Адаптивный коррелометр

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено14.06. 76 (21) 2 3 72 1 73/18-24 с присоединением заявки № (23) ПриоритеТ(43) Опубликовано 15 04.78.Бюллетень № 14 (45) Дата опубликования описания g,c>, os, vg, (21) 602952 (52) М. Кл.

G 06 F 15/34

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делам изооретений и открытий (53) УДК 681.323 (088.8) (?2) Авторы изобретения

В. А. Прянишников, Э. П. Тихонов и М. А. Утин (?1) Заявитель (54) АДАПТИВНЪ|Й КОРРЕЛОМЕТР

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и, в частIIocTH к специализированным средствам, пре1назначенным для аппаратурного измерения ста тистических (вероятностных) характеристик случайных процессов.

Известно одноканальное устройство, измеряющее корреляционные функции (1), содержащее аналого-цифровые преобразователи, блоки умножения-усреднения, запоминания, синхронизации, управления и адаптации, вентили и коммутатор уплотнения.

Известно устройство (2), содержащее аналого-цифровые преобразователи, блок управляемой задержки, блоки управления н формирования модуля разности, блоки формирования оценки и задания ошибки, блоки умножения и формирования задержки, схемы сравнения, ключ-вычитатель, накапливающий сумматор и реверсивный счетчик.

Указанные устройства измеряют корреляционные функции с адаптивным шагом по аргументу. Однако использованный в них последовательный метод существенно увеличивает необходимую. продолжительность измерения.

Известен также коррелометр (3), содержащий первый и второй накопители, преобразователи аналог-код, входы которых являются 25 соответственно первым и вторым входами коррелометра, а выходы соединены со входами блока умножения, выход которого через усреднитель подключен ко входу первого накопителя, выход которого соединен с другим входом усреднителя. Это устройство — параллельно-последовательного действия с синхронным накоплением, содержит, кроме перечисленных блоков, коммутатор, преобразователь коданалог и блок индикации.

Процесс измерения в таком устройстве осуществляется с постоянным шагом дискретизации корреляционной функции по аргументу.

Указанная особенность приводит к тому, что и ри восстановлении измеряемой функции погрешность восстановления, из-за различной скорости изменения корреляционной функции на разных участках аргумента, различна, что, в свою очередь, приводит к появлению информационной избыточности в результатах измерения.

Целью изобретения является повышение точности и увеличение диапазона изменения аргумента коррел яционной функции, а также уменьшение информационной избыточности в результатах измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в коррелометр введены экстраполятор, блок

602952 ключены ко входам блока умножения 2, выход которого соединен с первым входом усреднителя 3. Выход последнего соединен со входом накопителя 4, выход которого подключен ко вторым входам усреднителя 3 и блока определения погрешности 7, а также ко входу экстраполятора 6. Выход последнего соединен с первым входом блока определения погрешности 7, выход которого подключен к первому входу блока сравнения 8, второй вход которого подключен к выходу блока задания погрешности

13, а выход — к первому входу сумматора 9.

Выход сумматора 9 соединен со входом накопителя 5, второй вход сумматора — с выходом накопителя 5 и первым входом преобразователя кода 10. Выход последнего соединен с тактовыми входами накопителей 4 и 5, с управляющим входом одного из преобразователей аналог-код 1 и через счетчик-делитель 11 — с управляющим входом другого преобразователя аналог-код 1. Выход генератора импульсов 12 соединен с вторым входом преобразователя кода 10.

Устройство работает следующим образом.

Входные сигналы поступают соответственно

50 на преобразователи аналог-код 1, осушествляющие преобразование сигналов в моменты прихода импульсов запуска с преобразователя кода 10 и счетчика-делителя 11. Преобразованные сигналы поступают на блок умножения 2, с выхода которого сигнал, пропорциональный их произведению, поступает на вход усреднителя 3, а с его выхода — на накопитель 4, своим выходом связанный со вторым входом усреднителя 3. В обоазованном усреднителеи 3 ьо определения погрешности, блок задания погрешности, блок сравнения, су .. чтор, преобразователь кода, генератор.импул-.сов и счетчик-делитель, причем выход перт;ого накопителя соединен со входом экстрапслятора и первым входом блока определени, погрешности, второй вход которого подключ;н к выходу экстраполятора, а выход — к и рвому входу блока сравнения, второй вх,д которого соединен с выходом блока задания погрешности, а выход подключен к пергом, входу сумматора, выход которого соеди гн со входом второго накопителя, тактовь.. вход которого подключен к выходу преобразователя кода, к управляющему входу первого преобразователя аналог-код, к тактовому входу. первого накопителя и через счетчик-делитель — к управляющему входу 15 второго преобразователя аналог-код, второй вход преобразователя кода подключен к выходу генератора импульсов, а второй вход сумматора соединен с выходом второго накопителя и первым входом преобразователя кода.

На чертеже представлена структурная схема предлагаемого адаптивного коррелометра.

Адаптивный коррелометр содержит преобразователи аналог-код 1, блок умножения 2, усреднитель 3, накопители 4 и 5, экстраполятор 6, блок определения погрешности 7, блок сравнения 8, сумматор 9, преобразователь кода 10, счетчик-делитель 11, генератор импульсов 12 и блок задания погрешности 13.

Выходы преобразователей аналог-код 1 под- и накопителем 4 кольце осуществляется так называемое накопление по индексу, или синхронное накопление. С выхода накопителя 4 ординаты оценки корреляционной функции поступают в экстраполятор 6, в котором по заданной функции восстановления осуществляется восстановление корреляционной функции.

Например, для функции восстановления, заданной интерполяционным многочленом нулевой степени (ступенчатая интерполирующая функция), восстановленная функция представляется отрезками прямой, проходящими через значения ординат оценки корреляционной функции параллельно оси ее аргумента. В этом случае экстраполятор может быть выполнен, например, в виде регистра памяти на одно слово, время хранения которого определяется частотой выборки из накопителя 4. В блоке определения погрешности 7 определяется погрешность восстановления — как максимальное отклонение восстановленной функции от йзмеренной. В блоке сравнения 8 сравниваются действительная и заданная погрешности восстановления. Блок сравнения работает в соответствии с выражением:

t l при ;>Cq (Я E ? = О пР -1 при E>(E> где Е и Я вЂ” заданная и действительная погрешности восстановления соответственно.

Таким образом, в каждом такте сравнения со схемы сравнения 8 на вход сумматора 9 поступает или (+1), или О, или (-1).

В каждой ячейке накопителя 5 находится число, показывающее количество квантов в шаге задержки ординаты корреляционной функции, находящейся в соответствующей ячейке накопителя 4. Накопители 4 и 5 содержат

m ячеек (m — число ординат корреляционной функции) и выполнены, например, в виде сдвигаюших регистров. С выхода накопителя 5 информация о величине шага задержки поступает на преобразователь кода 10, осуществляющий, например, преобразование двоичного параллельного кода в последовательный позиционный код. Таким образом преобразователь кода 10 вырабатывает импульс запуска преобразователя 1, положение которого от предыдущего импульса запуска однозначно соответствует величине шага задержки преобразуемого в данном такте. Генератор импульсов !2 синхронизирует работу преобразователя кода 10, с выхода которого импульсы запуска поступают на первый преобразователь аналог-код и через счетчик-делитель 11 — на второй-преобразователь аналог-код. Счетчик-делитель 11 осуществляет пересчет импульсов выборки с коэффициентом пересчета m (равным количеству ординат корреляционной функции). В зависимости от результатов сравнения C u

С> происходит корректировка величин шагов задержки каждой ординаты корреляционной функции, за счет чего и осуществляется процесс адаптации ее измерения по аргументу.

В случае отсутствия априорных сведений о параметрах корреляционной функции, в резульгате измерения погрешность восстановления

602952

Формула изобретения

Сос1авитель В. Жовинскнй

Техред О. Луговая Корректор П.Макаревин

Тираж 826 Г1одписное

Редактор М. Трофимова

Заказ 1851/45

LLHkl HllH Государственного комитгп а Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий!

13035, Москва, Ж-35, Раушская наб.; д. 4 5

Филиал П11Г1 «Патент», г. Ужгород, ул. Г!роек ная. 4 может принимать произвольные значения при использовании известного - устройства, тогда как в предлагаемом устройстве величина этой погрешности задается (при фиксированном числе ординат). В этом смысле понимается уменьшение погрешности восстановления. Процесс адаптации заканчивается после достижения равенства — — Г во всем диапазоне. изменения аргумента корреляционной функции. В случае наличия априорной информации о виде корреляционной функции при фиксированном числе ординат, заданной погрешности восстановления и выбранном виде восстанавливающей функции, в устройстве увеличивается диапазон измерения аргумента измеряемой корреляционной функции и одновременно сокращается избыточность в результатах измерения по сравнению с прототипом. Синхронизация работы накопителей 4 и 5 и преобразователей аналог-код 1 осуществляется последовательностью импульсов, вырабатываемых преобразователем кода 10 и несущих информацию î 2о шаге задержки. В начальный момент работы устройства в накопителе 4 информация отсутствует, а в накопителе 5 должна быть записана информация о величине шагов задержки, например, минимально возможная величина. Устройство работает циклически. В каждом цикле осуществляется накопление оценки корреляционной функции и корректировка шагов задержки для всех ординат и далее цикл повторяется до достижения равенства

Сз «6 .

ЭО

Введение дополнительных элементов и связей в известную структуру приводит к тому, что при одинаковом числе ординат удается существенно уменьшить погрешность восстановления измеряемой функции, увеличить диапазон изменения аргумента измеряемой функции при одновременном сокращении избыточности в результатах измерения.

Указанные свойства позволяют существенно увеличить эффективность измерения корреляционных функций при одновременном расширении области использования.

Адаптивный коррелометр, содержащий первый и второй накопители, преобразователи аналог-код, входы которых являются соответственно первым и вторым входами коррелометра, а выходы соединены со входами блока умножения, выход которого через усреднитель подключен ко входу первого накопителя, выход которого соединен с другим входом усреднителя, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и увеличения диапазона изменения аргумента корреляционной функции, в коррелометр введены экстраполятор, блок определения погрешности, блок задания погрешности, блок сравнения, сумматор, преобразователь кода, генератор импульсов и счетчик-делитель, при;ем выход первого накопителя соединен со входом экстраполятора и первым входом блока определения погрешности, второй вход которого подключен к выходу экстраполятора, а выход — к первому входу блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом блока задания погрешности, а выход подключен к первому входу сумматора, выход которого соединен со входом второго накопителя, тактовый вход которого подключен к выходу преобразователя кода, к управляющему входу первого преобразователя аналог-код, к тактовому входу первого накопителя и через счетчик-делитель — к управляющему входу второго преобразователя аналог-код, второй вход преобразователя кода подключен к выходу генератора импульсов, а второй вход сумматора соединен с выходом второго накопителя и первым входом преобразователя кода.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР № 477419, кл. G 06 F 15/34, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР № 450179, кл. G 06 F 15/34, 1975.

3. Журнал «Хьюлеп Паккард», № 3, V 21, ноябрь 1969.