Многоканальный автокоррелятор

 

Союз Советских

Социалистических

Республик .

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (i»817733 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 150579 (21) 2786421/18-24 с присоединением заявки М (5З)М. Нл.

G G 7/19

Государственный комитет

СССР оо делам июбретеиий и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 300381. Бюллетень N9 12

Дата опубликования описания 3Q0381 (53) УДК 681. 333 (088.8) (72) Авторы изобретения

П. М. Чеголин, Н. В. Нечаев, P. Х. Садыхов и В. С. Кончак (7f) Заявитель

Институт технической кибернетики AH Белорусской CCP (54 ) МНОГОКАНАЛЬ НЫЙ АВТОКОРРЕЛЯТОР

Изобретение относится к вычислительной технике, а именно, к определению временных характеристик стационарных эргодических случайных про- цессов и предназначено для статистического анализа.

Известен коррелятор, содержащий . формирователь коэффициентов разложения, выходы которых соединены с первыми входами схем умножения, вторые входы которых соединены со входами и выходами ячеек ортогонального фильтра, первая ячейка которого соединена с генератором единичных импульсов, причем выходы схем умножения соеди- 15 иены со входами суммирующей схемы, выХод которого соединен с регистрирующим устройством. Формирователь коэффициентов разложения содержит ортогональный фильтр, выходы кото- рого соединены с первыми входами схем умножения, вторые входы которых соединены со входом устройства, а выходы - со входами усредненных устройств, выходы которого являются выходами формирователя коэффициентов разложения (15 .

Однако это устройство обладает низким быстродействием и слсжно по . конструкции.

Известен также коррелятор, содер-, жащий биполярные ключи, генератор функций уолша, усреднители, интеграторы блок умножения, весовой сумматор (21 .

Недостатком устройства является необходимость увеличения числа биполярных ключей для многоканального варианта.

Цель изобретения — упрощение конструкции.

Поставленная цель достигается тем, что в многоканальный автокоррелятор, содержащий генератор функций уолыа, выходы которого подключены к первым входам биполярных ключей всех каналов, вторые входы .биполярных ключей объединены и являются входом автокорре."ятора, выход биполярного ключа в каждом канале соединен со входом интегратора этого канала, входы ве" совых сумматоров соединены соответственно с выходами блоков усреднения каждого канала, введен блок управления и в каждый канал-аналоговый ключ и квадратор, вход которого соединен с выходом аналогового ключа, а выход — co входом блока усреднения своего канала, информационный вход аналогового ключа под817733 ключен к выходу интегратора, управляющие входы интеграторов и аналоговых клюией всех каналов — к выходу блока управления, вход которого соединен с управляющим выходом генератора функции Уолша. Кроме того, что блок управления содержит многовходовой элемент ИЛИ-НЕ, элемент И, кнвертор и двоичный счетчик, разрядные выходы которого соединены с соответствующими входами многовходового элемента ИЛИ-НЕ, выход которого подключен к первому входу элемента И, второй вход которого подключен к выходу инвертора, а выход является выходом блока управления, вход которого соединен со входом инвертора и двоичного счетчика.

Работа предлагаемого автокоррелятора основана на существующей связи между логической корреляционной функцией Рх (Т) в базисе Уолша и ариф- 29 метической «R„(t )

Кх = D Рх, где D — матрица связи арифметической

Rx(t) и логической корреляции функций P„ (t) в базисе Уолша.

Поскольку

Р„(t) - Ч W„.(j ), где W — матрица преобразования Уолша;

W (g) — оценка спектральной плотх ности мощности Уолша.

%„я=э м. f„®=@я (д где 0 W Q — матрица весовых коэффициентов.

Если разбить интервал времени

$9,Tj íà и участков длиной Tо и вычислить преобразование Уолша для каждого кз этих участков с возведением в квадрат соответствующих коэффициентов разложения, то получим и периодограмм вида 40

g„„(j) > 3 x(t)W (6)311; k={,2...,п, 2 "То (к-<)7„

«среднее арифмет)ческое которых при достаточно больших То.и и дает оценку спектральной плотности мощности 4S Уолша Wq, которая является как несмещенной, так и состоятельной и

®х()= п :, „>)

Таким образом, искомая автокорреляционная функция определяется выражением а3Р

Т,О - QWx(Ь)

На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого автокоррелятора; на фиг. 2 — схема блока управления.

Многоканальный автокоррелятор содержит генератор 1 функции Уолша, к выходам которого подключены биполярные ключи 2, количество которых равно числу вычислительных каналов. N

Каждый вычислительный канай состоит из последовательно соединенных биполярного ключа 2, интегратора 3, аналогового ключа 4, квадратора 5,. блока б усреднения. Выходы всех бло ков б усреднения соединены с весовыми сумматорами 7, блок 8 управления, первый выход которого соединен со входом синхронизации генератора 1 функций Уолша, а второй выход — с управляющими входами аналоговых клю, чей 4. Блок 8 управления содержит двоичный счетчик 12, многовходовой элемент ИЛИ-НЕ 13, элемент И 14 (2И) и генератор 15 (И-HE).

Работа блока управления происходит следующим образом.

Тактовые импульсы с выхода тактового генератора 10 генератора 1 функций Уолша (11 - двоичный счетчик, 9 — блок-схема сложения по модулю два) поступают на вход двоичного счетчика 12 блока 8 управления.По приходу на счетный вход счетчика й-ro импульса происходит переполнение его к во всех его разрядах устанавливаются нули, в результате чего на выходе элемента ИЛИ-НE 13 устанавливается логическая единица, которая дает разрешение на прохождение тактовой последовательности импульсов, инвертированной с помощью инвертора

15 через элемент И 14.

Работа автокоррелятора происходит следующим образом.

На вход устройства в вкде напряжения поступает исследуемый процесс.

Одновременно на управляющие входы биполярных ключей 2 от генератора 1 функций Уолша поступает напряжение, изменяющееся по закону функций Уолша, в результате чего в ключах

2 происходит или повторение входного напряжения, если на управляющем входе ключей 2 присутствует напряженке, или инвертирование, если напряжение на управляющем входе равно нулю. Преобразованные напряжения с выходов ключей 2 поступают на вход интеграторов 3. Такое преобразование происходит в течение времени Т, где Тр - интервал задания функций Уолша. По окончании времени е Та блок управления вырабатывает сигнал синхронизации, по переднему фронту которого генератор 1 функций Уолша прекращает вырабатывать функции, а аналоговые ключи 4 открываются, в результате чего напряжение с выходов интеграторов 3 возводятся .в квадрат и поступают на вход блоков б Усреднения, где они sanoминаются. По заднему фронту сигнала . синхронизации происходит сброс кнтеграторов 3 в нуль, аналоговые ключи 4 закрываются и генератор 1 начинает снова вырабатывать функции

Уолша. Дальше работа автокоррелято-, ра происходит аналогичным образОм.

По истечении времени Т пТо, где и N/2, иа выходе сумматоров 7 прйсутствуЮт напряжения, пропорциональные значениям ссответствующих ординат автокорреляционной функции

817733

R () . Блок 8 управления представляет собой двоичный счетчик .с прецварительной записью, на счетный вход которого поступают импульсы от тактового генератора 10 генератора 1 функ-. ций уолша, а на вход предварительной записи подается значение Тр, представленное в двоичном коде. Группа логических элементов блока управления организует требуемый алгоритм работы блока управления. 10 о

1 1 1 1 1 1 1 1

1 1 1 1-14.-1 1

1 1 1 1 1 1 1 1

1 .1 1 1 -1 -1 -1 -1

1 1 -1 -1 -1 -1 1 1

1 1-1-1 1 1-.1-1 о о оо ооо

О 1 0 О О О 0 О

0 О 1 О 0 О О 0

0-1020000

0 0 О О 1 О О 0

010-20200

1 1,-1 -1 -1-1 1 1

1 1 -3 -3 3 3 "1-1

-1 С

QD M х

1-1-.1 1 1-1-1-1

1 -1 -1 1 1-1-1 1

1-3 1 5-5-1 3 1

1-3 3-1 "1 3-3 1

1 -1 -1 1 -1 1 -1 -1

1 -1 1 -1 -1 1 -1 1

O 0-1 0 0 0 2 0

1 -3 5 -7 7 5 3 1 атора функций

1 -1 1,-1 1 -1

1. Мирский Г: Я. Аппаратурное oII50 ределение характеристик случайных процессов. N;, "Энергия", 1972, с.117, 159.

2. Авторское свидетельство СССР

9 383071, кл. G 06 G 7/52, 1971 (прототип).

Тогда, например, для формирова= ния Rg(3) необходимо выбрать такие

0-1000-2001-1

Формула изобретения

1. Иногоканальный автокоррелятор,,содержащий генератор функций Уолша, выходы которого подключены к первым входам биполярных ключей всех каналов, вторые входы биполярных ключей объединены и являются входом автокоррелятора, выход биполярного ключа в каждом канале соединен со входом интегратора этого канала, входы весовых сумматоров соединены соответственно с выходами блоков усреднения каждого канала, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения, в автокоррелятор введен блок управления и в каждый канал айалоговый ключ и квадратор, вход которого соединен с выходом аналогового ключа, а выход соединен со вхо дом блока усреднения своего канала, информационный вход аналогового клю; ча подключен к выходу интегратора, управляющие входы интеграторов и аналоговых ключей всех каналов подключены к выходу блока управления, вход которого соединен с управляю6 значения весовых сопротивлений сумматора 7, чтобы выходное напряжение этого сумматора было равно

0вых 1 (1 р 0фх +1с 0ьх1 Кк0м МЭ 06хЗ +

+1 а 0Вха +1 К0ехб -ky0 -1 т 0е«т )

08xp (4„(0) 0ах1 + "х (1) 1 UlxII» Mx (2) i и т.д.

kp= 1, k 1 1саЗ; 1сэЗ; 1с, 3; 1<83;

1сь 1; 1ст 1 .

Таким образом, благодаря введенным блокам упростилась схема автокоррелятора. для И=8 матрица Q весовых коэффициентов имеет вид щим выходом генер

Уолша.2. Автокоррелятор по п.1, о т— л и ч а ю шийся тем, что блок управления содержит многовходовой элемент ИЛИ-НЕ, элемент И, инвертор и двоичный -счетчик, разрядные выходы которого соединены с соответствующими входами.многовходового элемента ИЛИНЕ, выход которого подключен к первому входу элемента И, второй вход которого подключен к выходу инвертора, а выход является выходом блока управления, вход которого соединен со входом инвертора и двоичн го счетчика.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

817733

N(n-1f

R(n) уули

«ронизации

Составитель В. Жовинский

Редактор К. Лембак Техред М.Федорнак Корректор С. Шекмар

Закаэ 1469/66 Тираж 745 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и,открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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