Знаковый коррелометр

 

ЗНАКОВЫЙ КОРРЕЛОМЕТР, содержащий генератор тактовых импульсов, ключ, первый и второй счетчики, выход второго из которых является выходом коррелометра, усилитель-ограничитель , вход которого является информйционным входом коррелометра, а выход через элемент НЕ подключен к первому входу первого элемента И, выход которого соединен с нулевым входом триггера, единичный вход которого подключен-к выходу второго элемента И, первый вход которого подключен к выходу усилителя-ограничителя , отличающийся тем, что, с целью повышения точности работы ,в него введены одновибратор и управляемый делитель, информационный вход которого подключен к выходу генератора тактовых импульсов, а управляющий вход является входом заданияаргумента коррелометра, выход управляемого делителя соединен со вторыми входами первого и второ- i го элементов И и входом первого счетчика, выход которого соединен с управляющим входом ключа, выход которого соединен со входом второго счетчика, информационный вход ключа подключен к выходу одновибратора входы которого соответственно подключены к выходам триггера. 00 сл со оо

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)4 G 06 F 15/336

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИЙ (21) 3647735/24-24 (22) 30.09.83 (46) 23.08.85. Бюл. й- 31 (72) В.Г.Беляков, Т.Б.Громова, Г.М.Карнаухов и С.И.Шукурьян (53) 621.3(088.8) (56) 1. Балл Г.А. Аппаратурный корреляционный анализ случайных процессов. M. "Энергия", 1968, с. 53.

2. Жовинский В .Н, Арховский В.Ф.

Корреляционные устройства, М., "Энер-гия", 1977, с. 151. (54)(57) ЗНАКОВЫЙ КОРРЕЛОМЕТР, содержащий .генератор тактовых импульсов, ключ, первый и второй счетчики, выход второго из которых является выходом коррелометра, усилитель-ограничитель вход которого является информационным входом коррелометра, а выход через элемент НЕ подключен к первому входу первого элемента И, выход которого соединен с нулевым

„„SU„„1135339 A входом триггера, единичный вход кото-. рого подключен к выходу второго элемента И, первый вход которого подключен к выходу усилителя-ограничителя, отличающийся тем, что, с целью повышения точности работы,в него введены одновибратор и управляемый делитель, информационный вход которого подключен к выходу генератора тактовых импульсов, а управляющий вход является входом задания- аргумента коррелометра, выход управляемого делителя соединен со вторыми входами первого и второ- . го элементов И и входом первого счетчика, выход которого соединен с управляющим входом ключа, выход которого соединен со входом второго счетчика, информационный вход ключа подключен к выходу одновибратора, входы которого соответственно подключены к выходам триггера.

1135339

Чзобретерие относится к специализированным средствам вычислительной техники и может быть использовано при исследовании статистических характеристик случайных сигналов.

Известен знаковый коррелометр, содержащий первый и второй модуляторы, амплитудные дискриминаторы, генератор тактовых импульсов, цепь зад ржки и. счетчики импульсов 1).

О .ределение события совпадения знаков сигнала tt этом коррелометре происходит практически мгновенно в момент прихода тактового импульса, поэтому он обеспечивает очень высокую скорость измерений. Однако, область применения этого коррелометра ограничена случайными сигналами с симметричной функцией распределения20 амплитуд. Кроме того, коррелометр имеет существенную аппаратурную погрешность, определяемую неточностью работы модуляторов, дискриминаторов. и цепи задержки. 25

Наиболее близким по- технической сущности к предлагаемому решению является знаковый коррелометр, со- держащий последовательно соединенные усилитель-ограничитель и инвертор, 30 первую и вторую схемы И, триггер, третью и четвертую схемы И, логическую схему умножения, генератор тактовых импульсов, цепь задержки, а также. счетчики импульсов и ключ (2 1;

Причем запись значений знаковой функции исследуемого процесса в триггер происходит в момент появления тактового импульса, а считывание этгх значений с триггера и их умно- 40 жение на последующие значения этой функции в момент прихода тактовых импульсов, задержанный цепью задержки .на время т . Запись следующих значений знаковой функции в триггер происходит а момент прихода следующего тактового импульса. Время между моментом появления задержанного импульса и следующего тактового импульса определяет время ожидания коррелометра, т.е. время, затрачиваемое непроизводительно. Наличие времени ожидания приводит к снижению скорости измерения. Кроме того, данный коррелометр имеет значительную, 55 аппаратурную погрешность, определяемую нетсчностью установки времени задержки 7 цепью задержки.

Целью изобретения является повышение точности и скорости измерений.

Эта цель достигается тем, что в знаковый коррелометр, содержащий генератор тактовых импульсов, ключ, первый и второй счетчики, выход второго из которых явчяется выходом коррелометра, усилитель-ограничитель, вход которого является информационным входом коррелометра, а выход через элемент НЕ подключен к первому входу первого элемента И, выход которого соединен с нулевым входом триггера, единичный вход которого подключен к выходу второго элемента

И, первый вход крторого подключен к выходу усилителя-ограничителя, введены одновибратор, управляемый делитель, информационный вход которого подключен к выходу гененатора тактовых импУльсов, а управляющий вход является входом задания аргумента коррелометра. Выход управляемого делителя соединен со вторыми входами первого и второго элементов И, входом первого счетчика, выход которого соединен с управляющим входом ключа, выход которого соединен со входом второго счетчика.

Информационный вход ключа подключен к выкоду одновибратора, входы которого соответственно подключены к выходам триггера.

На фиг. 1 приведена структурная схема коррелометра; на фиг. 2— временные диаграммы pro работы.

Коррелометр содержит усилительограничитель 1, элемент НЕ 2, первый 3 и второй 4 элементы И, триггер 5, генератор 6 тактовых импульсов, первый счетчик 7, ключ 8, второй счетчик 9, предназначенный для подсчета импульсов, соответствующих моментам схемы состояния триггера, управляемый делитель 10, предназначенный для уменьшения. частоты тактовых импульсов и выполненный в виде пересчетных декад со многими выходами, одновибратор 11, предназначенный для выработки импульсов в моменты смены состояний триггера.

Коррелометр работает следующим образом.

Сигнал X(1 ), функцию корреляции которого необходимо измерить,. подается на вход усилителя-ограничителя, с выхода которого снимается знаковая функция х(t ) — sign

11353 y (О ) (фиг. 2, а) . Этот сигнал подается на первый вход элемента И 4 и на первый вход элемента И 3 через инвертор 2. На вторые входы элементов И 3, И 4 подаются тактовые импульсы (фиг.2,в) с делителя 10.

Период следования этих импульсов в

К раз больше периода следования тактовых импульсов на выходе генератора

6 T=KT ru. В зависимости от знака 10 сигнала (1 ) тактовый импульс появляется на одном из входов триггера 5. Если в момент появления тактового импульса ; sign jx (t ) )>0 то к моменту прихода следующего им- 15 пульса Ф„.,1 триггер 5 будет находиться в нулевом состоянии и в момент времни t.+1 может перейти в единичное состояние только в случае, если

sign | x (t) $ (0. Следовательно, сме-20 на состояния триггера 5 в момент соответствует смене знака x(t ) в момент 1„+ по сравнению с его знаком в момент 1;. В момент смены состояния триггера (фиг.2,r) на выходе 25 блока 11 вырабатывается короткий импульс (Фиг.2,ж), который через ключ 8 подается на счетчик 9. Эти импульсы поступают на вход счетчика 9 до тех пор, пока второй счетчик 7 не сосчи- 30 тает N тактовых,импульсов. После прихода М +1 импульса ключ 8 запирается, и измерение прекращается. Показание счетчика 9 соответствует числу и смены состяний триггера 5,приходя- 35 щихся на N тактовых импульсов. Так как смена состояний триггера соответствует смене знака функции sign

jX(tl} на интервале 1= „+,.- ;,то показание счетчика 9 фактически является 40 оценкой вероятности смены знака %(t) на интервале г= Т, т.е. р (il = n/Ê.

Известно (1), что корреляционная функция sign (x(tlat может быть определена выражением .45 (i<) = 1 — 2 р (С) 39 4

Следовательно, описанное устройство фактически измеряет корреляционную функцию sign I Х(t)3 без задержки сигнала, либо импульсов опроса, т.е. без использования в схеме коррелометра цепи задержек. Это приводит к уменьшению аппаратурной погрешности, так как деление частоты может осуществляться сколь угодно точно. Уменьшение аппаратурной погрешности сказывается на точности измерений корреляционной функц и бинарных случайных последовательностей иммульсов, поскольку методическая погрешность знаковых коррелометров в этом случае равна нулю. Так как фиксация события смены знака сигнала в указанном коррелометре осуществляется мгновенно с приходом тактового импульса, то скорость его . измерений оказывается выше скорости измерений в прототипе. Кроме того, описанный коррелометр более удобен в эксплуатации, так как нет необходимости в раздельной регулировке тактового периода и времени задержки.

Исследования показали, что введение отличных признаков, а именно оДновибратора и управляемого делителя с соответствующими связями позволило по сравнению с базовым объектом и другими техническими решениями уменьшить до 10 раз аппаратурную погрешность измерений за счет устранения погрешГ ности установки времени задержки и повысить быстродействие за счет устранения времени ожидания. Погрешность измерений при этом практически определяется только случайной ошибкой из-за ограниченности времени и в пределе при й- равна О. Скорость одного цикла измерений (минимальное -) ограничивается практически толь-ко быстродействием элементов, на.которых реализована схема коррелометра.

Другим преимуществом предлагаемого технического решения является простота реализации иэксплуатации устройства.

1135339

Редактор Л.Утехина ТехредС.Мигунова Корректор М.Максимишинец

Заказ 576613 Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий . 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4