Коррелятор

 

Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники и может быть использовано в корреляционной спектроскопии фотонов. Целью изобретешя является повышение точности при ограниченной выборке. Коррелятор содержит ре/77 ячеек гистры 1, 19 сдвига, группу 2 элементов И, счетчики 3, 4, 6, 7, элементы 5, 16, 17 задержки, блок 9 сравнения, элементы ИЛИ 10, 14, блоки 1 1 , 12 элементов И, генератор 13 пачки импульсов, элемент И 15, блок 18 масштабирования, накопитепи 20, генератор 21 тактовых импульсов. В корреляторе с целью уменьшения влияния пропусков и группирования входных импульсов определяется максимальное значение входных импульсов, которое масштабируется на нижнюю и верхнюю границы интервала допустимых значений количества импульсов. В случае выхода зарегистрированного количества за эти границы в накопители записываются коды границ. 1 ил. (Л

СООЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1621044 А 1 дц С 06 Г 15/336

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

m вием

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ П.(НТ СССР (21) 4668233/24 (22) (20.01.89 (46) 15.01.91, Бюл, Р 2, (71) Институт аналитического приборостроения Научно-технического объединения ЛН СССР (72) В.A.Готлиб и П.Л.Фридман (53) 681. 3 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 783799, кл. С 06 F 15/336, 1979. (54) 1(ОРРЕЛЧТОР (57) Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники и может быть использовано в корреляционной спектроскопии фотонов. Целью изобретения является повышение точности при ограниченной выборке. Норрелятор содержит ре2 гистры 1, 19 сдвига, группу 2 элементов И, счетчики 3, 4, 6, 7, элементы 5, 16, 17 задержки, блок 9 сравнения, элементы ИЛИ 10, 14, блоки 11, 12 элементов И, генератор 13 пачки импульсов, элемент И 15, блок

18 масштабирования, накопитепи 20, генератор 21 тактовых импульсов. В корреляторе с целью уменьшения влияния пропусков и группирования входных импульсов определяется максимальное значение входных импульсов, которое масштабируется на нижнюю и ! верхнюю границы интервала допустимых значений количества импульсов. В случае выхода зарегистрированного количества за эти границы в накопители записываются коды границ. 1 ил, 1621044

Изобретение относится к специали-. зированным средствам вычислительной техники и может. быть использовано в корреляционной спектроскопии фотонов.

Цель изобретения — повышение точности при ограниченной выборке.

На чертеже представлена структурная схема коррелятора.

Коррелятор содержит регистр 1 сдвига, группу 2 элементов И, счетчики 3 и 4, элемент 5 задержки, группу 6 счетчиков, счетчик 7, блок 8 определения максимального значения, блок 9 сравнения, элемент ИЛИ 10, блоки 11 и 12 элементов И, генератор

13 пачки импульсов, элемент ИЛИ 14, элемент И,15, элементы 16 и 17 задержки, блок 18 масштабирования, иразрядный регистр 19 сдвига, группу

20 накопителей, генератор 21 тактовьгс импульсов, информационный вход

22 и вход 23 задания начального состояния, 1(оличество ячеек одноразрядного "регистра 1 равно m, количество ячеек и-разрядного регистра 15, т.е. количество каналов коррелятора,равно k емкость счетчика 3 (длины

3 выборки) равна m, количество разрядов равно log тп. Емкость счетчи2 ка 4 (количества выборок) равна

lop N где N — - количество выборок,опъд ределяющее время анализа Т, = N m gt, где Qt — период следования тактовых импульсов.

Величина интервала задержки элемента 5 задержки равна Тц,ц д„„, величина интервала задержки элементов заДеРжки ТВЫб = m

° 1(оррейятор работает следующим образом.

В исходном состоянии (после общего сброса) в первой ячейке однораз13 I I рядного регистра 1 записана 1, в остальных — "0". Входной поток слу чайных импульсов ("1" и "0") поступает на вход коррелятора. После заверШения первого цикла выборки (m тактовых импульсов) под воздействием входных импульсов, поданных на так товый (сдвигающий) вход одноразрядного регистра 1, этого регистр заполнен "0" за исключение некоторой

i-й ячейки, в которой содержится

"1."., Это означает, что за время цикла выборки на. вход одноразрядного регистра 1 пришло (i-1) входных слуГ чайных импульсов. Время выборки

Ф определено счетчиком 3. По окончаний цикла выборки импульс переполнения счетчика 3, поданный на входы группы

2 элементов И, разрешает перезапись из одноразрядного регистра 1 в групrry счетчиков 6, а также ебрасывает одноразрядный регистр 1 в исходное положение: "1" в первой ячейке и

II 11

0 в остальных . Затем начинается новый цикл выбор ки, новая случайна>: р еализ ация входных импульсов пг одви11 11 гает 1 и з первой ячейки в однора зрядном регистре 1 до некоторой ячейки после чего снова следует пер е запис ь в счетчики 6 и сброс регистр а 1 . После N циклов выборки числа, содержащиеся в счетчиках 6, образуют выборочную плотность распределения входных импул ьс ов на интер вале вр емени Та„ . В случае нормальной работы источника входных импул ьсов (на чертеже не показан) э то распр едел ение близко к теоретически пр едполаг аемой плотности распределения, например, отрицательному биноминал ьному, обычному для экспериментов с фотоэл ектр онами в корреляционной спектроскопии . Из- з а наличия сбоев и помех в источнике входных импульсов реальное распределение отличается от теоретического более тяжелыми хвостами — пропуски и сгустки . входных импульсов . В блоке 8 опр еде35 ления максимального реальная выборочная плотность распределения срав нивается с идеальной и вырабатываются два граничных порога 1 1 и I

Величины этих порогов, представляю40 щих собой максимальное значение, масштабированное в значения нижней и верхней границ поступают на входы блока 9 сравнения. Во время построения выборочной

45 функции распределения входной поток импульсов проходит элемент 5 задержки, где задержкивается на величину времени анализа, чтобы скомпенсировать время, затраченное на анализ

50 статистически входных импульсов ° Импульсы с выхода элемента 5 задержки поданы на вход .счетчика 4, который за время, определечное счетчиком 3, подсчитывает количество входных им" пульсов 1. Если это число лежит в пределах между порогами, выработанными блоком 8 1 < 1 1, то блок 9 сравнения вырабатывает разрешающий сигнал, который подается на вход

4С

55

5 162 элемента И 15, и входные импульсы, задержанные дополнительно на время пффф, проходят через элемент И 15 и элемент ИЛИ 14 на тактовые входы накопителей 20.

Если 1 а 1, то сигнал на выходе блока 9 сравнения запускает генератор пачки 13 импульсов, которьпr вырабатывает на своем выходе пачку импульсов, количество которых равно

1 4 и которые проходят через элемент

ИЛИ 14 на входы накопителей 20.При этом сигнал на выходе блока 9 сравнения разрешает прохождение кода l от блока 8 через блок 11 элементов И, элемент ИЛИ 10 и элемент 17 задержки на блок 18 масштабирования. Если

1 > 1, то сигнал на выходе блока 9 запускает по другому входу генератор 1Э пачки импульсов,.который вырабатывает на своем выходе пачку импульсов, количество которых равно

1< и которые проходят через элемент

ИЛИ 14 на входы накопителей 20.При этом сигнал на выходе блока 9 сравнения разрешает прохождение кода 1 от,блока 8 через блок элементов

И 12, элемент ИЛИ 10 и элемент задержки 17 на блок 18.

На выходе блока 18 масштабирования формируется п-разрядный сигнал, который поступает на вход в-разрядного регистра 19 сдвига, количество

k ячеек. которого равно необходимому числу отсчетов исследуемой корреля ционной функции, Выходные сигналы ячеек и-разрядного регистра 19 сдвига поданы на входы накопителей 20, и при приходе разрешающих сигналов на тактовые входы накопителей происходит запись кодов в накопители 20, Распределение чисел в накопителях 20 после окогьчания измерений соответствует отсчетам исследуемой корреляционной функции.

Величина порогов устанавливается из компромиссных соображений: 1< не должно быть слиыком большим, а 1 не должно быть слишком мальм, чтобы гге уменьшить значительно общее число

И входных импульсов за время построения отсчетов корреляционной функции.

В то zce время 11 пе должно быть слишком малым, а 1 слишком большим, чтобы отследить аномальные отклонения выборочной функции распределения от идеальной. Обычно 1 = 0,1, 1 = 0,9 з —

I 044. 6 от 1.,1,к — максимальггого числа отсчетов в выборке.

Формулаизобретения.Коррелятор „содержащий и-разрядньпг регистр сдвига, группу накопителей, группу элементов И, генератор тактовых импульсов, два блока элементов И, два элемента ИЛИ, элемент

И, три счетчика, три элемента задержки, блок масштабирования, причем выход генератора тактовых импульсов соединен с тактовым входом и-разрядного регистра сдвига, выходы первого и второго блоков элементов И соединены с соответствующими входами первого элемента ИЛИ, о т л и ч а —, ю шийся тем, что,с целью повышения точности при ограниченной выборке, в него дополнительно введены.. регистр сдвига, группа счетчиков, блок определения максимального значения, блок сравнения, генератор пачKY. импульсов, причем информационный вход регистра сдвига является входом задания начального состояния коррелятора, тактовый вход регистра сдвига является информационным входом коррелятора, выход генератора тактовых импульcoB соединен со счетным входом первого счетчика, вход переполнения которого соединен с входами сброса второго счетчика и регистра сдвига, с первыми входами элементов И группы и со счетньм входом,третьего счетчика, выход переполнения которого соединен с входами сброса счетчиков группы, счетные входы которых соединены с выходами соответствующих элементов И группы, вторые входы которых соединены с соответствуюи ими разрядными выходами регистра сдвига, выходы счетчиков группы соединеггы с соответствующими информационными входами блока определения максимального значения, первый выход масштабированного максимального значения которого соединен с первым входом первого блока элементов И и входом задания нижней границы интервала блока сравнения, вход задания верхней границы интервала которого соединен с первым входом второго блока элементов И и с вторьм выходом масытабированного максимального блока определения максимального значения, выход "Иеньые нижней границы", 1621044

Составитель B.Îðëoâ

Редактор Л.Пчолинская Техред М.яндык, Корректор И.?1уска.

Заказ 4248 Тираж Подписное

ВНИИПИ Гасударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101 выход "Больше верхней границы" и выход признака попадания в границы интервала блока сравнения соединены соответственно с вторым входом первого

В . Ье блока элементов И, с вторым входом второго блока элементов И и с первым входом элемента И, вход первого элемента задержки подключен к информационному входу коррелятора, а выход к счетному входу второго счетчика и через вторрй элемент задержки — к второму входу элемента И, выход второго счетчика соединен с информационным входом блока сравнения и третьим входом первого элемента ИЛИ, вход запуска первой, пачки, вход запуска -ttTgyoA пачки и выход генератора пачки импульсов соединены соответственно с выходом "Меньше нижней границы" блока сравнения, с выходом

"Больше верхней границы" блока сравнения и первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом элемента И, а выход — с тактовыми входами накопителей группы, информационные входы которых соединены с соответствующими входами и-разрядного регистра сдвига, информационный ttxop, которого соединен с выходом блока масштабирования, вход которого через третий эле.мент задержки соединен с выходом первого элемента ИЛИ.