Устройство для вычисления корреляционныхфункций

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

H SOAP E T E g g g 8О9197

К АВТОИ:КОМУ С ИИЗЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свмд-ву (22) Заявлено Об. 03. 79 (21) 2733740/18-24 (5 )W

G 06 F 15/31 с присоединением заявки 14о (23) Приоритет

Государственными коннтет

СССР яо делам изобретений к открытий

Опубликовано 280281 Бюллетень М 8 (53) УДК б81. 323 (088.8) Дата опубликования описания 28. 02. 81 (72) Авторы изобретения

Г.П. Веселова н Ю.И. Грибанов

ВСЕСОЮЗБ > . йА1 ЕйтКОА

ТБ(й 1Ч ГФ/ 1 Ail (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ КОРРЕЛЯЦИОННЫХ

ФУНКЦИЙ

Изобретение относится к уст. ройствам для обработки данных, а именно к устройствам для статистического анализа случайных процессов.

Известно устройство для вычисления корреляционных функций, содержащее генератор пилообразного напряжения, генернрукший напряжение, изменяющееся от -A до A (А --я вах Ix)) сравнивающее устройство, схемы совпадения и счетчики. Сравнивающее устройство этого коррелятора осуществляет знаковое преобразование сигнала в одном нэ каналов коррелятора, что позволяет реализовать множительное устройство в виде схем совпадения j1) .

Однако такой коррелятор характеризуется относительно большой статистической погрешностью, обусловлен- 2О ной наложением шума и знаковым преобразованием.

Наиболее близким к предлагаемому является коррелятор, содержащий блок сравнения, генератор пилообразного напряжения, дискриминатор знака, линию задержки, выпрямитель, аналогоцифровой преобразователь, схемы совпадения, реверсивный и накапливающий счетчики, причем вход коррелятора соединен с первым входом сравнивающего устройства, а выход генератора пилообразного напряжения соединен с вторым входом сравнивающего устройства (21 .

Недостаток известного коррелятора состоит в относительно большой статистической погрешности оценок моментов.

Цель изобретения — повышение статистической точности вйчисления корреляционных функций.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для вычисления корреляционных функций, содержащее генератор пилообразного напряжения, а также двухполупериодный выпрямитель и дискриминатор знака, входы которых объединены между собой н с первым входом блока сравнения, выход двухполупериодного выпрямителя соедчнеи с информационным входом аналого-цифрового п.>еобразователя, выход которого подключен к первым входам четырех элементов И, вторые входы первого и третьего элементов И соединены с первым выходом блока сравне.ния, второй выход которого подключен ко вторым входам второго и четвертого . элементов И, третьи вхсщы элементов

809197

И соединены с выходами дискриминатора знака, управляющий вход блока сравнения и входы блока задержки и накапливающего счетчика объединены и подключены к выходу генератора тактовых импульсов, управляющий вход аналогоцифрового преобразователя соединен с выходом блока задержки, выходы первого и второго элементов И объединены и подключены к первому входу реверсивного счетчика, второй вход ко-40 торого соединен с объединенным выходом третьего и четвертого элементов И, введены два ключа, инвертор и блок однотактной задержки, вход которого объединен с первым входом первого ключа и является входом устройства, второй вход первого ключа соединен с выходом блока однотактной задержки, а выход первого ключа соединен с первым входом блока сравнения, второй вход которого соеди- 20 нен с выходом второго ключа, информационные входы которого подключены, соответственно к выходам инвертора и генератора пилообразного напряжения, управляющие входы ключей соеди- 2 иены с выходом генератора тактовых импульсов .

На чертеже изображена схема предлагаемого устройства.

Коррелятор содержит блок 1 однотактной задержки (БОЗ), ключ 2, двухполупериодный выпрямитель 3 (ДПВ), аналого-цифровой преобразователь 4 (АЦП), дискриминатор 5 знака (ДЗ), генератор 6 тактовых импульсов (ГТИ), блок 7 задержки (БЗ), блок 8 сравнения (BC), генератор 9 пилообразного напряжения (ГПН), инвертор 10 (ИН), ключ 11, элементы 12-15 И, реверсивный счетчик 16 (PC), накапливающий счетчик 17 (HC). Один из 40 входов ключа 2 соединен с входом . устройства непосредственно, второй вход ключа 2 соединен с входом устройства через блок 1 однотактной задержки, выход ключа 2 подключен 4 к входу двухполупериодного выпрямителя 3 и дискриминатора 5 знака, один из входов ключа 11 соединен с выходом генератора 9 пилообразного напряжения. Другой вход ключа 11 50 соединен с выходом инвертора 10, вход которого подключен к выходу генератора 9 пилообразного напряжения. Выход ключа 11 соединен с вторым входом блока 8 сравнения, первый вход которого соединен с выходом ключа 2.

Пилообразное напряжение изменяется от 0 до A.

Назначение блока 1 однотактной задержки и ключа 2 на входе корре- 40 лятора — обеспечить в цикле из двух тактов подачу одного .и того же напряжения на остальную часть измерительной схема. Если бы при этом на второй вход блока сравнения по- 65 прежнему подавалось напряжение от генератора пилообразного напряжения, изменяющееся от -А до A (А > max (х ) то это бы соответствовало двукратI ному знаковому. преобразованию, являющемуся эффективным средством уменьшения погрешности.

Введение инчертора 10 и ключа

11, периодически подключающего на вход БС 8 то прямое, то инвертированное напряжение с выхода ГПН 9 (напряжение генератора изменяется от

0 до A) является дополнительным источником повышения точности (на вход БС в цикле из двух тактов подается случайная величина из интервала (О,А) и (-А,О).

Устройство работает следующим образом.

Входное напряжение поступает на вход БОЗ 1 и ключ 2 ° Ключ 2, управляемый от ГТИ 6, подает в цикле из двух тактов одно и то же входное напряжение на вход ДПВ 3 дискриминатора 5 знака и первый вход БС 8.

На второй вход БС 8 с помощью инвертора 10 и ключа 11 периодически подается то прямое, то инвертированное напряжение с выхода генератора 9 пилообразного напряжения.

В моменты, определяемые поступлением тактовых импульсов от ГТИ 6, блок сравнения генерирует импульс на своем первом входе, если напряжение по первому входу превосходит напряжение по второму входу, или на втором выходе, если имеет место обратное соотношение.

Сигнал с первого выхода БС 8 открывает элементы 12 н 14 И, сигнал с второго выхода С 8 открывает элементы 13 и 15 H.

Напряжение c: выхода ключа 2, выпрямленное ДL :Ë З,поступает на АЦП 4, где преобразуь"cя в пропорциональное число импульсов н моменты, запаздывающие относительно тактовых на ин- тервал ", который создается БЗ 7.

С выхода АПГ. импульсы поступают на вторые вход,ы элементов 12-15 И. На первые их входы приходят си гн алы от дискриминатора 5 знака. При положительном знаке открываются элементы 12 и 15 И, при отрицательном .—

13 и 14 И.

Реверсивный счетчик 16 подсчитывает разность числа импульсов, поступающих от верхних и нижних элементов И.

По окончании вычислений показание счетчика 16, деленное на число отсчетов, зафиксированное счетчиком

17, и умноженное на амплитуду пилообразного напряжения, дает оценку корреляционнсй функции.

При этом предлагаемый коррелятор, осуществлянщий двукратное преобразование с положительным и отрицательным вспомогательными сигналами, 809197

413/ьО пНсНое существенно снижает статистическую погрешность по сравнению с однократ- ным квантованием в 1,6 раза и по сравнению с обычным двукратным квантованием - в 1,12 раза.

Таким образом, предлагаемый,коррелятор, обладая преимуществом знаковых корреляторов — простотой множительного устройства, повышает точность и сокращает время измерения.

Формула изобретения

Устройство для вычисления корреляционных функций, содержащее генератор пилообразного напряжения, а также двухполупериодный выпрямитель и дискриминатор знака, входы которых соединены с первым входом блока сравнения, выход двухполупериодного выпрямителя соединен с информационным входом аналого-цифрового преобразо- 20 вателя, выход которого подключен к первым входам четырех элементов И, вторые входы первого и третьего элементОВ И соединены с первым выходом блока сравнения, второй выход которого подключен ко вторым входам второго и четвертого элементов И, третьи входы элементов И соединены с выходами дискриминатора знака, . управляющий вход блока сравнения и входы блока задержки и накапливающего счетчика объединены и подключены к выходу генератора тактовых импульсов, управляющий вход аналого-цифрового преобразователя соединен с выходом блока задержки, выходы первого и второго элементов И объе.чинены и подключены к первому входу реверсивного счетчика, второй вход которого .соединен с объединенным выходом третьего и четвертого элементов И, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьиаения точности, в устройство введены два ключа, инвертор и блок однотактной задержки, вход которого объединен с первым входом первого ключа и является входом устройства, второй вход первого ключа соединен с выходом блока однотактной задержки, а выход первого ключа соединен с первым входом блока сравнения, второй вход. которого соединен с выходом второго ключа, информационные входы которого под" ключены,соответственно.к выходам инвертора и генератора пилообразного напряжения, управляющие входы ключей соединены с выходом генератОра тактовых импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Мирский Г.Я. Аппаратурное определение характеристики случайных процессов. N. "Энергия", 1972, с. 181-193.

2. Авторское свидет .льство СССР

1Ô 200@2, кл. G.06 F 15/34, 1967.

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