разрядныевыходы которого соединены с входамимладших адресных разрядов блока 22,Код с разрядных выходов счетчика 15складывается на 1-разрядном сумматоре 35 с нулем, поступившим с выходаблока 22 через группу 23 элементовИ, открытых благодаря присутствию логической "1" на инверсном выходетриггера 30В результате код с разрядньвс выходов счетчика 15 поступает на адресные входы блока 18 памяти.К моменту поступления очередного импульса генератора 11 блрки 18 и 19 памяти находятся в состоянии считывания, Поскольку счетчик 15 обнулен,на адресные входы блока 18 памятипоступает код нуля, На выходе блока 18 памяти формируется код нулевой35ординаты нулевой ЧК, На выходе блока19 памяти присутствует код О, так как в исходном состоянии он бып обнулен. Значение нулевой ординаты проходит на выход сумматора 34 и по спадуимпульса генератора 11, прошедшегочерез элемент И 27 на тактовый входрегистра 38 (хранения), записываетсяв последний. После этого по импульсу формирователя 13, прошедщему черезэлемент И 29 на вход записи блока19 памяти, происходит запись нулевойординаты нулевой ЧК в блок 19 памяти. По спаду этого импульса содержимое счетчика 15 увеличивается на 1,Следующий импульс генератора 11 снова возбуждает последовательностьиз двух неперекрывавщихся импульсовна выходах собственно генератора 11и формирователя 13, Благодаря этомупервая ордината нулевой ЧК также записывается в блок 19 памяти. Через1 импульсов на выходе генератора 11все ординаты нулевой ЧК будут записаны в блок 19 памяти. 5 1644159 6 время двукратного заполнения счетчика 16, в блоках 6 усреднения происходит накопление одной ЧК с фактором усреднения П. Спад сигнала напрямом выходе триггера 20, свидетель5ствующий об окончании накопления ЦК.возбущает импульс на выходе формирователя 14, который поступает навходы установки триггеров 30 и 32 ипереводит их в "1". Элемент И 28 открывается, и импульсы генератора 11проходят на вход записи блока 18 памяти. Предполагается, что блоки 18и 19 памяти постоянно работают в режиме считывания, за исключением моментов, когда на их входы записи поступают импульсы. Коды на адресныхвходах блока 18 памяти равны кодамна разрядных выходах счетчика 15, таккак группа 23 элементов И закрытасигналом логического "0" с инверсного выхода триггера 30, Разрядные выходы счетчика 15, емкость которогоравна 1, соединены с входами дешифратора 9, благодаря чему элементыИ 7, последовательно открываются ипроисходит последовательное считывание ординат ЧК, накопленных в блоках 6, через элементы И 7 и ИЛИ 8.За 1 импульсов генератора 11 происходит запись всех ординат ЧК в блок18 памяти, который содержит 1 ячеек.При этом нулевая ордината записывается по адресу О, первая - по адресу 1 последняя - по адресу 1-1.Процесс записи завершается при переполнении счетчика 15, когда его импульс переполнения возвращает триггер 30 в 0 и элемент И 28 закрыва О ется, По спаду сигнала на прямом выходе триггера 30 формирователь 12 генерирует импульс сброса блоков 6 усреднения и счетчика 16, после чегоначинает накапливаться следующая ЧК. 45 Одновременно начинается процедурапереписи в блок 19 памяти нулевойЧК, запись которой в блок 18 к этомумоменту завершена.В каждом цикле работы коррелометра (цикл - это период накопления одной ЧК в блоках 6 усреднения) ЧК записывается в блок 19 памяти столькораз, сколько моделей изменения задержки, положительных и отрицательных,реализуется в коррелометре. Происходит это так. По окончании записинулевой ЧК в блок 18 памяти счетчики 15-17, а также триггер 20 обнуле 1644159При переполнении счетчика 16 им пульс переполнения через элементИ 24, открытый благодаря присутствиюлогической "1" на инверсном выходетриггера 31, поступает на счетныйвход триггера 20 и устанавливаетего в "1". После этого начинаетсязапись нулевой ЧК в блок 19 памятиеще и раз, что необходимо для фор"мирования и РК отрицательных моделей,Сигнал переполнения счетчика 16устанавливает триггер 20 в "1", иначинается формирование промежуточных коррелограмм для отрицательныхмоделей, По окончании этой процедурысчетчик 16 снова переполняется иобнуляет триггер 20, на чем заканчивается второй цикл работы коррелометра.Следующие циклы его работы в первом режиме протекают аналогичным образом. Количество циклов определяется счетчиком 17 и равно п =В/И,1.Емкость счетчика 17 равна а. В ре зультате в блоке 19 памяти накопленыи РК, каждая из которых соответствует одной из и положительных моделейизменения задержки между входнымисиг нал ами.Переполнение счетчика 17 переводит триггер 31 в "1". Потенциал логического "0" с его инверсного выхода закрывает элементы И 24 и 29,что блокирует поступление импульсов35на счетный вход триггера 20 и запрещает режим записи в блок 19 памяти.Начинается второй режим работы - вычитание РК отрицательных моделеи из 40РК положительных. Из блока 19 памятисчитывается нулевая ордината нулевойположительной модели. Импульс генератора 11 проходит через элемент И 25и подтверждает нулевое состояние 45триггера .20, По спаду этого импульса происходит запись указанной ординаты в регистр 36. Импульс формирователя 13 проходит через элемент И 26и устанавливает триггер 20 в "1". При50этом из блока 19 памяти считываетсянулевая ордината нулевой отрицательной модели, которая на вычитателе 39вычитается из содержимого регистра36, По спаду импульса на выходе элемента И 26 разность записывается55в регистр 37, Аналогично вычитаютсяследующие ординаты, и т.д, Таким образом, на выходе регистра 37 последовательно формируются разности одноименных ординат одноименных положительных и отрицательных моделей, Полученный результат представляет собой коррелограмму процесса у, очищеннув от следа процесса х.Формула изобретенияКоррелометр, содержащий два аналого-цифровых преобразователя, регистр сдвига, группу блоков умножения,три группы элементов И, группу блоков усреднения, многовходовый элемент ЮИ, денифратор, два генератора тактовых импульсов, три формирователя импульсов, три счетчика, три блока памяти, первый элемент И и первый триггер, причем информационные входы первого и второго аналого-циФровых преобразователей являются соответствующими информационными входами коррелометра, выход первого аналогоцифрового преобразователя соединен с информационным входом регистра сдвига, разрядные выходы которого подключены к первым входам соответствующих блоков умножения группы,/вторые входы которых объединены и подключены к выходу второго аналого-цифрового преобразователя, вход запуска которого соединен с входом запуска первого аналого-цифрового преобразователя, синхровходом регистра сдвига и первым выходом первого генератора тактовых импульсов, второй выход которого подключен к первым входам элементов И первой группы, вторые входы которых соединены с выходами соответствующих блоков умножения группы, выходы элементов И первой группы подключены к информационным входам соответствующих блоков усреднения группы, входы обнуления которых подключены к выходу первого формирователя импульсов, а выходы соединены с первыми входами соответствующих элементов И второй группы, вторые входы которых подключены к соответствующим выходам денифратора, а выходы соединены с входами многовкодового элемента ИЛИ, выход которого подключен к информационному входу первого блока памяти, вход денифратора соединен с информационным выходом первого счетчика, разрядные вьходы второго счетчика подключены к младним разрядам адресного входа первогоблока памяти, выходы которого соединени с первыми входами элементов И третьей группы, прямой выход первого триггера соединен спервым .вхо 5 дом первого элемента И, выход которого подключен к счетному входу третьего счетчика, о т л и ч а ю ш и йс я тем, что, с целью повышения точности, в него дополнительно введены пять элементов И, трехвходовый элемент И, второй, третий и четвертый триггеры, группа элементов ИСКЛЮЧАЮ 11 ЕЕ ИЛИ, два сумматора, три регистра и вычитатель, причем выход второго генератора тактовых импульсов через второй формирователь импульсов соединен со счетным входом первого счетчика, выход переполнения которого подключен к входу установки в "О" второго триггера и счетному входу второго счетчика, выход переполнениякоторого соединен с первым входом второго элемента И, выход которого подключен к счетному входу первого 25 триггера, а второй вход соединен с первым входом трехвходового элемента И и инверсным выходом третьего триггера, прямой выход которого подключен к первим входам .третьего и четвертого элементов И, а счетный вход соединен с выходом переполнения третьего счетчика, разрядные выходы которого подключены к первым входам соответствующих элементов ИСКЛЮЧАЮ 11 ЕЕ ИЛИ группы, выходы которых соединены с соответствуюшими старшими разрядами адресного входа первого блока памяти, выход третьего элемента И подключен к тактовому входу первого регистра 40 и входу обнуления первого триггера, вход установки в "1" которого соединен с тактовым входом второго регистра и выходом четвертого элемента И, второй вход которого подключен к 45 выходу второго формирователя импульсов и второму входу трехвходового элемента И, выход которого соединен с входом разрешения записи второго блока памяти, выход которого подключен к входу вычитаемого вычитателя, выход которого соединен с информационным входом второго регистра, выход которого является выходом коррелометра, вход уменьшаемого вичитателя соединен с выходом первого регистра, информационный вход которого подключен к выходу второго блока памятии первому входу первого сумматора,второй вход которого соединен с выходом третьего блока памяти, а выходсоединен с информационным входом третьего регистра, выход которого под-,ключен к информационному входу второгоблока памяти, младшие разряды адресного входа которого подключены к соответствующим разрядным выходам первого счетчика и первому входу второго сумматора, выход которого соединенс адресным входом третьего блока памяти, а второй вход второго сумматораподключен к выходам соответс вуюшихэлементов И третьей группы, вторыевходы которых соединены с третьим входом трехвходового элемента И, инверсным выходом второго триггера и первым входом пятого элемента И, выходкоторого подключен к тактовому входу .третьего регистра, второй вход пятого элемента И соединен с вторым входом третьего элемента И, выходом второго генератора тактовых импульсов ипервым входом шестого элемента И, выход которого подключен к входу разрешения записи третьего блока памяти,а второй вход соединен с прямым выходом второго триггера и через первый формирователь импульсов - с входом обнуления второго счетчика, разрядные выходи которого подключенык средним разрядам адресного входавторого блока памяти, прямой выходпервого триггера соединен со старшим разрядом адресного входа второго блока памяти, вторыми входамиэлементов ИСКЛНЧАЮ 11 ЕЕ ИЛИ группы ичерез третий формирователь импульсов - с входами установки в "1" второго и четвертого триггеров, а прямой выход четвертого триггера подключен к второму входу первого элемента И.1644159 Составитель В.ОрловТехред Л,Сердюкова КорректорТ.Палий Редактор Г,Бельская Заказ 1462 тираж 414 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5. Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101