Адаптивный коррелометр

 

итхх,",.".-1::a хищна (О rI И -""ДАВЯ вЂ” Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик 732887

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

{6I ) Дополнительное K ввт . свил-ву . (22)Заявлено 15.11 77(21) 2545693/18-24 (5l)lN. Кл. с присоелинением заявки ¹

G 06 F 15/34

Гасударственный комитет (23 ) Приоритет ло -долам изобретений н открытий

Опубликовано 05.05.80 Бюллетень ¹ 17

Дата опубликования описания 05.05.80 (5ЦУДК 681.ЗгЗ (088.8) В. А. Прянишников, Э. П. Тихонов и М. А, Утин (72) Авторы изобретения (7I ) Заявитель (54) АДАПТИВН6!Й КОРРЕЛОМЕТР

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности, к специализированным средствам, предназначенным цля аппаратурного определения статистических (вероятностных)

5 характеристик случайных процессов.

Известно устройство, содержащее аналого-цифровые преобразователи, блок управляемой задержки, блоки управления и формирования модуля разности, блоки формирования оценки и задания ошибки, блоки .умножения и формирования задержки, схемы сравнения, ключ-вычитатель накапливающий сумматор и реверсивный счетчик, и позволяющее определить корреляционную функцию с адаптивным шагом по аргументу (1.1

Однако использованный в устройстве последовательный метод существенно увеличивает необходимое время определе— ния совокупности ординат оценки корреляционной функции.

Наиболее близкич к предлагаемому является адаптивный коррелометр, содер-. жащий первый и второй преобразователи аналог-код, входы которых являются соответственно первым и вторым входами коррелометра, выход первого преобразователя аналог-код соединен с первым входом блока умножения, второй вхоц которого подключен к выходу блока памяти, I первый информационный вход которого соединен с выходом второго преобразователя аналог- код управляющие входы преобразователей аналог — код и блока па- . мяти подключены к первому выходу счетчика, вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а второй выход— с управляющими входами первого и второго накопителей, вход первого накопителя соединен с выходом блока усреднения, первый вход кбторого подключен к выходу блока умножения, а второй — к выходу первого накопителя, ко вхоцу экстраполятора и к первому входу блока определения погрешности, второй вход которого соецинен с выходом экстраполятора, выход блока определения погрешности под732887

50

55 ключен к первому входу блока сравнении, второй вход которого соединен с выходом блока задания погрешности, выход блока сравнения подключен к первому входу первого сумматора, второй вход которого соединен с выходом второго накопителя, вход которого подключен к выходу первого сумматора (2)

В указанном устройстве определм ие корреляционной функции идет с адаптивным 10 шагом по аргументу, однако каждая ордината формируется из некоррелированных выборок, идуших с интервалом времени, кратным периоду выборок второго преоб- разователя аналог-код. При фиксированном времени анализа, дискретизация входных сигналов с укаэанным периодом приводит к увеличению статистической погрешности оценки корреляционной функции по сравнению с дискретизацией через меньший интервал времени. В то же время в некоторых аналогичных устройствах содержатся два накопителя, преобразователь аналог-код, блок умножения и усрецнитель — коммутатор, преобразователь код25 аналог и блок индикации. Наличие первого накопителя (запоминаюшего устройства), соединенного входом с выходом первого преобразователя аналог-коц, а выхоцом со входом умножителя, позз0 воляет устройству, начиная с некоторого момента, увеличивать шаг по аргументу корреляционной функции.

Однако непосредственное использование накопителя выборок исследуемого

З5 процесса в устройстве, определяющем корреляционную функцию с адаптивным шагом по аргументу, приводит к необходимости обработки всех (И XN ) ординат, 40 хранящихся в этом накопителе (М максимальное число квантов шага задержки М Ъ1), что в свою очередь приводит в конечном счете к увеличению времени опроса, т. е. к снижению быстро"действия устройства.

Цель изобретения — повышение быстродействия устройства.

Укаэанная цель достигается тем, что в адаптивный коррелометр введены дополнительнь1й счетчик, второй и накапливающий сумматор, первый вход которого соединен с выходом второго накопителя, а выход подилючен к первому входу второго сумматора, выхоц которого соединен со вторым информационным входом блока памяти, второй вход второго сумматора подключен к выходу дополнительного счетчика, вход которого объединен со вторым входом накаплииащшего суМматора и подключен к первому выходу счетчика.

Наличие данной совокупности узлов и их связей позволяет организовать считывания из запоминаюшего устройства tl выборок исследуемого процесса вместо

) Ю XM), что повьпиает быстродействие устройства.

На чертеже представлена структурная схема предлагаемого коррелометра, Адаптивный коррелометр содержит преобразователи 1 аналог-код, блок

2 памяти, блок 3 умножения, блок 4 ус— реднения, накопитель 5, экстраполятор 6, блок 7 определения погрешности, блок 8 сравнения, блок 9 задания погрешности, сумматор 10, накопитель 11, счетчик (делитель) 1 2,генератор 1 3 импульсов, накапливаюший сумматор 14, счетчик 15, сумматор 16. Выходы преобразователей аналог-коц 1 соединены соответственно с первым входом блока 2 памяти и вторым входом блока 3 умножения, первый вход которого соединен с выходом блока

2 памяти, а выход — с первым входом .блока 4 усреднения, выход которого под— ключен к первому входу накопителя 5, выходом соединенного со вторым входом . блока 4 усреднения, со входом экстраполятора 6 и первым входом блока 7 определения погрешности; выход экстраполятора 6 подключен ко второму входу бл ока 7 определения погрешности, выход которого соединен с первым входом блока 8 сравнения, второй вход блока 8 сравнения подключен к выходу блока 9 задания погрешности, а выход — к первому входу сумматора 10; выход сумматора

10 соединен с первым входом накопителя 11, выход которого подключен ко второму входу сумматора 10; вторые входы накопителей 5 и 11 соединены с первым выходом счетчика (делителя) 12, вход которого подключен к выходу генератора

13 импульсов, а второй выход — ко вторым входам преобразователей аналог— код 1 и блока 2 памяти; вход счетчика

15 и первый вход накапливающего сумматора 14 соединены со вторым выходом счетчика (делителя) 12, а второй вход накапливающего сумматора 14 — с выхо— дом накопителя 11, выходы счетчика 15 и накапливающего сумматора. 14 подключены соответственно к первому и второму входам сумматора 16, выход которого соединен с третьим входом запоминающего устройства 2. Первые входы пре732887

АЯ-Ч.3=А(См1-А(сч1, (2) где А(Ъ. 4- выходной код сумматора 16; д,(рл)- выходной код накапливаю40 щего сумматора 14;

А(0:ч)-выходной код счетчика 15.

Считывание информации происходит после окончания импульса записи в течение всего цикла выборки, причем для

45 считывания из соответствующей ячейки достаточно сформировать соответствующий ей адрес (ЗУ).

Таким образом, в начале цикла выборки (Ь ) производится запись новой выборки в блок 2 памяти по апресу (-A(Cql), так как (А(Ст) )=О, а далее в течение цикла производится считывание. Отрицательные адреса интерпрети руются сумматором 1 6 как дополнение до 2 (p — число разрядов счетчика 15

Р и накапливающегс сумматора 14, 2 =К), аналогично обычному преобразователю

55 образователей 1 аналог — код подключены ко входам коррелометра.

Лля функционирования предлагаемого устройства в режиме коррелированной выборки необходимо чтобы период h . следования импульсов запуска преобразователей 1 аналог-код, поступающих со второго выхода счетчика (пелителя) 12, равный шагу дискретизации корреляционной функции по аргументу (цикл выборки), 10 был больше операционного цикла Ю1 устройства. За время 8t, таким образом, оказываются сформированными по j -ой выборке все И ординат функции.

В начале цикла выборки- (b ) блок

2 памяти и связанные с ним счетчик 15 и сумматоры 14 и 16 функционируют следующим образом. Одновременно с запуском преобразователей 1 и поступлением импульсов со второго выхода счет— чика (делителя) 12 происходит установка в начальное состояние накапливающего сумматора 14 (по первому вхопу), занесение импульса в счетчик 15, что

25 вызывает увеличение его содержимого на единицу, .и запись в запоминающее устройство 2 числа ), поступившего на его первый вход с выхода преобразователя 1.

Зо

Запись и считывание в блоке 2 памя— ти происходит по двоичнопредставленному адресу, поступающему на третий (адрес.ный) вход с выхода сумматора 16, отрицательного числа из пр ямого кс да и пополнительный

I ii 3

А(1.ч.)ир A(O.ЧЛ Ъа / ) д(ьм

2Р- (А(Ъ Ч ) (P P,(Ъ М.)< O

Тогда запись Но протяжении 4 циклов выборки производится в ячейки блока 2 с последовательно уменьшающимися адресами, например от и 1 до 0 (4 -01, -10, 4 -11 ........... 11,10,01,00).

Считывание в данном цикле выборки происхопит по возрастающим адресам (за счет накопления сумматором 14 копов, поступающих на его второй вход с выхопа второго накопителя 11), начиная с (-АЖч} ), например с-1,00, 01, 10, 11 и т. д. Формирование Д(ЗУ) в соответствии с (2) и (3) дает возможность организовать циклическое обращение по адресам, когда за адресом х -1 при возрастании адреса идет адрес О, 8 при уменьшении за апресом 0 идет адрес k-1.

В блоке 2 памяти выполняются операции преобразования адресов, записи и с читывания аналогичной последовательности чисел.. При считывании по произвольному адресу приращение кода .адреса в данном операционном такте .Ь м -, по сравнению с предыдущим тактом, равно коду, пришедшему с накопителя 11 на второй вход накапливающего сумматора 14 к соответствующему д7„.

Ъ 1 -ом операционном такте на первый вход блока 3 умножения приходит выборка X, q с выхода бл ок а 2 памяти и выборка f с преобразователя

1 аналог †к. Задержка между перемно— жаемыми выборками равна 1 1 С . произведение поступает на первый вход блока

4 усреднения, а с его выхода — на пер— вый накопитель 5, своим выходом связанный со вторым входом блока 4 усреднения. В образованном блоком 4 усреднения и накопителем 5 кольце осущест— вляется так называемое накопление по индексу, или синхронное накопление. Результат усреднения — значение корреляционной функции по j -ым выборкам

Rg (х) — записывается и j - ую ячейку накопителя 5 вместе Rj (1 А С ) — значения функции по j -1 выборкам. Сдвиг информации в накопителе 5 осуществляется импульсами с первого выхопа счетчика (делителя) 12риду|цими с периодом, равным 60„

° С выхода накопителя 5 орпинаты оценки корреляционной функции поступают в экстраполятор 6, в котором по заданной функции восстановления осуществляется восстановление корреляционной функции. 5

В..блоке определения погрешности определяется погрешность восстановления как максимальное отклонение межпу значениями функции и ее восстановленными значениями. В блоке 8 сравнения сравнивает- 10 ся действительная погрешность восстановления и заданная в блоке 9. Блок 8 сравнения работает в соответствии с выражением

+1.1,Ь.

61Я11 3 Q ) 0 Я, Я

" Ф 4 " а где Е и 6 g — заданная и действительная погрешности восстановления соответственно, Таким образом, в каждом такте сравнения с блока 8 сравнения на вхоц сум.матора 10 поступает (+1) или (-1), или 0. В соответствии с этим содержимое сумматора 10 — код, равный числу квантов П1.(в шаге задержки орпинаты корреляционной функции ЬС.(увеличивает. ся или уменьшается на 1, или сохраняется. Код с выхода сумматора 10 записывается в 1-ую ячейку накопителя 11 и, таким образом, после окончания операционного цикла там хранятся откоррек-. тированные значения шагов задержки, Сдвиг информации в накопителе 11 осуществляется импульсами с выхода счетчика (делителя) 12, идущими с периоравным ton.

Опновременно с поступлением на вход сумматора 10 код шага задержки д С„ поступает в 1 -ом операционном такте на вход сумматора 14, формируя адрес

А(("„Я (4) Из последовательности Q выборок сигнала

Х,,хранящихся a k ячейках запоминаюшего устройства 2(К=2Р = НХМ), выбирают для формирования И ординат функции Н выборок в соответствии с последовательностью ад- 50 ресов А(ЗУ), определяемой выражениями (2), (3), и (4). Организация считывания информации из запоминающего устройства по произ55 вольному адресу сокращает операционный цикл с к операционных тактов до

И, т.е. в М раз, что и позволяет повысить быстродействие устройства в ус732887 ловиях определения корреляционной функции с адаптивным шагом по аргументу.

Формула изобретения

Адаптивный коррелометр, содержаший первый и второй преобразователи аналогкод, вхопы которых являются соответственно первым и вторым входами коррелометра, выход первого преобразователя аналог-код соединен с первым вхопом блока умножения, второй вхоп которого подключен к выходу блока памяти, первый информационный вход которого соединен с выхоцом второго преобразователя аналог-код, управляющие входы преобразователей аналог-код и блока памяти подключены к первому выходу счетчика, вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а второй выход— с управляюшими вхоПами первого и второго накопителей, вход первого накопителя соединен с выходом блока усреднения, первый вход которого подключен к выходу блока умножения, а второй — к выходу первого накопителя, ко входу экстраполятора и к первому вхоцу блока определения погрешности, второй вход которого соединен с выходом экстраполятора, выход блока определения погрешности подключен к первому входу блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом блоха задания погрешности, выхоп блока сравнения поцключен к первому входу первого сумматора, второй вход которого соединен с выходом второго накопителя, вход которого подключен к выходу первого сумматора ° о т л и ч а ю.шийся тем, что, с целью повышения быстродействия, в коррелометр введены дополнительный .счетчик, второй сумматор и накапливающий сумматор, первый вход которого соецинен с выходом второго накопителя, а выход подключен к первому входу второго сумматбра, выход которого соединен со вторым информационным входом блока памяти, второй вход второго сум— матора подключен к выходу дополнительного счетчика, вход которого объединен со вторым входом накапливающего сумматора и подключен к первому выходу счетчика.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

No. 450179, кл, 5 06 F 15/34, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке % 2372173/18-24, кл. G 06 F 15/34, 1976 (прототип).

7 32887

Составитель В, Жовинский

Редактор А. Маковская Техред М. Петко Корректор Н. Стец

Заказ 1555/11 Тираж 751 Подписное

ПНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., n. 4/S

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