Аналого-цифровой коррелятор
АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ КОРРЕЛЯТОР , содержащий сумматор и первый блок вычитания, первые входы которых объединены и явл5потся входом исследуемогр сигнала коррелятора, вторые вхсщы также объединены и являются входом опорного напряжения коррелятора, распределитель импульсов, первый выход которого соединен с управляющим входом первой ячейки памяти и входом ре гулируемого блока задержки, выход которого подключен , к управляющему входу второй ячейки йамяти, выход первой ячейки памяти соединен с информационным входом преобразователя напряжения во временной интервал, второй выход распределителя импульсов соединен с управляющим вхо- . дом первого ключа, выход которого подключен к информационному входу реверсивного счетчика, о тличающий - с я тем, что, с целью повышения точности , он содержит блок умножения, триггеры, второй блок вычитания, второй ключ, элемент И, одновибратор и дифференцирующую Цепочку, выход которой соединен с первым входом первого триггера, второй вход которого соединен с выходом второго триггера, а выход подключен к управляющему входу реверсивного счетчика , вход дифференцирующей цепочки объединен с управляющим входом второго ключа и соединен с выходом третьего триггера, вход которого является входом исследуемого сигнала коррелятора, первьй и второй Информационные входы второго ключа соединены соответственно с ъъгх.ор.амк сумматора и первого блока йычитаяня , а выход подключен к информационным входам первой и второй ячеек памя- Tia, выход второй ячейки памяти соединен с первым входом второго блока вьгчитания , второй вход которого является входом опорного сигнала коррелятора, а Bbccota второго блока вычитания соедсшен с пер-. вым входом блока умножения, выход кото рого соединен с первым информациощатм входом первого ключа, второй информационный вход которого яввляется входом тактовой частоты коррелятора, управляющий вход второго триггера о единен с управляющим входом прео лзователя напряжения во временной интервал и соединен с выходом регулируемого блока задержки , управляющие входы первого и второго триггеров объединены и подключены к первому выходу распределителя импульсов , выход преобразователя напряжения во временной 1штервал подключен к первому входу элемента непосредственно, а к второму - через одновибратор выход элемента И соединен с вторым входом блока умножения.
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН
Зри 606 6 7/19
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН
К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (2 1) 3250539/ 18-24 .(22). 25. 02.81 (46) 23.05.83. Бюл. ¹ 19 (72) В. И. Рязанов, jl. U. Пунсык-Нам- жилов и В. М.:Коробков (71) Томский ордена Октябрьской Рево- люции и ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. С. М. Кирова ,(53) 681-.3(088.8) (56) 1. Жовинский В. H., Арховский В.Ф.
Корреляционные устройства. N., "Энергия, 1971, с. 120»121.
2. Авторское свидетельство СССР № 279188, кл. 6 066 7/52, 1970 (прототип) . (.54) (57) АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ КОРРЕЛЯТОР, содержащий сумматор и первый блок вычитания, первые входы которых объединены и являются входом исследуемого сигнала -коррелятора, вторые входы также объединены. и являются входом опорного напряжения коррелятора, распределитель импульсов, первый выход которого соединен с управляющим входом первой ячейки памяти и входом.ре гулируемого блока задержки, выход которого подключен к управляющему входу второй ячейки памяти, выход первой ячейки памяти соединен с информационным входом преобразователя напряжения во временной интервал, второй выход распределителя импульсов соединен с управляющим вхо-, дом первого ключа, выход которого подключен к информационному входу реверсивного счетчика, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности, он содержит блок умножения, триггеры, второй блок вычитания, второй
„„SU„„101 462 A ключ, элемент И, одиовибратор и дифференцирующую цепочку, выход которой соединен с первым входом первого триггера, второй вход которого соединен с выходом второго триггера, а выход подключен к управляющему входу реверсивного счет чика, вход дифференцирующей цепочки обьединен с управляющим входом второго ключа и соединен с выходом третьего триггера, вход которого является входом исследуемого сигнала коррелятора, пе рвый и второй информационные входы второго ключа соединены соответственно с выходами сумматора и первого блока вычитания, а выход подключен к информационным входам первой и" второй ячеек памяти, выход второй ячейки памяти соединен ® с первым входом второго блока вычитания, второй вход которого является входо опорного сигнала коррелятора, а выход второго блока вычитания соединен с пер-. вым входом блока умножения, выход кото- ф рого соединен с первым информационным входом первого ключа, второй информационный вход которого является входом тактовой частоты коррелятора, управляю- а щий вход второго триггера объединен с управляющим входом преобразователя напряжения во временной интервал и сое динен с выходом регулируемого блока задержки, управляющие входы первого и вто. рого триггеров объединены и подключены к первому выходу распределителя импуль« сов, выход преобразователя напряжения во временной интервал подключен к пер- фр вому входу элемента непосредственно, а к второму - через одновибратор» выход элемента И соединен с вторым входом блока умножения.
1019462
Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при обработке статистичес. кой информации, поступающей с датчиков технологических обьектов.
Известно устройство для о|феделения корреляционных функций, содержащее нуль-органы, формирова тели пилообразного напряжения накопительные счетчики, ключи, триггеры и генератор тактовых импульсов 11 j .
Недостатком данного устройства явля ется сложность, возрастающая процорционально числу периодов развертки.
Кроме того, значение корреляционной
|5 функции вычисляется через дисперсии разностного вида, что требует дополнительного определения дисперсий случайных процессов.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности является аналогоцифровой коррелятор, содержащий устройство регулируемой задержки импульсов, преобразователь напряжения в частоту, преобразователь напряжения во временной
25 интервал, счетчик импульсов, основной и управляющие ключи, временное устройство, схемы суммирования и вычитания, связанные с источником исследуемого сигнала с источником вспомогательного напряжения„присоединенные выходами к двум схемам запоминания напряжений, ;подключенным соответственно к преобразователям напряжения во временной интервал и частоту, выходы которых сое- 35 динены с двумя входами основного ключа, связанного через вспомогательный ключ со счетчиком (2 .
Известное устройство не позволяет вычислить корреляционную функцию точно 4О в широком диапазоне интервала корреляции, поскольку в нем не учитываются отрицательные слагаемые произведения сигналов, т. е. принципиально не может, быть вычислена отрицательная корреля- 45 ционная функция.
Кроме того, в устройство положено условие разбиения интервала усреднения на бесконечное число дискретных участков. 5G
Целью изобретения является повышение точности устройства.
Эта цель достигается тем, что в аналого-цифровой коррелятор, содержащий суммат р и первый блок вычитания, первые входы которых объединены и являются входом исследуемого. сигнала коррелятора, вторые входы также объединены и являются входом опорного напряжения коррелятора, рас||ределитель импульсов, первый выход, которого соединен с управляющим входом первой ячейки памяти и входом .регулируем мого блока задержки, выход которого подключен к управляющему входу второй ячейки памяти, выход первой ячейки памяти соединен с информационным входом преобразователя напряжения во временной интервал, второй выход распределителя импульсов соединен с управляющим входом первого ключа, выход которого подклю чен к информационному входу реверсивного счетчика, введены блок умножения, Ю триггеры, второй блок вычитания, второй ключ, элемент И, одновибратор и дифференцируюц|ая цепочка, выход которой соединен с первым входом первого триггера, второй вход которого соединен с выходом второго триггера, а выход подключен к упраиппощему входу реверсивного счетчика, вход дифференцирующей цепочки объединен с управляющим входом второго ключа и соединен с выходом третьего триггера, вход которого является входом исследуемого сигнала коррелятора, первый и второй информационные входы второго ключа соединены с выходами сум матора и первого блока вычитания, а выход подключен к информационным входам первой и второй ячеек памяти, выход второй ячейки памяти соединен с первым входом второго блока вычитания, второй вход которого является входом опорного сигнала коррелятора, а выход второго блока вычитания соединен с первым входом блока умножения, выход которого соединен с первым информационным входом первого ключа, второй информационный вход которого является входом тактовой частоты коррелятора, управляющий вход второго триггера объединен с управляющим входом преобразователя напряжения во временной интервал и соединен с выходом регулируемого блока задержки, управляющие входы первого и второго триггеров обьединены и подключены к первому выходу распределителя импульсов, выход преобразователя напряжения во временной интервал подключен к первому входу элемента непосредственно, а к второму - через одновибратор, выход элемента И соединен с вторым входом блока умножения.
На фиг. 1 показана блок-схема корре-: лятора; на фиг. 2 — врем ч|ная диаграмма
его работы..
Коррелятор содержит распределитель 1 импульсов, регулируемый блок 2 задержки, преобразователь 3 напряясения so времен462 4 Ц (1+ !;) /, по окончании импульса „ напряжение с выхода интегратора
{фиг. 2ж) преобразуется в длительность импульса 4."„. (фиг. 2з), причем
II
I К1= -=R, l („) flu«„ ) .
В
Импульс длительностью 1 поступает
К!. на первый вход ключа 6, на второй вход которого подается опорная частота Х в
O °
Еслибы.к!иа!!« крах + .ь иах в то для. любого число импульсов проходящее через ключ 6, будет равно, g= Импульсом с триггера 18 (фиг, 2л) счетчик 5 переводится в режим вычитания, т.е. импульсы с выхода ключа 6 в соответствующий промежуток времени проходят на вход (-) счетчика 5 (фиг. 2н). В каждый промежуток времени 6Ь1 импульсом с первого выхода распределителя 1 триггер 18 устанавливается в исходное состояние. Ключ 6 открыт распределителем 1 на время Т = dt s, за которое через него пройдет на счетчик. 5 количество импуль- ) = о .. v (t„.) u (+ 1=1 3 1019 ной интервал, блок 4 умножения, реверсивный счетчик 5, ключ 6, сумматор 7, блок 8 вычитания, ячейки 9 и 10 памяти, ключ 11, триг .ер 12, одновибратор 13„элемент И 14, блок 15 вычитания, 5 дифференцирующую цепочку 16 и триггеры 17 и 18 с раздельнь.ми входами. Устройство работает следующим образом. Исследуемый случайный процесс в виде напряженияО(<)(фиг.2а) подается на сумматор 7 постоянного напряжения (jpc исследуемым и одновременно на блок 8 вычитания исследуемого напряжения из постоянного. Значение напряжения Uo устанавливается перед замером и выбирае гся больше максимального выброса случайного процесса. Сумма()аto(+) и разность Up- U (Ь) (фиг. 2б) поступают на соот- 20 ветствующие входы ключа 11, который управляется сигналом с выхода тригге-. ра 12 (Шмидта) (фиг. 2г), на вход которого подается напряжение Qo(4 ). На выходе ключа 11 появляется йапряжение 25 Uo.+ U(t)Ъ Uo (фиг. 2б), которое поступает одновременно на входы первой и второй ячеек 9 и 30 памяти. В момент времени 4< ячейка 9 памяти запоминает напряжение Ц + /О(<;)/ Через время Зо задержки Q, вводимое с помошью регу-. лируемого блока 2 задержки, ячейка 10 памяти запоминает напряжение Ц + о + ) Ц (+<+< ) f в момент времени (1+ f ° Напряжение с выхода ячейки 9 подается на преобразователь 3, на выходе которого в момент времени 4 . + с. появ-! ляется импульс длительностью 00+!О(+)! ) . (фиг, 2д), Этот ймп птьс 40 одновременно поступает на одновибратор 13 и элемент И 14. Одновибратор 13 вырабатывает импульс постоянной длительности 4y = R,q Up поэтому на выходе элемента И 14 появляется им45 пульс длительностью g< . ДО(@фиг. 2е), который подается на первый вход блока 4 умножения напряжения на временной интервал. Напряжение с выхода ячейки 10 поступает.на второй блок 15 вычитания, где 50 из него вычитается напряжение UO u на его выходе появляется напряжение Iu (t„+ )/, которое поступает на второй вход блока 4 умножения. Блок 4 работает по схеме двухтактного преобразователя (фиг. 2ж). В течение промежутка вре» ме ни „- интегрируется напряжение, } И Выр ение ИХ О(+„)ОИ.„«-с) -К „(Г) дает значение автокорреляционной функции для данного Следовательно, можно считать .К„,(ю)= Н км "и1oN Таким образом, меняя (,, можно получать на счетчике значения автокорреляционной функции. Предлагаемое устройство позволяет вычислять в широком диапазоне С как положительную, так и отрицательную корреляционные функции, с высокой точностью за счет того, что результат вычислений, записанный в счетчике, представляет алгебраическую сумму произведения сигналов, т.е. учитывается знак напряжений. 1019462 1010462 ВНИИПИ Заказ 3706/44 Тираж 706 Подписное Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
