Коррелометр

 

Изобретение относится к вычислительной технике, предназначено для определения ординат взаимной корреляционной функции и может быть использовано в автоматике, биологии,медицине и других областях науки и техники. Цель изобретения - расширение частотного диапазона коррелометра. Коррелометр содержит генератор тактовых импульсов 2, блок 1 опорных частот, сумматоры 3 и 19, полосовые фильтры 8 и 9, преобразователи 10 и 11 частоты, аналого-цифровые преобразователи 12, 13 и 18, блоки 14 задержки, блоки 15, 21 и 23 умножения, накапливающие сумматоры 16, фазовые детекторы 17, блоки 22 памяти. Расширение частотного диапазона достигается за счет разложения обрабатываемых сигналов в тригонометрический ряд и дальнейшей цифровой обработки парциальных составляющих. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

PECflYE JlHH (51) 4 G 06 F 15/336

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ алкаем

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPbfTHRM

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4400490/24-24 (22) 31 ..03. 88 (46) 07.11.89. Бюл. Ф 41 (72) В.Н.Таран, В.Г.Волков, А.Ф.Сушонков и М.В.Кравченко (53) 621 3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1305714, кл. G 06 F 15/336, 1985.

Авторское свидетельство СССР

Р 1290352, кл. G 06 F 15/336, 1984. (54) КОРРЕЛОМЕТР (57) Изобретение относится к вычислительной технике, предназначено для определения ординат взаимной корре.ляционной функции и может быть использовано в автоматике, биологии, „.80„„1520540, А1

2 медицине и других областях науки и техники. Цель изобретения — расширение частотного диапазона коррелометра. Коррелометр содержит генератор тактовых импульсов 2, блок 1 опорных частот, сумматоры 3 и 19, полосовые фильтры 8 и 9, преобразователи 10 и

11 частоты, аналого-цифровые преобразователи 12, 13 и 18, блоки 14 задержки, блоки 15, 21 и 23 умножения, накапливающие сумматоры 16, фазовые детекторы 17, блоки 22 памяти. Расширение частотного диапазона достигается за счет разложения обрабатываемых сигналов в тригонометрический ряд и дальнейшей цифровой обработки парциальных составляющих..1 ил.

1520540 где В {<) — взаимная корреляционная хY функция;

x{t) — случайный сигнал;

y(t -",) — случайный сигнал, сдвинутый на

Представим сигналы х(г.) и у(г;) в виде суммы функций

Х() =,> Х;(t} (2) А,,(t ) cos {(А)., t + Ч),. );

1= 1 (3) ° cos{a).t + ((), ) ) где А,(t), 8;(t) 55 парциальные значения амплитуды сиг налов в каналах

Х и У;

Изобретение относится к вычислительной технике, предназначено для определения ординат взаимной корреляционной (Ьуггкггии и может быть исполь5 зовано в автоматике, биологии, меди-. цине и других областях науки и техни ки.

Целью изобретения является расширение частотного диапазона. 1Î

На чертеже представлена структурная схема коррелометра.

Коррелометр содержит блок 1 опорных генераторов„ генератор 2 тактовых импульсов, сумматор 3, первый 4 и второй 5 информационные входы коррелометра, вход 6 задания интервала корреляции коррелометра, выход 7 коррелометра, первые 8 и вторые 9 полосовые фильтры, первые 10 и вторые )0

11 преобразователи частоты, первые

12 и вторые 13 аналого-цифровые преобразователи, блоки 14 задержки, первые 15 блоки умножения, накапливающие сумматоры 16, фазовые детекторы 25

17, третьи 18 аналого-цифровые преобразователи, сумматоры 19, входы

20 задания частоты канала коррелометра, вторые 21 блоки умножения, блоки 22 памяти, третьи 23 блоки умножения, В основу работы устройства положен алгоритм вычисления корреляционнои функции по формуле

В„.(Д = (x(t)y(t -, )dt, (1) (,,;, (.1,. — дискретные эначечастотыу (., 9. — дискретные значе) ния на ч аль н ой фа. эы сигналов;

n — количество разбиений °

Подставив выражение для сигналов

X(t) и Y(t) в формулу (1) взаимной корреляционной функции

В„1(() = I А А;(t)tot(tt t + g.)

-11 1-1

В, (t-(.) соз ((.) (t .— (, }+ а j . j, (4) + („, )dt

J и используя соотношение для проиэведе ния триго номе тричес ких функций и свойства скалярного произведения сигналов, получим выражение и — „сов ((). +

2 I \

Вх.((" ) ((); )

-0o

A,. (t)B; (t-(,) dt. (5), Устройство работает следующим образом.

Сигналы Х и Y поступают на полосовые фильтры (8 „...8„) и (9 „...9„), затем на преобразователи частоты (10,...10„), (»„...11„), на вторые входы которых поступают сигнальг частот с блока 1 опорных генераторов.

Частоты опорных генераторов выбраны равными частотам настройки соответствующих полосовых фильтров. В результате на выходе преобразователей выделяются сигналы А,(t) и В„(), 1...n. Далее в аналого-цифровых преобразователях (12,...12 „), (13, ...13„) происходит преобразование сигналов A;(t) и В;(t) в m"ðàsðÿäHûé код. После задержки кодов в блоках задержки (14 „... 14 „) коды подаются на первые блоки умножения (15

15„), на выходах которых формируются коды сигналов парциальных амплитуд

А, (t) В (С - ), i 1...и. Операция интегрирования, содержащаяся в формуле (5), выполняется на накапливающих сумматорах (16„...16 „).

Аргумент функции cos формируется следующим образом: коды частот rd; с входов задания частоты канала коррелометра (20,...20„) и код с входа коррелометра 6 поступают на

5 15205 вторые блоки умножения (21, ...21„), на выходе которых вычисляются произведения м, ", i = 1...n. Последние подаются на вторые входы сумматоров (19 „...19„). на первые нходы подаются разности фаз (y — y.), i = 1...n, сформированные последовательным прохождением сигналов с выходов полосовых фильтров (8,...8 „), (9,... 9 ) . 1Q фазовых детекторов (17,...17„), аналого-цифровых преобразователей (18,...18„). С выходов сумматоров (19„° ..19„) аргументы поступают на адресные входы блоков памяти (22,... 15

22 ), на выходе которых получаем значения функций cos((g,.Ñ+ Lp — у,)„ 1...n.

В третьих блоках умножения (23,...

23„) осуществляется операция умноже- 20 ния корреляционного интеграла и коэффициента cos. Затем результаты п —произведений поступают на входы сумматора 3, на выходе которого окончательно получаем значение взаимной 25 корреляционной функции. Вся цифровая часть коррелятора синхронизируется тактовой частотой, вырабатываемой в генераторе 2 тактовых импульсов. формула изобретения 3g

Коррелометр, .содержащий генератор тактовых импульсов, два аналого-цифровых преобразователя, сумматор и и каналов анализа, каждый из которых содержит сумматор, накапливающий сумматор и блок задержки, причем выход генератора тактовых импульсов соединен с тактовыми входами блоков .задержки, отличаю щ ийся 40 тем, что, с целью расширения частот. ного диапазона, в него введены За-2 аналого-цифровых преобразователей, блок опорных генераторов и в каждый канал анализа два полосовых фильтра, два преобразователя частоты, фазовый детектор, блок памяти и три блока умножения, а блоки задержки выполне.ны регулируемыми, объединенные входы управления задержкой которых являются входом задания интервала корреляции коррелометра, причем в каждом канале выходы первого и второго полосовых фильтров соединены соответ-. ственно с первым и вторым входами

40 6 фазового детектора и соответственно с первыми входами первого и второго преобразователей частоты, выходы которых подключены к информационным входам соответственно первого и второго аналого-цифровых преобразовате— лей, выход второго аналого-цифрового преобразователя соединен с информационным входом блока задержки, выход которого подключен к первому информационному входу первого блока умножения, второй информационный вход которого соединен с выходом первого аналого-цифрового преобразователя, выход фазового детектора подключен к информационному входу третьего аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен с первым входом сумматора, второй вход кото рого подключен к выходу второго блока умножения, первый информационный вход которого соединен с входом задания интервала корреляции коррелометра, а второй информационный вход является входом задания кода частоты канала коррелятора, выход первого блока умножения соединен с информационным входом. накапливающего сумматора, выход которого подключен,к первому информационному входу третьего блока умножения, выход сумматора соединен с адресным входом блока памяти, выход которого подключен к второму информа- ционному входу третьего блока умножения, выход третьего блока умножения

i-ro канала (i = 1,n) подключен к

i-му входу сумматора, выход которого является выходом коррелометра, объединенные входы первых полосовых фильтров всех каналов являются первым информационным входом коррелометра, объединенные входы вторых полосовых фильтров всех каналов. являются вторым:. информационным входом коррелометра, вторые входы первого и второго преобразователей частоты i-го кана1 ла соединены с i-м выходом блока опорных генераторов, тактовые входы первого, второго и третьего аналогоцифровых преобразователей, первого, второго и третьего блоков умножения и накапливающего сумматора подключены к выходу генератора тактовых импульсов °