Устройство для определения знаковой корреляционной функции

(51)5 0 06 Р 15/336 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(54) УСТРОИСТЧО ДЛЯ ОПРЕЦЕЛЕНИЯ ЗНАКОВОЙ КОРРЕЛЯЦИОННОЙ ФУНКЦИИ(57) Изобретение относится к вычислительной технике. Цель изобретения -повьцбение быстродействия. Устройствосодержит два детектора 1, 2 знака,формирователи 3,4 импульсов, блок прерывания 10, преобразователи 13, 14 2время - код, блок 15 синхронизации, коммутатор 8. Предусмотрены аппаратные и программа,1 е средства обнаружения случаев недостаточной разрядности двоичного слова для вычисления знаковой корреляционной функции и коррекции результатов вычисления, которые проводятся с использованием информации о знаке сигнала, представленного в виде последовательности двоичных чисел, значение каждого из которых равно количеству интервалов дискретизации, на протяжении которых знак сигнала не меняется. 2 з,п. ф-лы, 5 ил.ва.Па фиг.1 представлена структурнаясхема предложенного устройства; нафиг.2 - алгоритм вычисления знаковойкорреляционной функции; на фиг3 вфункциональная схема первого и второгоформирователей импульсон; на фиг.схема преобразователя время - код; 55 Изобретение относится к специализиронанным средстнам вычислительной техники и предназначено для оперативного определения знаковой корреляцион 5 ной функции текущего стационарного случайного процесса.В иэнестпом устройстве информация о случайном сигнале, записываемая в память данных ЭВМ, имеет большую избыточность. Каждое записываемое слово содержит не только необходимую ин .- формацию, о длительности положительного или отрицательного периода случайного сигнала, но и информацию о 15 времени, прошедшем с начала периода измерения до момента смены полярности сигнала. Это является причиной необходимости большого объема памятидля записи входных данных и низкого 20быстродействия, обуславливаемого большой разрядностью обрабатываемых слов.Цель изобретения - повышение бы-стродействия,В устройстве информация о знаке 25исследуемого сигнала представляетсяв виде последовательности двоичныхчисел, значение каждого из которыхравно количеству интервалов дискретизации, на протяжении которых знак сиг нала не меняется. Применение указанного способа записи информации о знакесигнала приводит к значительному сокращению объема памяти данных, необходимой в дальнейшем для записи вЭВМ входной информации, а также к повышению быстродействия устройства эасчет уМеньшения разрядности обрабатываемых слов и реализации более быстрого алгоритма вычисления знаковой 40корреляционной функции,Применение, преобразователей время - ),од обеспечивает учет тех ситуаций, когда разрядности двоичного слова недостаточно для записи данных о 45продолжительности интервала времени,на протяжении которого знак сигналане меняется. При вычислении знаковойкорреляционной функции обеспечивается обнаружение каждого случая недостаточной разрядности двоичного слона фиг, 5 - функциональная схема коммутатора.Устройство (Фиг.1) содержит первый и второй детекторы 1,2 знака,первый 3 и второй 4 формирователиимпульсов, выход 5 признака сменызнака первого сигнала, выход 6 кодадлительности, выход 7 признака смены знака второго сигнала, коммутатор8, выходы 9, 1 О сигнала предельной,длительности, вход 11 задания номеравходного сигнала, вход 12 разрешениясчитывания кода длительности входного сигнала, преобразователи 13, 14время - код, блок 15 синхронизации,информационные входы 16. Формирователи 3,4 импульсов содержат (данг.3)одновибраторы 17,18, элемент НЕ 19,элемент И 20, элемент СПИ 21, КЯ-триггер22, входы 23, 24, выход 25.Преобразователь время - код(фиг-,4) кода длительности 13 (14)содержит входы 26, 27, выходы 28,29,счетчик 30, элемент И 31, элементИЛИ 32,Коммутатор 8 (фиг,5) содержитадресный вход 33, дешифраторы 34, 35и 36, элементы И 37 38 и 39, шиныеформирователи 40,41,Знаковая корреляционная функцияЧ(КаТ) определяется в результате обработки последовательностей двоичныхчисел, отображающих информацию о полярности сигналов, поступающих навходы коррелятора. Коррелятор преду-.сматривает работу совместно с ЭВМтаким образом, чтоККЩ)- 2:,в 1 рлх(пЬс)фХ з 18 п У(п 6 С-КИ), (1)где а- интервал дискретизации;Кас - интервал сдвига;Х,У - сигналы на входах коррелятора;Н - общее число выбора за периодизмерения Т.Интервал дискретизации исследуемыхсигналов ЬС зависит от их спектра итребуемой точности представления. Вбольшинстве случаев интервал дискре"тизации исследуемых сигналов значительно меньше времени, в течение которого полярность сигнала не меняется,Информация о знаке сигнала можетбыть представлена битовой последовательностью 0000 111 000 11111100000011.8067 6ц ц ь чз , иа 1ного си г цал а и з О н 1 цпи и зв "Оц на выходе с о т н ет с т д уюше гформирователя 3 цлц 4 ныр а ." а т ьп, а е г с и 5импульс который поступая нд вход пперрывация ЭВМ, инициирует пер .од ее цатребуемую подпрограмму. В резульзате выполнения подпрограммы прерывания ЭВМ через коммутатор 8 счцтьнаеткод длительности, вырабатываемый одним из преобразователей 13 цли 14.После считывания кода дпитепьцости блок 15 синхронизации на второмили третьем выходе вырабатывает сигнал, который, по:тупая ца вход сброса соответствующего преобразователя13 или 14, устацанли ает его в исходце состояние.В случае, если количество интер валов дискретизации. цл протяжениикоторых знак сигнала це меняется,тренышает коэФФцциецт пересчета преобразователя 13 пли 14, ца выходесо: нетстгующего преобра овл геля 13 5 цп 14 вырабатывается сигнал, свидетельствующий о дстижсции предельной длительности, Эт, г спгцазз поэтуная ца вход прерывания ЭВМ, инициирует запись в соптнсп стнуяЧув ячейку 3 О памяти ЭВМ кода, рагпого М, гдеМ - коэФФ 1 пцент псресчета преобразоватеяя 13 ппи 14, 11;и последующемвычислении знаковой кррел: ц. оццойФункции обрабатываемые длиные сраннцнаются с кодом М- . Если слово данныхравно М, то призводится коррекциярезультата вычисления, Сравнение обрабатываемых данных с кодом Мможет быть реализовано программным или 4 п аппаратным способом. 1. Устройство для определениязнаковой корреляционной функции, содержащее дна детектора знака, днаформирователя импульсов, первый преобразователь время - код, блок синхронизации, коммутатор, причем входы 5 О первого и второго детекторов знакаявляются соответствующими иформационными входами устройства, выходыпервого и второго детекторон знакасоединены соответственно с информа циоцными входами первого и второгоФормирователей импульсов, выходы которых являются соответственно первым и вторым выходами сигнала изменения знака устройства, информацион 5 162В приведенной последовательностикаждый бит отображает значепе знакасигнала в соответствующий интервалдискретизации,Приведенная битовая последовательность беэ потери информации может бытьпредставлена в виде: 4,5,3,7,6,2. Т.е.каждое число соответствует количеству интервалов дискретизации, в течение которых знак сигнала на меняется.Предполагают, что нахождение знаковойкорреляционной функции осуществляется .в результате обработки данных, предст,явленных в указанном виде.Коррелятор работает следующим образом.Процесс вычисления корреляционнойфункции можно разделить на дна этапа;запись данных об исследуемых сигналах;обработка записанных данных, т.е,вычисление знаковой корреляционнойфункции. При этом возможна реализацследующих режимов работы: запись данных о полярности исследуемых сигцапонв -й период измерения с одионремецной обработкой даццыхр записанных и(д)-й период измерения (конвейерный режим); запись и обработка данныхв д-й период измерения.Работа знакового коррелятора н конвейерном режиме.В начале каждого периода измеренияна выходе коммутатора 8 вырабатывается сигнал, который, поступая на входыначальной установки Формирователей 34преобразователей 13, 14, устананлинает их в исходное состояние.В исходном состоянии на разрядныхвыходах преобразователей 13,14 устанавливается код, равный нулю. С разрядных выходов преобразонателей 3,14 двоичный код поступает на информационные входы коммутатора. Исследуемые аналоговые электрические сигналыи поступают на входы первого и второго детекторов 1,2 знака, которыемогут быть выполнены на основе последовательно соединенных усилителяи триггера Шмидта,Детектор 1 (2) знака преобразуетвходной сигнал в цифровую форму. На1 цего входе вырабатывается сигнал Оесли входной сигнал положительный, исигнал "1", если входной сигнал отрицательный. Двоичный сигнал с выходовдетекторов 1,2 знака поступает на выходы соответствующих формироватепед 3 ч, Прн переходе значения входФормула изобретенияиый выход первого преобразователявремя - код соединен с первым информационным входом коммутатора, выход признака коммутации которого сое 5динен с входами начальной установкипервого и второго блоков формирования импульсов и первого преобразователя время - код, тактовый вход которого соединен с первым выходом блокасинхронизации, адресный вход коммутатора является входом задания номеа входиого сигнала устройства, инфорцйонный выход коммутатора являетсявыходом кода длительности входногосигнала устройства, стробирующий входкоммутатора является входом разрешения считывания кода длительности устройства, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения быстродействия,в него введен второй преобразователь время - код, причем информационные выходы сигнала предельной длительности первого и второгопреобразователей время - код являются соответственно выходами предельнойдлительности первого и второго сигналов устройства, тактовые входы первого и второго преобразователей время - код соединены с первым выходом 30блока синхронизации, второй и третийвыходы которого соединены с входамисброса соответственно первого и второго преобразователей время - код,первый и второй входы останова блокасинхронизации соединены соответственно с выходами признака Сигнала первого выхода и признака сигнала второго выхода коммутатора, второй информа-ъционный вход которого соединен с ин - 40формационным выходом. второго преобразователя время - код, вход начальнойустановки которого соединен с выходомпризнака коммутации коммутатора,2Устройство по и. 11 о т л и 45ч а ю щ е е с я тем, что преобразователь время - код содержит счетчик,элемент И и элемент ИЛИ, причем счетиый вход счетчика является тактоВымвходом преобразователя, первый и второй входы элемента ИЛИ являются соответственно входом начальной установки и входом сброса преобразователя,выход элемента ИЛИ соединен с входомустановки в 0 счетчика, разрядныевыходы которого соединены с соответствующими входами элемента Ии образуютинформационный выход преобразователя,выход элемента И соединен, с третьимвходом элемента ИЛИ и является выходом сигнала предельной длительностипреобразователя. 3. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что коммутатор содержит три дешифратора, три элемента И и два шинных формирователя, причем вход первого дешифратора соединен с входами второго и третьего дешифраторов и является адресным входом коммутатора, выходы первого, второго и третьего дешифраторов соединены с первыми входами соответствующих элементов И, второй вход первого элемента И соединен с вторыми входами второго и третьего элементов Ии является стро-бирующим входом коммутатора, выход первого элемента И является выходом признака коммутации коммутатора, выход второго элемента И соединен с управляющим входом первого шинного формирователя и является выходом гризнака сигнала первого входа коммутатора, информационные входы первого и второго шинных формирователей являются соответственно первым и вторым информационными входами коммутатора, вы" ходы первого и второго шинных формирователей через монтажное ИЛИ подклю" чены к информационному выходу коммутатора, выход третьего элемента И соединен с управляющим входом второгошинного формирователя и является выходом признака сигнала второго входа коммутатора.1628067Фиг. ЮСоставитель И. Орлов Редактор Ч. Келемеш Техред Л.Олийнык Корректор М, КучеряваяЗаказ 342 Тираж 402 Подписное ВНИИПИ 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