Устройство для определения взаимной корреляционной функции

(54) УСТРОЙСТВВЗАИМНОЙ КОРЦИИ ЛЕНИЯ ФУНКДЛЯ ОПРЕДЛЯЦИОННО На фиг. 1 показана устройства для определ реляционной функции; н ная схема синхрониза структурная схема нака структурная схема ения взаимной кора фиг, 2 - структур- тора; на фиг, 3 - ливаю его с ммаа 8 ав вв (1) и 28,п мой 3 ый 35 торой ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОГКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР Изобретение относится к измерительной и вычислительной технике и может быть использовано для измерения аргумента и значения функции взаимной корреляции (ВКФ) между двумя случайными процессами, подвергнутыми разным временным искажениям,Цель изобретения - повь шение быстродействия.Алгоритм работы устройства следующий,. Если обозначить частные коррелограммы как а 1, а 2, ., ав сдвига, то результирующие значения ВКФ следующие.А 1=а 1+ а 2+ аз+ а 4 а 5+а б+ ат+ а 8 А 2=а 1+ а 2+ аз+ а 4+ а 5+ аб+а 7+АЗ=а 1+ а 2+ аз+ а 4а 5+ аб+ а 7+А 4=а 1+ а 2+ аз+ а 4+ а 5+ аб+ а 7+А 5=а 1+ а 2+ аз+ а 4+ а 5+ аб+ а 7+ а 8 Аб=а 1+ а 2+ аз+ а 4+ а 5+ аб+ а 7+ ав А 7=а 1+ а 2+ аз+ а 4+ а 5+ аб+ а 7+ Яв А 8=а 1+ а 2+ аз+ а 4+ а 5+ вб+ а 7+ вв, где - означает число сдвигов. 2(57) Изобретение относится к измерительной и вычислительной технике и может быть использовано для измерения аргумента и значения функции взаимной корреляции между двумя случайными процессами, подвергнутыми разным временным искажениям. Цель изобретения - повышение быстродействия, Устройство содержит аналогоцифровые преобразователи, коррелятор, генератор тактовых импульсов, счетчик, синхронизатор, коммутатор, сумматоры, блоки задержки, накапливающие сумматоры. 3 ил. щ у тора.Устройство содержит первый 1 и второй2 аналого-цифровые преобразователя . (АЦП), коррелятор 3, генератор тактовых импульсов 4, счетчик 5, коммутатор 6, синхро- а низатор 7, первый 8, второй 9, третий 10, ( ) четвертый 11, пятый 12, шестой 13 и седьмой 14 блоки задержки, первый 15, второй 16, третий 17, четвертый 18, пятый 19, шестой 20 и седьмой 21 сумматоры и накапливающие сумматоры 22,Синхронизатор 7 (фиг. 2) содержит счетчик 23, дешифратор 24, первый 25, второй 26, третий 27, четверты ятый 29, шестой 30, седьмой 31, вось 2, девятый 33, десятый 34, одиннадцат элементы задержки, первый 36 и в 37 элементы ИЛИ.Накапливающий сумматор 22 (фиг. 3) содержит первый 38 и второй 39 элементы И, первый 40 и второй 4.1 элементы ИЛИ, сумматор 42, регистр 43, триггер 44 и элемент задержки 45. Устройство работает следующим образом. Сигнал Х(т) поступает на вход АЦП 1 и в момент поступления импульсов с тактового выхода генератора тактовых импульсов 4 преобразуется в М-разрядный двоичный код, который поступает на первый информационный вход коррелятора 3, На.второй информационный вход .коррелятора 3 , подаются отсчеты входного сигнала т(т) от АЦП 2, который формирует коды отсчетов по импульсам, поступающим с выхода генератора тактовых импульсов 4. Коррелятор 3 определяет элементарные произведения х/(т)=у(т+1 Л ) и суммирует очередное элементарное произведение с уже накопленными результатами с выбранным фактором усреднения й. На выходе коррелятора 3 взаимнокорреляционная функция, названная частной коррелограммой,представлена п отсчетами. Время анализа одной частной коррелограммы выбирается из соотношения( Т.ЧТ в где 1 в - верхняя частота входных сигналов, чг- скорость изменения задержки.В этом случае. величина фактора усреднения й находится из следующего выражения; Хмах , 1 3 Т ф;-ХГ 7:где чт мах - максимально ожидаемая скорость изменения. задержки.Полученная частная коррелограмма с выхода коррелятора 3 поступает на входы семи блоков задержки и на первые входй накапливающих сумматоров 22, Как следует из алгоритма (1) функционирования устройства; первая частная коррелограмма участвует в вычислениях всех возможных взаимных корреляционных функций.На выходах блоков задержки получаются задержанные отсчеты корреляционной функции. Эти отсчеты корреляционной функции в соответствии.с алгоритмом (1) суммируются в сумматорах 15-21 и полученные результаты суммирования поступают на вторые входы накапливающих сумматоров 22, Незадержанные отсчеты корреляцион. ной функции же поступают на первые входы накапливающих сумматоров 22. Тактовые импульсы на выходе генератора тактовых импульсов 4 формируются через интервалы времени, необходимые для вычисления одйой частной коррелограммы; На счетный вход счетчика 6 и на синхровход синхронизатора 7 поступают импульсы с выхода генератора тактовыхимпульсов 4. Емкость счетчика 5 равна ко 5 личеству частных коррелограмм (в рассматриваемом случае она равна восьми); Сигналпереполнения счетчика 5 соответствует моменту начала выдачи очередных частныхкоррелограмм, и по этому импульсу произ 10 водится установление синхронизатора 7 в.исходное состояние и подготовка накаплива-.ющих сумматоров. В накапливающих сумматорах 22 по этому импульсу, поступающемуна синхровход, производится занесение ре 15 зультатов с выходов соответствующего сумматора 15-21, Этим сразу обеспечивается .суммирование задержанных частных коррелограмм. Незадержанные частные коррелограммы поступают на первые входы20 накапливающих сумматоров 22 и их суммирование управляется синхроимпульсами свыхода синхронизатора 7, синхроимпульсыс выходов которого поступают также на блоки задержки 8-14 для сдвига задержанных25 в них частных коррелограмм,. Весь исходный массив входных частныхкоррелограмм разбит на группы по две частныекоррелограммы в каждой. Результирующиекоррелограммы с выходов накапливающих30 сумматоров 22 через коммутатор 6 поступаютна выход устройства. В дальнейшем работаустройства аналогична.Рассмотрим работу элементов устройства.35. Синхронизатор 7 (фиг. 2) работает следующим образом.При поступлении импульса на вход происходит обнуление счетчика 23, на синхровход которого поступают импульсы. По этим40 импульсам увеличивается состояние счетчика 23 и на выходе дешифратора 24 образуется пбследовательность импульсов,которые проходят через элементы ИЛИ 36,37 при необходимости и, задержавшись в45 элементах задержки 25-35, поступают навыходы синхронизатора. В элементах задержки импульсы задерживаются на времясрабатывания элементов.Накапливающий сумматор 22 (фиг. 3)50 работает следующим образом,При поступлении импульса на второйсинхровход триггер 44 устанавливается вединичное состояние, а регистр 43 обнуляется. Этот импульс, задержавшись в эле 55 менте задержки 45, проходит через элементИЛИ 41 на синхровход регистра 43 и записывает в него код, поступающий на второйвход сумматора 22, так как при единичномсостоянии триггера 44 открыт элемент И 39.Импульс с выхода элемента задержки 45устанавливает триггер 44 в нулевое состояние. Установление триггера 44 в нулевое состояние приводит к открыванию элемента вертого, шестого и восьмого накапливающих сумматоров, третий выход синхронизатора соединен с тактовыми входами третьего и седьмого накапливающих сумматоров, тактовый вход пятого накапливающего сумматора соединен с четвертым выходом синхронизатора, тактовый вход и пятый выход которого соединены соответственно с вторым выходом генератора тактовых импульсов и тактовым входом первого блока задержки, выход которого соединен с первыми входами первого, третьего, пятого и седьмого сумматоров, шестой выход синхронизатора соединен с тактовым входом второго блока задержки, первый выход которого соединен с первыми входами второго и шестого сумматоров, второй выход второго блока задержки соединен с вторыми входами третьего и седьмого сумматоров, седьмой выход синхронизатора соединен с тактовым входом третьего блока задержки, первый выход которого соединен с вторыми входами второго и шестого сумматоров, второй выход третьего блока задержки соединен с третьими входами первого и пятого сумматоров, третий выход третьего блока задержки соединен с третьими входами третьего и седьмого сумматоров, восьмой выход синхронизатора соединен с тактовым входом четвертога блока задержки, первый выход которого соединен с четвертым входом первого сумматора и первым входом четвертого сумматора, второй выход четвертого блока задержки соединен с третьим входом второго сумматора и четвертым входом пятого сумматора, третий выход четвертого блока задержки соединен с четвертым входом третьего сумматора и третьим входом шестого сумматора, четвертый выход четвертого блока задержки соединен с четвертым входом седьмого сумматора, девятый выход синхронизатора соединен с тактовым входом пятого блока задержки, первый выход которого соединен с вторым входом четвертого сумматора, второй выход пятого блока задержки соединен с пятым входом первого сумматора, с четвертым входом второго сумматора, третий выход пятого блока задержки соединен с пятым входом пятого сумматора ичетвертым входом шестого сумматора, четвертый выход пятого блока задержки соединен с пятым входом третьего сумматора, пятый выход пятого блока задержки соединен с пятым входом пятого сумматора, десятый выход синхронизатора соединен с тактовым входом шестого блока задержки, первый и второй выходы которого соединены соответственно с третьим входом четвертого сумматора и шестым входом первого сумИ 38, в результате чего цифровые отсчеты с первого выхода сумматора 22 проходят через открытый элемент И 38 и поступают на сумматор 42, в котором суммируются с кодом регистра 43, и результат суммирования по импульсу, поступающему на первый синхровход накапливающего сумматора, записывается в регистр 43, В дальнейшем работа накапливающего сумматора энало 10 гична. Накапливающий сумматор 221 реалиотсутствуют триггер, элементы И, элементы ИЛИ и элемент задержки,Формула изобретения Устройство для определения взаимной корреляционной функции, содержащее два аналого-цифровых преобразователя, коррелятор, генератор тактовых импульсов, счетчик, синхронизатор, семь блоков задержки, семь сумматоров и коммутатор, причем информационные входы первого и второго 20 25 аналого-цифровых преобразователей являются соответствующими информационными входами устройства, выходы первого и второго аналого-цифровых преобразователей соединены с соответствующими входами коррелятора, синхровход которого 30 соединен с синхровходами первого и втОрого аналого-цифровых преобразователей и с первым выходом генератора тактовых Импульсов,второй выход которого соединен с счетным входом счетчика, выход переполнения которого соединен с входом запуска синхронизатора, выход и управляющий 40 вход, коммутатора явля ются соответственно выходом и входом разрешения считывания результатов устройства, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него дополнительно введены во-. семь накапливающих сумматоров, выходы которых соединены с информационными входами коммутатора, а синхровходы соединены с выходом переполнения счетчика, выход коррелятора соединен с информацион ными входами с первого по седьмой блоков 50 задержки и с первыми информационными входами с первого по восьмой накапливающих сумматоров, вторые информационные входы со второго по восьмой накапливаю 55 щих сумматоров соединены соответственно с выходами с первого по седьмой сумматоров, тактовый вход первого накапливающего сумматора соединен с первым выходом синхронизатора, второй выход которого соединен с тактовыми входами второго, четзуется по такой же схеме только в связи с тем, что там отсутствует суммирование за держанных корреляционных функций, в немматора, третий выход шестого блока задержки соединен с пятым входом второго сумматора и шестым входом пятого сумматора, четвертый и пятый выходы шестого блока задержки соединены соответственно с пятым входом шестого сумматора и шестым входом пятого сумматора, шестой выход шестого сумматора соединен с шестым входом шестого сумматора, одиннадцатый в - ход синхронизатора соединен с тактовым входом седьмого блока задержки, первый выход которого соединен с четвертым входом четвертого сумматора, второй выход седьмого блока задержки соединен с седьмым входом первого сумматора и шестым 5 входом второго сумматора, третий выходседьмого блока задержки соединен с шестым входом седьмого сумматора и седьмым входом пятого сумматора,четвертый выход седьмого блока задержки соединен с седь мым входом третьего сумматора..Каменск.я Техред М,Моргентал Корректор Э.Лончакова едак роиэводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 аказ 1279 ВНИИПИ Гос Тираж Подписноетвенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5