Устройство для определения знаковой корреляционной функции

 

Изобретение относится к вычислительной технике. Цель изобретения - повышение быстродействия. Устройство содержит два детектора 1, 2 знака, формирователи 3,4 импульсов, блок прерывания 10, преобразователи 13, 14 Ж время - код, блок 15 синхронизации, коммутатор 8. Предусмотрены аппаратные и программные средства обнаружения случаев недостаточной разрядности двоичного слова для вычисления знакоьой корреляционной функции и коррекции результатов вычисления, которые проводятся с использованием информации о знаке сигнала, представленного в виде последовательности двоичных чисел, значение каждого из которых равно количеству интервалов дискретизации , на протяжении которых знак сигнала не меняется. 2 з.п. ф-лы, 5 ил. (Л

СОЮЗ. СОЕЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕО(1УБ ЛИК (19) (111 (51) 5 G 06 F 15/336

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМЪ(СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4494358/24 (22) 13.09.88 (46) 15.02,91. Бюл. У 6 (72) II.È. Ланин и О.И. Иванов (53) 681.3(088.8) (56) Патент Великобритании Х - 2023316. кл. 6 06 F 15/34, 1979. (54) УСТРОЙСТЧО ДЛЯ ОПРЕЦЕЛЕНИЯ ЗНАКОВОЙ КОРРЕЛЯЦИОННОЙ ФУНКЦИИ (57) Изобретение относится к вычислительной технике. Цель изобретения— повьавение быстродействия. Устройство содержит два детектора 1, 2 знака, формирователи 3,4 импульсов, блок прерывания 10, преобразователи 13, 14

2 время — код, блок 1S синхронизации, коммутатор 8. Предусмотрены аппаратные и программы.1е средства обнаружения случаев недостаточной разрядности двоичного слова для вычисления знаковой корреляционной функции и коррекции результатов вычисления, которые проводятся с использованием информации о знаке сигнала, представленного в виде последовательности двоичных чисел, значение каждого из которых равно количеству интервалов дискретизации, на протяжении которых знак сигнала не меняется. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

3 1628067 4 ва.

Па фиг.l представлена структурная схема предложенного устройства; на фиг.2 - алгоритм вычисления знаковой корреляционной функции; на фиг ° 3в функциональная схема первого и второго формирователей импульсов, на фиг. 4— схема преобразователя время — код;

Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники и предназначено для оперативного определения знаковой корреляцион5 ной функции текущего стационарного случайного процесса.

В известном устройстве информация о случайном сигнале, записываемая в память данных ЭВМ, имеет большую избыточность. Каждое записываемое слово содержит не только необходимую ин-формацию, о длительности положительного или отрицательного периода случайного сигнала, но и информацию о времени, прошедшем с начала периода измерения до момента смены полярности сигнала. Это является причиной необходимости большого объема памяти для записи входных данных и низкого 20 быстродействия, обуславливаемого большой разрядностью обрабатываемых слов.

Цель изобретения — повышение бы- стродействия.

В устройстве информация о знаке 25 исследуемого сигнала представляется в виде последовательности двоичных чисел, значение каждого из которых равно количеству интервалов дискретизации, на протяжении которых знак сиг-30 нала не меняется. Применение указанного способа записи информации о знаке сигнала приводит к значительному сокращению объема памяти данных, необходимой в дальнейшем для записи в

ЭВМ входной информации, а также к повышению быстродействия устройства эа счет уменьшения разрядности обрабатываемых слов и реализации более быстрого алгоритма вычисления знаковой 40 корреляционной функции.

Применение, преобразователей время — 1.од обеспечивает учет тех ситуаций, когда разрядности двоичного слова недостаточно для записи данных о 45 продолжительности интервала времени, на протяжении которого знак сигнала не меняется. При вычислении знаковой корреляционной функции обеспечивается обнаружение каждого случая недостаточной разрядности двоичного слона фиг. 5 — функциональная схема коммутатора.

Устройство (фиг.l) содержит первый и второй детекторы 1,2 знака, первый 3 и второй 4 формирователи импульсов, выход 5 признака вмены знака первого сигнала, выход 6 кода длительности, выход 7 признака смены знака второго сигнала, коммутатор

8, выходы 9, 10 сигнала предельной, длительности, вход 11 задания номера входного сигнала, вход 12 разрешения считывания кода длительности входного сигнала, преобразователи 13, 14 время — код, блок 15 синхронизации, информационные входы 16. Формирователи 3,4 импульсов содержат (д>иг.3) одновибраторы 17,18, элемент НЕ 19, элемент И 20, элемент ИЧИ 21, RS-триггер

22, входы 23, 24, выход 25.

Преобразователь время — код (фиг-4) кода длительности 13 (14) содержит входы 26, 27, выходы 28,29, счетчик 30, элемент И 31, элемент

ИПИ 32.

Коммутатор 8 (фиг.5) содержит адресный вход 33, дешифраторы 34, 35 и 36, элементы И 37 38 и 39, шиные формирователи 40,41.

Знаковая корреляционная функция

Ч(Кас) определяется в результате обработки последовательностей двоичных чисел, отображающих информацию о полярности сигналов, поступающих на входы коррелятора. Коррелятор преду-. сматривает работу совместно с ЭВМ таким образом, что

К

R (K d t ) = —, Б 1 р и (Х (и d t ) х

В-1

X sign Y(nest-Kht)), (1) ! где h t — интервал дискретизации;

Кас — интервал сдвига;

Х,У вЂ” сигналы на входах коррелятора;

N — общее число выбора за период измерения Т.

Интервал дискретизации исследуемых сигналов Qt зависит от их спектра и требуемой точности представления. В большинстве случаев интервал дискре" тизации исследуемых сигналов значительно меньше времени, в течение которого полярность сигнала не меняется.

Информация о знаке сигнала может быть представлена битовой последовательностью: 0000 11111 000 lllllll

00000011.

8067 6

11 11 I > Ч!, 11 ° >1 ного сигнала из 0 н l 1.ли из в "01 на выходе соотнетстлующег1 формирователя 3 илп 4 нырабат;п,aeгс;1

5 импульс который поступая на вход пп е 1 j рывания ЭВМ, инициирует пер»..cä ее на требуемую подпрограмму. В резуль->от е выполнения . сдпро гр аммм пр е1 ынания 3ВМ через коммутатор 8 счит,>нает

1д код длительности, вырабатываемый одним из преобразователей 13 или 1-".

После считывания кода дпительности блок 15 синхронизации на тором или третьем выходе вырабатывает сигнал, который, по:тупая на вход сброса соответствующего преобразователя

13 или 14, устанавливает его в исходное состas!!!Ire, В случае, если количество интер20 валов дискретизации. на протяжении которых знак сигнала не меняется, 1ре«b!>1!aex коэФфициент I!I ресчета преобразователя 13 или 14, на вы.<оде

cc: нетстгук>щего преобраз:эна геля 13

25 I!и 1 1 нырабатынается сигнал, сниг>ь т E r! bñò â÷rorrnré о де с тижспии пр едел ь1епй ДЛИтЕЛЬНОСтИ. Эт,. Г "Irl Нач, ПОЭТУ ая на нход прерывания ЭВМ, инициирует запись в сопт>1о>стну>обдув ячейку

30 памяти ЗВМ кода, рагиого М-l, rfe

М вЂ” коarl>r>>>rrrrиент псресчета преобразонат1 ля 1 3;1ли 14, rI;.I последующем

sbwIrcrreIrI!Ir знаковой кс рреа>а1,". онной функци>1 обрабатываемые данные сранни35 наются с кодом М- 1. Если слово данных равно M-1, то пронзнодится коррекция результата вычисления, Сравнение обрабатываемых данных с кодом М- 1 может быть реализовано программным или

4п аппаратным способом.

1. Устройство для определения

45 знаковой корреляционной функции, содержащее дна детектора знака, дна формирователя импульсов, первый преобразователь время — код, блок синхронизации, коммутатор, причем входы

50 первого и второго детекторов знака являются соответствующими и. формационными входами устройства, выходы первого и второго детекторон знака соединены соответственно с информа55 ционными входами первого и второго

Формирователей импульсов, выходы которых являются соответственно первым и вторым выходами сигнала изменения знака устройства, информацион5 162

В приведенной последовательности каждый бит отображает значе п е знака сигнала в соответствующий интервал дискретизации.

Приведенная битовая последовательность беэ потери информации может быть представлена в виде: 4,5,3,7,6,2. Т.е. каждое число соответствует количеству интервалов дискретизации, в течение которых знак сигнала не меняется.

Предполагают, что нахождение знаковой корреляционной функции осуществляется . в результате обработки данных, предст.>вленных в указанном виде.

Коррелятор работает следующим образом.

Процесс вычисления корреляционной функции можно разделить на дна этапа: запись данных об исследуемых сиг.:злах; обработка записанных данных, т.е. вычисление знаковой корреляционной функции. При этом возможна реализац ir следующих режимов работы: запись данных о полярности исследуемых сигналэн в i.-й период измерения с одновременной обработкой данныхр записанных н (i-1)-й период измерения (конвейерный режим); запись и обработка данных в i-й период измерения.

Работа знакового коррелятора н конвейерном режиме.

В начале каждого периода измерения на выходе коммутатора 8 вырабатывается сигнал, который, поступая на входи начальной установки формирователей 3,4 преобразователей 13, 14, устананлинает их в исходное состояние.

В исходном состоянии на разрядных выходах преобразователей 13,14 устанавливается код, равный нулю. С разрядных выходов преобразонателей !3, 14 двоичный код поступает на информационные входы коммутатора. Исследуемые аналоговые электрические сигналы и поступают на входы первого и второго детекторов 1,2 знака, которые могут быть выполнены на основе последовательно соединенных усилителя и триггера Шмидта, Детектор 1 (2) знака преобразует входной сигнал в цифровую форму. На

11 11 его входе вырабатывается сигнал 0 если входной сигнал положительный, и сигнал "1", если входной сигнал отрицательный. Двоичный сигнал с выходов детекторов 1,2 знака поступает на выходы соответствующих формироватепед 3 4. Прн переходе значения входФормула изобретения

1628067 иый выход первого преобразователя время - код соединен с первым информацио««««ь«м входом коммутатора, выход признака коммутации которого сое5 динен с входами начальной установки первого и второго блоков формирования импульсов и первого преобразователя время — код, тактовый вход которого соединен с первым выходом блока синхронизации, адресный вход коммутатора является входом задания номе а входиого сигнала устройства, инфор— цйонный выход коммутатора является выходом кода длительности входного сигнала устройства, стробирующий вход коммутатора является входом разрешения считывания кода длительности устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия,в него введен второй преобразователь время — код, причем информационные выходы сигнала предельной длительности первого и второго преобразователей время — код являют- 25 ся соответственно выходами предельной длительности первого и второго сигналов устройства, тактовые входы первого и второго преобразователей время — код соединены с первым выходом 30 блока синхронизации, второй и третий выходы которого соединены с входами сброса соответственно первого и второго преобразователей время — код, первый и второй входы останова блока синхронизации соединены соответственно с выходами признака Сигнала первого выхода и признака сигнала второго выхода коммутатора, второй информационный вход которого соединен с ин — 4p формационным выходом. второго преобразователя время — код, вход начальной установки которого соединен с выходом признака коммутации коммутатора, 2 ° Устройство по и. 1, о т л и — 41 ч а ю щ е е с я тем, что преобразователь время — код содержит счетчик, элемент И и элемент ИЛИ, причем счет««ый вход счетчика является тактоВым входом преобразователя, первый и второй входы элемента ИЛИ являются соответственно входом начальной установки и входом сброса преобразователя, выход элемента ИЛИ соединен с входом установки в 0 счетчика, разрядные выходы которого соединены с соответствующими входами элемента И и образуют информационный выход преобразователя, выход элемента И соединен, с третьим входом элемента ИЛИ и является выходом сигнала предельной длительности преобразователя.

3. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что коммутатор содержит три дешифратора, три элемента И и два шин«ых формирователя, причем вход первого дешифратора соединен с входами второго и третьего дешифраторов и является адресным входом коммутатора, выходы первого, второго и третьего дешифраторов соединены с первыми входами соответствующих элементов И, второй вход первого элемента

И соединен с вторыми. входами второго и третьего элементов И и является стро-бирующим входом коммутатора, выход первого элемента И является выходом признака коммутации коммутатора, выход второго элемента И соединен с управляющим входом первого шинного формирователя и является выходом гризнака сигнала первого входа коммутатора, информационные входы первого и второго шинных формирователей являются соответственно первым и вторым информационными входами коммутатора, вы" ходы первого и второго шинных формирователей через монтажное ИЛИ подклю" чены к информационному выходу коммутатора, выход третьего элемента И соединен с управляющим входом второго шинного формирователя и является выходом признака сигнала второго входа коммутатора.

1Ь2о067

Фиг.2

1628067 фиг. Ю

Фиг.4

1628067

Составитель И. Орлов

Редактор Ч. Келемеш Техред Л.Олийнык Корректор М, Кучерявая

Заказ 342 Тираж 402 Подписное

ВНИИПИ Государственного 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