Цифровой коррелятор

 

Изобретение относится к информациойно-измерительной технике и может применяться для обработки данных, представленных неравномерными отсчетами . Устройство позволяет измерять корреляционную функцию сигнала по его неравнортстоящим отсчетам. Формирование частичных произведений из слабокоррелированных пар отсчетов обеспечивает требуемую статистическую точность и необходимый для этого объем выборки. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет обеспечения возможности анализа случайного процесса, представленного деравностоящими отсчетами. В коррелятор введены регистр сдвига, фиксаторы сдвига, переключатель, элемент задержки , элемент дифференцирования, счетчики, блоки деления. 2 ил. i СО

,.З0„„282158 А 1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

N@

РЕСПУБЛИК (5D 4 С 06 Р 15/336

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ "СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3919532/24-24 (22) 02.07.85 (46) 07. 01. 87. Бюл. В 1 (71) Ленинградский электротехнический институт им. В,И,Ульянова (Ленина) (72) Б.Я. Авдеев, И.Ю. Брусаков, Б.Г.Комаров, А.П.Мадыев и В.В.Ященко (53) 681.3 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1104529, кл. С 06 F 15/336, Грибанов Ю,И. и др. Автоматические цифровые корреляторы. — M. Энергия, 1971, с. 150. (54) ЦИФРОВОЙ КОРРЕЛЯТОР (57) Изобретение относится к информациойно-измерительной технике и может применяться для обработки данных, представленных неравномерными отсчетами. Устройство позволяет измерять корреляционную функцию сигнала по его неравноотстоящим отсчетам. Формирование частичных произведений из слабокоррелированных пар отсчетов обеспечивает требуемую статистическую точность и необходимый для этого объем выборки. Цель изобретения — расширение функциональных возможностей за счет обеспечения возможности анализа случайного процесса, представленного неравностоящими отсчетами. В коррелятор введены регистр сдвига, фиксаторы сдвига, переключатель, элемент за- @

O держки, элемент дифференцирования, счетчики, блоки деления, 2 ил.

1 12821

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может применяться для обработки данных, полученных с выхода цифровых адаптивных информационно-измерительных сис5 тем.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей за счет обеспечения возможности анализа случайного процесса, представленного нерав- 10 ноотстоящими отсчетами.

На фиг.1 представлена структурная схема коррелятора; на фиг,2 — структурная схема фиксатора сдвига.

Коррелятор (фпг.1) содержит вто- 15 рой п-разрядный регистр l сдвига, фиксаторы 2 сдвига, переключатель 3 выбора режима работы, элемент 4 задержки, элемент 5 дифференцирования, первый и-разрядный регистр б сдвига, 20 блоки 7 умножения, сумматоры 8, блоки 9 деления, счетчики 10, информационный вход 11, вход 12 стробирсвания, тактовый вход 13, выходы 14 эна,1 .чений соответствующих ординат корре;ляционной функции, Фиксатор 2 сдвига (фиг,2) содержит

RS-триггер 15, элемент И 16, переключатель 17, вхоцы элемента И 18-22, 30 выход 23 элемента И, Коррелятор работает следующим образом.

Перед началом работы регистров 1 и 6 сдвига. фиксаторы 2, сумматоры 8, счетчики 10 обпулены, Коды отсчетов, строб-импульсы, тактовые импульсы поступают на входы l1-13 коррелятора.

Разрядпссть регистров 1 и б определяется длиной (n-1) Ы интервала кор- 40 реляции исследуемого сигнала, где

М вЂ” минимальный шаг аргумента корреляпионнсй функции. Для анализа нерегулярной последовательности отсчетов переключатели 3 и 17 должны быть эам- 45 кнуты.

Каждый вновь пришедший отсчет за" писывается в первую ячейку регистра 6 тактовыми импульсамн, поступающими на тактовый вход последнего. При этом содержимое регистра 6 сдвигается в следующие ячейки. Период следования

Т тактовых импульсов равен миниСИИ мальному такту поступления отсчетов и определяет Ы, Одновременно .с поступлением отсчетов происходит за.пись "1" в первый разряд регистра 1 тем же тактовым импульсом: во время прохождения строб-импульса, сопровож58 2 дающего соответствующий отсчет, на информационном входе регистра 1 присутствует логическая " 1", которая записывается в его первый разряд, Содержимое всех разрядов регистра при этом сдвигается в следующие разряды.

В первом блоке 7 умножения каждый вновь поступивший отсчет умножается на себя — формируется частичное произведение с Ы= О. В j-м блоке 7 умножения формируются частичные произведения между каждым вновь пришедшим отсчетом х., записанным в первую ячейку регистра 6, и отсчетом, записанным в j-ю ячейку. Сформированные в блоках 7 часгичные произведения поступают на информационные входы соответствующих сумматоров 8. Однако не все возможные частичные произведения с одинаковым сдвигом накапливаются в соответствующем сумматоре.

Так как коды отсчетов и соответствующие им строб-импульсы могут поступать нерегулярно, а тактовые импульсы регулярно сдвигают содержимое регистров 1 и 6, то расположение в их разрядах и ячейках "1" и кодов отсчетов характеризует положение записанных отсчетов на оси времени. Код первой на интервале корреляции отсчета умножается на себя в первом блоке 7 умножения (формируется частичное про1 изведение с ьб = О), псступает на информационный вход первого сумматора 8. Логическая "1" с выхода первого разряда регистра 1, поступая на первый и второй входы первого фиксатора 2, открывает элемент И 16. Сопровождающий первый отсчет строб-импульс, поступив на третий вход первого фиксатора 2 и пройдг: через элемент И 16, увеличивает содержимое первого счетчика 10 на "1", и поступив на управляющий вход первого сумматора 8, суммирует его содержимое

J с вновь сформированным частичным произведением, Этот же строб-импульс проходит через переключатель 17 на

S-вход RS-триггера 15 и перебрасывает его B "1". Появившийся "О" с инверсного выхода триггера запирает элемент

И l6, и следующие частичные произведения, формируемые первым блоком 7 умножения, не накапливаются в первом, сумматоре 8 до окончания интервала корреляции.

Одновременное появление "1" в пер. ьом и в j-м разрядах регистра 1 оз1282158 качает наличие отсчетов со сдвигом (j-1)Ю. При этом на первом и втором входах j-го фиксатора 2 появляются "1", отпирающие элемент И 16.

Строб-импульс, сопровождающий поступивший отсчет через третий вход j-ro фиксатора 2 и элемент И 16, проходит на счетный вход j-го счетчика 10 и увеличивает его содержимое на "1".

Этот же строб-импульс проходит на 10 управляющий вход j-ro сумматора и суммирует его содержимое с частичным произведением х, х,,,, сформированным j-ì блоком 7 умножения. Кроме того, прошедший через j-й фиксатор 2 15 строб-импульс проходит через замкнутый переключатель 17 на S-вход RSтриггера 15 и перебрасывает его в

"1", Появившийся "0" на его инверсном выходе запирает элемент И 16 до 20 истечения интервала корреляции О

При появлении в течение того же интервала корреляции еще одной пары отсчетов со сдвигом (j-1) < сформированной j-м блоком 7 умножения,час- 25 тичное,произведение х„х,„, не прибавится к содержимому j-ro сумматора 8, так как соответствующий стробимпульс, на его управляющий вход не пройдет через закрытый j-й фиксатор 30

2. В результате этого временной сдвиг (j — 1)а7 между отсчетами фиксируется

1-м фиксатором 2 только один раз в течение каждого интервала корреляции и также один раз суммируется сформированное частичное произведение отсчетов со сдвигом (j — 1)М .

При появлении "1 в и-и разряде регистра 1, что означает окончание очередного интервала корреляции

6 .„,, = (п-1)Т,„„, эта "1" через замкнутый переключатель 3 проходит на вход элемента 4 задержки, где задерживается на время, равное сумме времени записи в регистр 6, формиро- 45 вания последнего частичного произведения и сложения его в сумматоре.

Элемент 5 дифференцирования формирует импульс, который обнуляет регистры 1 и 6 и RS-триггеры 15. После это- 50 го устройство приступает к обработке сигнала на следующем интервале корреляции. Таким образом, в течение интервала корреляции 6 „ „ происходит однократная фиксация пар отсчетов со всеми возможными сдвигами от 0 до (п-1)Ы и накопление сформированных соответствующих частичных произведений.

В блоках 9 деления происходит ус реднение накопленной суммы по соответствующему числу накопленных частичных произведений: накопленная сум. ма делится на число частичных произведений, На выходах 14 получается соответствующая ордината измеряемой корреляционной функции. Счетчики 10 подсчитывают объем соответствующей выборки.

Так как частичные произведения с равными сдвигами формируются из пар отсчетов, разнесенных на интервал корреляции, а поэтому слабокоррелированньх, то определение статистической погрешности измерения, обеспечивающей ее объем выборки, не вызывает затруднений.

При достижении заданного объема выборки по частичным произведениям со сдвигом (j-1)hi j-й счетчик 10 переполнится и "0" с его инверсного выхода переноса закроет элемент И 16

j-го фиксатора 2 и тем самым его заблокирует, так что остальные возможные формирующиеся частичные произведения со сдвигом (j-1)м перестанут суммироваться и подсчитываться до конца процесса измерения, При разомкнутых переключателях 3 и 17 и равномерном поступлении отсчетов измерение корреляционной функции ведется по сильнокоррелированной выборке: при поступлении каждого отсчета одновременно формируются частичные произведения со всеми возможными сдвигами и накапливаются в соответствующих сумматорах.

Формула изобретения

Цифровой коррелятор, содержащий первый п-разрядный регистр сдвига, и блоков умножения, и сумм;.торов и переключатель выбора режима работы, тактовый вход первого п-разрядного регистра сдвига. является одноименным входом коррелятора, информационный вход которого является одноименным входом первого и-разрядного регистра сдвига, разрядные выходы которого соединены с первыми входами соответствующих блоков умножения, выходы которых соединены с информационными входами соответствующих сумматоров, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения возможности анализа случайного процесса, 1282158 представленного неравноотстоящими отсчетами, в него введены второй празрядный регистр сдвига, п фиксаторов сдвига, каждый иэ которых содержит RS-триггер, элемент И и переключатель, и блоков деления, и счетчиков, элемент задержки и элемент дифференцирования, тактовый вход : второго п-разрядного регистра сдвига соединен с тактовым входом первого и-раэрядпого регистра сдвига, информационный вход второго п-разрядного регистра сдвига соединен с первым входом элемента И каждого фиксатора сдвига и являетгя входом страбирования коррелятора, выход каждого разряда второго n — разрядпого регистра сдвига соединен соответственно с вторым входом элемента И соответствующего фиксатора сдвига, выход младшего разряда второго п-разрядного регистра сдвига соединен с третьим входом элемента И каждого фиксатора сдвига, вход пачальной ycтановки RSтриггера каждого фиксатора сдвига соединен с входами начальной ус а«овки обоих и-разрядных регистров сдвига и подкгючен к выходу элемента дифференциролания, выход старшего разряда второго п-разрядного регистра сдвига соединен с входом переключателя выбора режима работы, выход которого через элемент задержки сое. динен с входом элемента дифференцирования, выход младшего разряда перного и-разрядного регистра сдвига соединен с вторым входом всех блоков умножения, выходы сумматоров соединены с первыми информационными вхо1

10 дами соответствующих блоков деления, выход элемента И всех фиксаторов сдвига соединен с входом переключа.теля и подключен к входам разрешения суммирования соответствующих сумматоров и к счетным входам соответствующих счетчиков, инверсные выходы переноса которых соединены с четвертым входом элемента И соответствую— щих фиксаторов сдвига, информацион20 ные выходы счетчиков соединены с вторыми информационными входами блоков деления, выходы которых и информационные выходы счетчиков являются выходами значений соответствующих op— динат корреляционной функции коррелятора, в каждом фиксаторе сдвига выход переключателя соединен с Sвходом RS-триггера, инверсный выход: которого соединен с пытям входом элемента И, 1282158

Составитель Е.Ефимова

Техред М.Ходанич Корректор,Е. Сирохман

Редактор Н,Рогулич

Заказ 7269/49 Тираж 670 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул. Проектная, 4