Адаптивный коррелометр

 

О--Й- Й С Г

НИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

С иоз Советских

Социалистических

Республик

<» 696478 (61) Дополнительное к авт. свид-ву В 602952 (22} Заявлено01.0777 (21) 2501736/18-24 с присоединением заявки Но (23) Приоритет

Опубликовано05.11.79. Бюллетень М 41

Дата опубликования описания 08-11.79 (51)М. Кл.

Q 06 F 15/34

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 681, 323 (088. 8) (72) Авторы изобретения

В.A. Прянишников и М.А, Утин (71) Заявитель (54) АДАптиВный кОРPE$IGMETP

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и, в частности, к специализированным средствам, предназначенным для аппаратурного измерения статистических (вероятностных) характеристик случайных процессов, В основном авторском свидетельстве СССР Р 602952 описан адаптивный коррелометр, содержащий первый и второй аналого-цифровые преобразователи, входы которых являются соответственно первым и вторым входами .коррелометра, и выходы подключены соответственно к первому и второму входам блока умножения, выход которого через усреднитель соединен со входом первого накопителя, выход которого подключен ко второму входу усреднителя, ко входу экстраполятора 20 и к первому входу блока определения погрешности, второй вход которого соединен с выходом экстраполятора, а выход — с первым входом блока сравнения, второй вход которого подклю25 чен к первому выходу блока задания погрешности, выход блока сравнения соединен с первым входом сумматора, второй вход которого подключен к выходу второго накопителя, информацион- 3ц ный вход которого соединен с выходом сумматора, второй вход первого аналого-цийпового преобразователя накопителей и счетчика-делителя объединены и подключены к преобразователю кода, первый вход которого подключен к выходу генератора импульсов, а второй — к выходу второго накопителя, выход счетчика делителя соединен с управляющим входом второго аналого-цифрового преобразователя (1), Это известное устройство построено по параллельно-последовательному принципу и осуществляет адаптивное измерение корреляционной функции с использованием принципа накопления по индексу (синхронное накопление). измерение совокупности ординат корреляционной функции осуществляется с адаптивным шагом по аргументу, который корректируется по результатам сравнения действительной и заданной (З погрешностей восстановления, а процесс адаптации заканчивается после достижения равенства д = во всем диапазоне изменения аргумента корреляционной функции.

Указанная особенность, т.е. требование выполнения равенства -- з °

696478 приводит к необходимости задания минимального шага дискретности аргумента (задержки) достаточно малой величины, Объем накопителя задержки определяется величинбй шага дискретности и необходимым диапазоном изменения задержки), тем больший требуется объем накопителя. Это приводит к увеличению времени сходимости ,адаптивного алгоритма измерения корреляционной функции и следовательно, к увеличению времени анализа иссле дуемых процессов.

Цель изобретения — повышение быстродействия, т.е. уменьшение времени анализа исследуемых процессов.

Поставленная цель достигается тем, что в адаптивном коррелометре по авторскому свидетельству СССР Р 60? 952 вход блока задания погрешностей соединен с выходом первого накопителя, а второй выход блока задания погрешностей соединен с третьим входом блока сравнения.

Второе отличие адаптивного коррелятора состоит в том, что блок задания погрешностей содержит элемент выделения максимума, вход которого является входом блока задания погрешностей,выход элемента выделения максимума .соединен с первым входом первого элемента деления, второй вход которого подключен к выходу элемента задания величины отклонения, а выход - соединен с первым входом второго элемента деления, второй вход которого нодключен.к выходу элемента задачия величины эоны нечувствительности, выходы элементоз деления являются соответственно. первым и вторым выходами блока задания погрешнсютей.

Третье отличие адаптивного коррелометра состоит в том,что блок сравнения содержит первый и второй элементы вычитания, элемент формирования корректирующего сигнала, выход которого является выходом блока сравнения, первый и второй входы первого элемента вычитания и первый вход второго элемента вычитания являются соответственно первым, вторым и третьим входами блока сравнения, первый выход первого элемента вычитания соединен с первым входом логического элемента с тремя устойчивыми состояниями, второй вход которого подключен к выходу второго элемента вычитания, второй вход которого соединен со вторым выходом первого элемента вычитания.

На чертеже представлена структур ная схема адаптивного коррелометра.

Адаптивный коррелометр содержит аналого-цифровые преобразователи 1, блок умножения 2, усреднитель 3, накопители 4 и 5, экстраполятор 6, блок определения погрешности 7,блок сравнения 8, сумматор 9, преобразо-. ватель кода 10, счетчик-делитель 11, генератор импульсов 12 и блок задания погрешности 13 Блок задания 13 содержит элемент выделения максимума 14, элементы деления 15 и 16, элемент задания величины отклонения

17 и элемент задания величины нечувствительности 18. Блок сравнения 8 содержит элементы вычитания 19 и 20 и элемент формирования корректирующего сигнала 21. Входы преобразователей 1 соединены со входами коррелометра, а выходы — со входами блока умножения 2. Выход последнего через усреднитель " связан со входом накопителя 4. Выход накопителя 4 соединен со входами экстраполятора 6 и элемента выделения максимума 14, а также со вторыми входами усреднителя

3 и блока определения погрешности

7, первый вход последнего подкл:очен к выходу экстраполятора б„а выход— к первому входу элемента вычитания

19. Выход элемента 14 связан с первь л входом элемента деления 15, вто75 рой вход которого соединен с выходом элемента задания величины отклонения

17 а выход — с первым входом элемента деления 16 и вторым входом элемента вычитания 19. Второй вход элемента деления 16 подключен к выходу элемента задания величины зоны нечувствительности 18, а выход — ко второму входу элемента вычитания 20.

Первый и второй выходы элемента 19 подключены соответственно к первым входам элемента формлрования корректирующего сигнала 21 и элемента вычитания 20. Второй вход элемента 21 связан с выходом элемента 20, а выход — с первым входом сумматора 9. (0 Второй вход последнего соединен с выходом накопителя 5 и первым входом. преобразователя кода 10, а выход— со входом накопителя 5, Второй вход преобразователя кода 10 подключен .. к выходу генератора импульсов 12, а выход — ко вторым входам накопителей 4 и 5, к управляющему входу первого аналого-цифрового преобразователя 1 и, через счетчик-делитель 11, к управляющему входу второго преобразователя 1.

Устройство работает следующим образом. Входные сигналы поступают на аналого-цифровые преобразователи аналог-код 1, осуществляющ е преобразование сигналов в моменты прихода импульсов запуска с преобразователя кода 10 и счетчика-делителя ., Преобразованные сигналы поступают на блок умножения 2, с выхода которого сигнал, пропорциональный их произве дению, поступает на вход усреднителя 3, а с его выхода на накопитель

4. В усреднителе 3 осуществляется формирование промежуточных значений ординат корреляционной функции„ а в

69б478 накопителе 4 — их хранение. В экстраполяторе б осуществляется восстановление корреляционной функции иэ поступающих с накопителя 4 ординат по заданной функции восстановления. В блоке определения погрешности 7 определяется действительная погрешно ть восстановления $ — как максиА

M .a lое отклонение восстановленной ф;- .ции от измеренной. В блоке задания погрешности 13 формируются абсолютн1;е значения заданных величины отклонения с и величины эоны нечувствительности д 9+, Абсолютные значения и ь формируются в результате деления в блоках деления 15 и 1б,мак симального значения корреляционной функции Р(С), выделенного в элементе выделенйя 14, на значения заданных в элементах 17 и 18 соответственно величины отклонения g и зон ны нечувствительности Ь з, в соответствии с выражениями:

/ (max/ /+ )marl

1с,-, Й,я дц

Таким образом, "àäàííàÿ погреш- д5 ность восстановления формируется в соответствии с выражением:

1н= 1,1 — % .

Введение эоны нечувствительности д позволяет существенно снизить требования к величине шага дискретнос ти задержки, а следовательно увеличить скорость сходимости адаптивного алгоритма измерения корреляционной функции, т,е уменьшить продолжитель-З5 ность анализа-исследуемых процессов. управляющее воздействие, необходимое для корректировки величины шага задержки, формируется в блоке сравнения 8. В элементе вычитания 19 срав- 40 .ниваются значения Йс и g>. На первом выходе формируется сигнал: (1пРи /5ь <Цд з18" (/ "д "с б ри / /ъ g„ 45 а на втором выходе: 1д (йд /- .) а- а / д = д" .

Формула изобретения

1. Адаптивный коррелометр по авторскому свидетельству 9 602952, 50

В блоке вычитания 20 формируется сигнал

e з) п (4 /- „) = упри ЬХ д (5

2 А опри Ь д/> ь1, сигналы 8 и 9 поступают на логи" . 60 ческий элемент 21, с выхода которого корректирующее воздействие - х поступает на сумматор 9. Корректирующее воздействие 8х формируется в соответствии с таблицей: 65

При Ох ранном (+1) и (-1) содержимое сумматора 9 соответственно или увеличивается, или уменьшается на единицу. При Ох = 0 корректировки не происходит. Таким образом, если значение ординат корреляционной функции находится н зоне определяемой как (+ л F т.е. равной 2 ь g то корректирующее воздействие не формируется.

В каждой ячейке накопителя 5 находится число, показывающее количество квантов в шаге задержки ординаты корреляционной функции, находящейся в соответствующей ячейке накопителя

4. Преобразователь кода 10 осуществляет преобразование кодов шагов задержки в последовательность импульсов. Положение двух соседних импуль" сон однозначно соответствует величине шага задержки, который преобразуется в данном такте. Импульсы с выхода преобразователя кода 10 осущест. вляют запуск первого аналогоцифрового преобразователя l, синхронизируют работу накопителей 4 и 5 и, поделенные на число m, равное числу определяемых ординат, осуществляют запуск второго аналогоцифрового преобразователя 1.

Коррелометр работает циклически, причем н начальный момент работы н накопителе 4 информация отсутствует, а в накопителе 5 должна быть занесена информация о Величине начальных шагов задержки, например минимально возможная величина, В каждом цикле осуществляется формирование оценки корреляционной функции (по некоторому объему выборки) и корректировка шагов задержки,в соответствии с корректирующим воздействием 6к, ПРоцесс адаптивного измерения корреляционной функции заканчивается при выполнении соотношения:

Введение дополнительных элементов и связей в известную структуру принодит к уменьшению необходимого вре мени анализа исследуемых процессов.

Указанное положительное свойство позволяет повысить эффективность работы адаптивных коррелометров при одновременном расширении области использования. отличающийся тем,что, с целью повышения быстродействия н нем вход блока задания погрешностей соединен с выходом первого накопителя, а второй выход блока задания погрешностей соединен с третьим входом блока сравнения.

2. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок задания погрешностей содержит элемент выделения максимума, вход которого является входом блока задания погрешностей, выход элемента выделения максимума соединен с первым входом первого элемента деления, второй вход которого подключен к выходу эле- 5 мента задания величины отклонения,а выход - соединен с первым входом второго элемента деления, второй вход которого подключен к выходу элемента зацания величины зоны нечувствительности, выходы элементов деле2О ния являются соответственно первым и вторым вь3ходами блока задания погрешностей.

3, Устройство по пп.1 и 2,о тл и ч а ю щ е е с я тем, что блок сравнения содержит первый и второй элементы вычитания, элемент формирования корректирующего сигнала, выход которого является выходом блока сравнения, первый и второй входы первого элемента вычитания и первый вход второго элемента вычитания являются соответственно первым, вторым и третьим входами блока сравнения, первый выход первого элемента вычитания соединен с первым входом логического элемента с тремя устойчивыми состояниями, второй вход которого подключен к выходу второго элемента вычитания, второй вход которого соединен со вторым выходом первого элемента вычитания.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 602952, кл . G 06 F 15/34, 1976 .

Составитель B. Жовинский

Реаакто . 3 бов тex ex H вабуРка ко екто

Заказ 6769/50 Тираж 780 Подписное

ПЯИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113335 Косква, Ж-35 pa ùñê ваб.. 4

Филиал ППП Патент, г, Ужгород, ул, Проектная, 4