Коррелометр

 

Союз Советских

Социалистических

Республнк

ОПИСАНИЕ.

ИваВРЕтЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ (1842846 (61) Дополнительное к авт, сеид-ву (22) Заявлено 160779 (21) 2808089/18-24 (5!)М. Кл. с присоединением заявки Йо

G 06 С 7/19

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 30.06.81. Бюллетень No 24 (53)УДК681 333 (088. 8) Дата опубликования описания 300681 (72) Авторы изобретения

П.И. Чеголин, Н.В. Нечаев, P.Õ. Садыхов и В.С. Кончак (71) Заявитель

Институт технической кибернетики

AH Белорусской CCP (54) КОРРЕЛОМЕТР

f Изобретение относится к.вычислительной технике и может применяться при измерении функций взаимной корреляции двух стационарно связанных случайных сигналов временной задержки и схем умножения.

Известен лногоканальный коррелометр, содержащий генератор функций Уолша, биполярные ключи в каждом канале, подключенные через инте- граторы ко входам сумматора, связанного с программным блоком, схему умножения,.одним входом подключенную к источнику одного из выходных сигналов, а другим к фильтру низких частот, дополнительный биполярный ключ, соединенный основным входом с источников второго входного сигнала, а выходом подключенный к фильтру низких частотЯ.

Недостатком этого устройства является сложность конструкции иэ-эа наличия программного устройства, задающего масштабные коэффициенты.

Известен коррелометр содержащий биополярные ключи, интеграторы, генератор функций Уолша, генератор сдвинутых функций Уолша и генератор импульсов 2).

Недостаток его состоит в том, что он предназначен для.вычисления автокорреляционных функций.

Пель изобретения — расширение функциональных возможностей коррелометра эа счет вычисления взаимных корреляционных функций.

Поставленная цель достигается тем, что в коррелометр, содержащий интеграторы, многовходовой сумматор, первую и вторую группы биполярных ключей, первые входы биполярных ключей первой группы объединены и являются первым входом коррелометра, первые входы биполярных ключей второй группы объединены и являются вторым входом коррелометра, вторые входы биполярных ключей первой группы объединены и подключены к выходу генератора функций Уолша, вторые входы биполярных ключей второй группы объединены и подключены к генератору сдвинутых функций Уолша, входы генераторов функций Уолша объединены и подключены к выходу генератора импульсов. Введены блоки вычитания квадраторы, двухвходовые сумматоры и блоки управления, выход ка>одого биполярного ключа первой группы соединен с первыми входами соответству842846 цы Уолша лучим

"0 у и„у

4 — х MM

И М

ИИ-1

Тогда (3)можно о у

1 Rõ х х

1 1 1

1 1 11 1-11 1-1

1 1 1

1 1-11-1-1

1-1 1Н, =MH но= био=

1 1

-1- 1

1 1-1 1111

1-1-1

1-1 1

1 1-1

Н2 WNg нее=ни„„=

2О

Ч «1-„Ы

Н-l и„= и

0001

1000

1 0 0 0

0 1 0 0

0001

0 0

0 0

1 0

0 1

0 0 1 0

0 0 0 1

1.0 0 0

0 1 0 0 ищего блока вычитания и двухвходо-: вого сумматора, выход каждого биполяриого клича второй группы подключен ко вторил входам соотве1ствуицего блока вычитания и двухвходового сумматора, выход каждого блока вычитания через соответствующие последовательно соединенные интегратор и квадратор цодкличен к соответствуищему инвертируищему входу мноовходового сумматора, выход каждого двухвходового сумматора соединен через соответствующие последовательно соединенные интегратор и квадратор с соответствующим неинвертируищим входом многовходового сумматора, вход блока управления подключен к выходу генератора импульсов, а выход — ко входам сбро- са интеграторов. Блок управления коррелометра содержит многовходовой элемент ИЛИ-НЕ, элемент И, инвертор и счетчик, вход которого обьединен со входом инвертора и является входом блока управления, выход инвертора соединен с первым входом элемента И, выход которого является выходом блока управления, разрядные выходы счетчика подключены к соответствующим входам многовходового элемента ИЛИ-НЕ, выход которого подключен ко второму входу элемента И.

Взаимная корреляционная функция двух стационарных случайных сигналов х(t) и у(t) определяется, как или в матричной форме

fy) представляет собой циркулянтную матрицу, каждый k-й столбец которой (k=0 1,... и-1) определяется произведением k-ого оператора сдвига

И„ на вектор-столбец процесса у.

Тогда (1) можно записать в виде

И у (2) у 1 -1

И у

"ху- я и„„у

Следует отметить, что

Дляй=4

Применив к (2) тождественное преобразование — произведение матриР

ЗО

И на обратную ей W, пос учетом соотношения записать в виде

M ИО

W И 1 и — х И и и

Как видно из (4), для вычисле-, ния k-ой ординаты взаимной корреляционной.функции R (4) необходимо у лножить вектор-строку коэффициентов преобразования Уолша процесса

x(t) íà k-й вектор-столбец коэффициентов преобразования Н„ .

На фиг.1 представлено предлагаемое устройство, блок-схема.

Она содержит первую 1 и вторую 2 группы биполярных кличей, генератор

3 функций Уолша и генератор 4 сдвинутых функций Уолша, выходы которых соединены с управляищими входами биполярных ключей первой и второй групп соответственно, двухвходовые сумматоры 5 и блоки б вычитания, квадраторы 7, выходы которых соединены с прямыми и инверсными вхо-, дами многовходового сумматора 8, интеграторы 9, генератор 10 импульсов и блок 11 управления, первый выход которого соединен со входами генераторов 3, 4 функций Уолша, а второй со входами сброса интеграторов 9.

Работа устройства происходит следующим образом.

На аналоговые входы биполярных ключей первой и второй группы биполярных ключей соответственно поступают в виде аналоговых напряжений исследуемые процессы x(t) и у(t).

Одновременно на управляющие входы биполярных ключей с выходов генераторов 3, 4 поступают напряжения, изменяющиеся по закону функций

Уолша,.в ..результате чего в ключах 1 и 2 происходит или повторение входного напряжения, если на управляюцем входе присутствует напряжение, или инвертирование, если напряжение на управляющем входе равно нулю. преобразованные таким образом напряжения с выходов кличей 1 и 2 поступают на входы двухвходовых сумматоров 5 и блоков б вычитания, выход842846 ные сигналы которых интегрируются на интеграторах 9 и далее возводятся в квадрат в квадраторах 7 и поступают на входы выходного сумматора. Напряжение с выходов квацраторов, входы которых соединены с выходами интеграторов, связанных с блоками вычитания 6, соединены с"инвертирующими входами сумматора 8 а выходы квадраторов, входы которых соединены с. выходами интеграторов, связанных с суматорами 5, соединены 10 с неинвертирующими входами выходного сумматора 8. Такое преобразование происходит в течение времени

Т, где То- интервал задания функций Уолша. По окончании времени 15 на выходе выходного сумматора 8 присутствует напряжение, пропорциональное значению функции взаимной корреляции R (0). По команде блока 11 управления начинается следующим этап вычисления Р„„ (t). По этой .команде интеграторы 9 устанавлива- ются в ноль. Генератор 3 функций

Уолша вырабатывает полный набор функций уолша, а генератор 4 сдвинутых функций Уолша вырабатывает

Функции Уолша, сдвинутые на время Г=ф . После операций интегрирования измерения и вычитания, возведения в квадрат и суммирования в выходном сумматоре 8 опять по окончании speмени То-. на выходе выходного сумматора

8 присутствует напряжение, пропорциональное соответствующему значению функции взаимной корреляции (ФВК) . 35

Аналогичным образом происходит вычисление остальных значений ФВК.

Генератор сдвинутых функций Уолша представляет собой обычную схему re" нератора функций Уолша, состоящую 40 из двоичного .счетчика и схем сложе- . ния по модулю 2, в которой двоичный счетчик работает не на вычита- ние, а на сложение, в результате чего по окончании каждого периода

Т осуществляется сдвиг функции на.

T/н .

Блок управления (фиг.2) представляет собой двоичный счетчик 12 и группу многовходовых элементов

ИЛИ-HE 13, инвертор 14 и элемент И

15. По окончании каждого То он сбрасывает интеграторы 5 и 6 в ноль., Описанное устройство является достаточно простым и расширяет функциональные возможности известного.

Формула изобретения

1. Коррелоиетр, содержащий ин- А0 теграторы, многовходовой сумматор, первую и вторую группы биполярных ключей, первые входы биполярных ключей первой группы объединены и являются первым входом коррелятор., первые входы биполярных ключей второй группы объединены и являются вторым входом коррелометра, вторые входы биполярных ключей первой группы объединены и .подключены к выходу генератора функций Уолша, вторые входы биполярных ключей вгорой группы объединены и подключены к выходу генератора сдвинутых функций Уолша,входы генераторов функций

Уолша объединены и подключены к выходу генератора импульсов, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью расширения функциональных возмож-ностей за счет вычисления.функций взаимной корреляции, в коррелятор введены блоки вычитания, квадраторы, двухвходовые сумматоры и блок управления, выхбд каждого биполярного ключа первой группы соединен с первыми входами соответствующего блока вычитания и двухвходового сумматора, выход каждого биполярного ключа второй группы подключен ко вторым входам соответствующего блока вычитания и двухвходового сумматора, выход каждого блока вычитания через соответствующие последовательно сое диненные интегратор и квадратор подключен к соответствующему инвертирующему входу многомодового сумматора, выход каждогО двухвходового сумматора соединен через соответствующие последовательно соединенные интегратор и квадратор с соответствующим неинвертирующим входом многовходового сумматора, вход блока управления подключен к выходу генератора импульсов, а выход — ко вхо.дам сброса интеграторов.

2. Коррелометр по п;1, о т л и— ч а ю шийся тем, что блок управления содержит многовходовый элемент,ИЛИ-НЕ, элемент И, инвертор и счетчик, вход которого объединен со входом инвертора и является входом блока управления, выход инвертора соединен с первым входом элемента . И, выход которого является выходом блока управления, разрядные выходы счетчика подключены к соответствующим входам многовходового элемента

ИЛИ-НЕ, выход которого подключен ко, второму входу элемента И.

Источники инфррмации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 383071, кл. G 06 G 7/52, 1971.

2. Романюк Р.A. Построение коррелометра на отрогональных фильтрах Уолша. Труды Oil Всесоюзного симпозиума по методам представпения и аппаратурному анализу случайных процессов. Секция !V. Таганрог-Ленинград, 1974, с. 28-31 (прототип)..

842846 у(е)

Фиг.2

Составитель В. Жовинский . Редактор A. Власенко Техред М, Голинка Корректор М. Шароши

Заказ 5104/62 Тираж 745 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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