Многоканальный коррелометр

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИ ИТИЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 24.1079 (21) 2831324/18-24 .(51)М с присоединением заявки Йо— (23) Приоритет

G 06 F 15/336

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий

Опубликовано 30,06,81. Бюллетень H= 24 (5З) УДК 681. 323 (088. 8) Дата опубликования описания 3006,81 (5.4) МНОГОКАНАЛЬНЫЙ КОРРЕЛОМЕТР

Изобретение относится к аппаратурному определению характеристик случайных процессов и может быть использовано при корреляционном анализе случайных частотно-импульсных потоков.

Известно устройство для определения корреляционной функции Знаковый коррелометр, содержащий. генератор импульсов опроса, соединенный через временной селектор и счетчикделитель частоты с управляющим триггером, реверсивные счетчики импульсов с двумя распределительными схемами совпадения на каждом из вхо-. дов, аналоговое сравнивающее устройство, генератор равновероятно распределенного случайного сигнала, аналоговый дискриминатор знака и аналого-цифровой преобразователь, 20 подключенный выходами к соответствующим входам распределительных схем совпадения, а также блок канальной селекции и запоминания знаков и дешиФратор (1).

Недостатками этого устройства является возможность применения его только к исследованию аналоговых случайных сигналов, а также ошибка в работе реверсивных счетчиков, возникающая при исследовании знакопеременных случайных потоков.

Известно устройство для получения оценок релейных корреляционных функций, содержащее в каждом канале два элемента ИЛИ, четыре элемента И реверсивный счетчик, два блока задержки и общий блок задания времени анализа (2) .

Недостаток его.состоит в повышенных погрешностях при анализе частотно-импульсных потоков.

Цель изобретения — повышение точности при анализе частотно-импульсных случайных потоков. ,Цля частотно-импульсных сигналов выработка значения x (t) фактически невозможна, так как частота следования случайных импульсов не может принимать отрицательные значения.

Поэтому указанная, цель достигается тем, что центрированный случайный поток,х (t) представляется в виде о разности текущего значения и оценки его среднего х (С) = х (t) — Е х (t)

Тогда релейная корреляционная функция РКФ представляется в виде

-! и вл „(t)=E(v(t)ьфп Г(ь-t))-E(Ex(t) ь Y(t t))(") 842831

Ф„()=эф (Г (с)-F„j=4(t.

50

Поставленная цель достигается тем, что в многоканальный коррелометр содержащий блок задания времени анализа и в каждом иэ каналов два элемента задержки, два элемента ИЛИ, выходы которых соединены с соответствующим входом реверсивного счетчика, входы элементов ИЛЙ подключены попарно соответственно к выходам первого и второго, третьего и четвертого элемента Й, первые входы четырех элементов И соединены с выходом блока задания времени анализа, введен Частотно-импульсный компаратор, и в каждый канал коррелометра четыре элемента И, два элемента ИЛИ и триггер, входы которого . соединены соответственно с прямыми и инверсным выходами старшего разряда реверсивного счетчика, прямой выход триггера подключен по вторым входам второго и третьего элементов И, инверсный выход триггера соединены со вторыми входами первого и четвертого элементов И, третьи входы первого и третьего элементов И подключены к выходу третьего элемента ИЛИ, выход четвертого элемента ИЛИ соединен с третьими входами второго и четвертого элементов И, входы элементов задержки первого канала соединены соответственно с первым и вторым выходами частотноимпульсного компаратора, входы элементов задержки последующего канала подключены к выходам элементов за-. держки предыдущего канала, выход первого элемента задержки в каждом канале подключен к первым входам пятого и шестого элементов И, выход второго элемента задержки соединен с Первыми входами седьмого и восьмого элементов И, вторые входы пятого и седьмого элементов И объединены и являются третьим входом коррелометра, четвертый вход которого соединен со вторыми входами шестого и восьмого элементов И.

На фиг. 1 представлен коррелометр, структурная схема; на фиг. 2 структура одного канала.

Коррелометр состоит из генератора тактовых импульсов 1, элемента И 2, триггера 3 управления, счетчикаделителя 4 частоты., частотно-импульсного компаратора 5 и каналов определения ординаты корреляционной функции бя,, элементы 1+4 образуют блок 7:задания времени анализа.

Каждый какал определения оценки ординаты корреляционной функции содержит элементы 8,9 задержки.

Элементы 2И-ИЛИ 10 и 11, элементы

ЗИ-ИЛИ 12 и 13 в элементах 12 и 13 встроены элементы и обозначены

1б «19.

Устройство работает следующим образом.

В исходном положении все триггеры коррелометра находятся в нулевом состоянии. При нажатии кнопки, Пуск (не показана) триггер 3 управления переводится в состояние 1, при котором временной элемент И 2 открывается и через него начинается заполнение счетчика-делителя 4 частоты. Импульс переполнения переводит триггер 3 управления в исходное

Таким образо этот триггер сформирует стандартный ,Промежуток времени T — интервал времени анализа.

На входы А и Б устройства поступают импульсы анализируемых потоков

Р„(), Р (t.), а на входы В и Г потоки

Е 9„(t), ZN„(t) с частотами следования имйульсов в них F„ F> соответственно. Значение частот F„ и F> совпадают с математическим ожиданйем

20 частот в соответствующих анализируемых потоках. На выходе частотно-импульсного сравнивающего устройства 5 формируются потоки Ф (t) и Ф (t) прямоугольных импульсов, изображаю25 щих значения соответствующих знаковых функций (2) и их инверсии

Эти потоки 4> (t) и 4> (t) в полном соответствии с правилами корреляционного анализа пропускаются через элементы 8 и 9 задержки каналов б определения оценок ординат К.Ф.

В результате этого формируется пары импульсных потоков

3 Ф) =Ф,(-х„)

Я л (>)

Ф„.() 5„(t ;) где C = Ъ Ф - задержка импульсов

3 в элементах 8 и 9.

В каждом канале определения ординаты корреляционной функции в соот45 ветствии с выражением (4) элементами

И-ИЛИ 10, 11 формируются потоки импульсов

Эти потоки поступают на суммирующий и вычитающий входы реверсивного счетчика 14 каждого из каналов определения ординаты корреляционной функции. Элементы И-HJlH 12, 13 осуществляют управление переключением шин сложения и вычитания реверсивного счетчика 14 в зависимости от знака числа, записанного в нем, который фиксируется соединенным последовательно с ним триггером 15 знака.

Происходит это следующим образом.

В исходном состоянии реверсивный а

842831

Таким образом, э реверсивном счетчике 14 накапливается отрицательное число N(2),=N(t) -Ы (t).

Если в дальнейшем окажется, что количество импульсов, поступивших на вычитающий вход реверсивного счетчика, станет вновь больше количества импульсов, поступивших на суммирующий вход, реверсивный счетчик вновь обнулится и следуюший импульс на вычитающем входе запишет ! в него число No, триггер знака переходит в состояние О" . В реверсивном счетчико 14 принудительно записывается число 000;..1, соответствующее положительной единице и происходит вторичное переключейие шин сложения и вычитания.

Таким образом, за интервал анализа в реверсивном счетчике 14 каждого нз 4 каналов определения . 65 счетчик 14 обнулен, триггер 15 знака в состоянии 0, соответствующему положительному знаку числа, следовательно открыты элементы И 1б в 3 И-ИЛИ и 17 в ЗИ-ИЛИ 13. На суммирующий вход реверсивного счетчика

14 поступают импульсы нэ потоков а ч с, а на вычитающий — импульсы из потоков b v d. Пусть за промежуток времени (9 — t ) количество импульсов N(t), поступающих на

10 суммирующий вход, больше количества импульсов N(t), поступающих на вычитающий вход, т.е. NI(t) v N(t), тогда s реверсивном счетчике 14 фиксируется число N(t) = N { ) — N(t)

В момент t), когда количество импульсов N(t)r поступающих на вычитающий вход реверсивного счетчика, станет больше количества импульсов, поступивших на суммирующий вход, число в ре)зерсивном счетчике 1 4 20 уменьшается. В момент й1 реверсивный счетчик полностью очищен. Следующий. импульс,.поступивший на вычитающий вход, записывает в реверсивный счетчик 14 число и)р, равное 25 емкости сЧетчика, триггер 15 знака переходит в состояние 1, соответствующее отрицательному знаку числа в реверсивном счетчике 14.

А сам он принудительно устанавли30 вает в состояние 000...1 (схема принудительной установки на (фиг.1 не показана) . Это состояние реверсивного счетчика 14 и триггера знака 15 соответствует отрицательной единице. В элементах И-ИЛИ

12, 13 откроются элементы И 18, 19, а элементы И 1б и 17 закроются.

Произойдет одновременное переключение шин сложения и вычитания реверсивного счетчика 14. Теперь 40 на суммирующий вход будут поступать импульсы из потока bvd, а на вычитающий ачс. ординаты корреляционной функции

6 -Ьд будет зафиксировано число

; р(Е(Р (Ф)в1фпФ„(ь-ф)-Ещ(к)ь пФ (а ))) которое с учетом соотношения (1) является оценкой ординаты корреляционной функции R, значение которой накапливается в канальном реверсивном счетчике 14.

Использование предлагаемого устройства позволяет существенно облегчить проведение корреляционного анализа случайных процессов, а также повысить их точность.

Формула изобретения

Многоканальный коррелометр содержащий блок задания времени анализа и в каждом канале два элемента задержки, два элемента ИЛИ, выходы которых соединены с соответствующими входами реверсивного счетчика, входы элементов ИЛИ подключены соответственно к выходам первого и второго, третьего и четвертого элементов И, первые входы четырех элементов И соединены с выходом блока задания времени анализа, о тл и ч а ю щ и и ся тем, что, с целью повышения точности при анализе частично импульсных случайных потоков, в коррелометр введен частотноимпульсный компаратор, и в каждый канал. коррелометра четыре элемента

И, два элемента ИЛИ и триггер, входы которого соединены соответственно с прямым и инверсным выходами старшего разряда реверсивного счетчика, прямой выход триггера подключен ко вторым входам второго и третьего элементов И, инверсный вход триггера соединен со вторыми входами первого и четвертого элементов И, третьи входы первого и третьего элементов И подключены к выходу третьего элемента ИЛИ, выход четвертого элемента ИЛИ соединен с третьими входами второго и четвертого элементов И, входы элементов задержки первого канала соединены соответ- ственно с первым и вторым выходами частотно-импульсного компаратора, .входы элементов задержки каждого последующего .канала подключены к выходам элементов задержки предыдущего канала, выход первого элемента задержки в каждом канале подключен к первым входам пятого и шестого элемЕнтов И, выход второго элемента зацержки соединен с первыми входами седьмого и восьмого элементов И, вторые входы пятого и седьмого элементов И объединены и являются третьим входом коррелометра, четвертый вход которого соединен со

842831

СоставитЕль В. Жовинский

Редактор A.Âëàñåíêo Техред C,Ìèãóíîâà Корректор и. щароши

Тираж 745 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11 3035, Москва, Ж-35, РаушскаЯ наб., д. 4/5

Эаказ 5104/62

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 вторыми входами шестого и восьмого элементов И.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 329534, кл, G 06 F 15/34, 1972.

2. Жовинский В ° Н. Лрховский В.Ф.

Корреляционные устройства, М., Энергия, 1974, с. 139.