Цифровой коррелометр

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<и 903893 (61) Дополнительное, к ввт. свнд-sy (22) Заявлено 3. 06, 80 (21) 2940822/! 8-24 (51)М. Кл. с присоединением заявки Рй506 F )5/336

Государствснкый квинтет (23) Приоритет ао целан изобретений и отхрыткй

Опуолнковано 07. 02. 82. Бюллетень № 5

Дата опубликования описания 09 02. 82 (53) УДК 68! ° 323 (088.8) (72) Авторы (54) ЦИФРОВОЙ КОРРЕЛОИЕТР

Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники и может быть использовано для построения многоканальных коррелометров случайных стационарных эргодических сигналов с произвольными законами распределения.

Известен многоканальный коррелометр типа "значение-знак", содержащий аналого-цифровой преобразователь, дешифратор, блок сравнения и сумматбр. Недостатком такого коррелометра является относительно низкая точность измерений при малой разрядности аналого-цифрового преобразоватеНаиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является коррелометр содержащий генератор вспомогательного сигнала, компаратор, регистр сдвига, сумматоры, аналого-цифровой преобразователь (2 ).

Н едост ат ком и з вест но го коррелометра является невысокая точность измерений при малой разрядности выходного кода аналого-цифрового преобразователя. Повышение точности преобразо" вания "аналог-код" связано со значительным усложнением аналого-цифрового преобразователя и снижением быстродействия коррелометра.

Цель изобретения — повышение точ" то ности, т.е. уменьшение статистической погрешности при том же времени измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в цифровой коррелометр, содержа"

tS щий аналого-цифровой преобразоват ель, вход которого является первым входом коррелометра, первый генератор вспомогательного сигнала, =регистр сдвига, первый компаратор, первый вход которого является вторым входом коррело метра, второй вход подключен к выходу первого генератора вспомогательного сигнала, а выход - к входу ре3 90389 гистра сдвига, дешифратор, первый вход которого подключен к первому информационному выходу аналого-цифрового преобразователя, сумматоры, генератор таковых импульсов, выход которого соединен с управляющими входами аналого-цифрового преобразователя, регистра сдвига и сумматоров, первые знаковые входы сумматоров подключены к знаковому выходу аналого- 1в цифрового преобразователя, вторые знаковые входы — к соответствующим выходам регистра сдвига,. а информационные входы — к выходу дешифратора, рведены дополнительный сумматор, 1 второй генератор вспомогательного сигнала и второй компаратор, первый вход которого соединен с первым входом коррелометра, второй вход — с выходом второго генератора вспомога- 2О тельного сигнала, третий. вход — со вторым информационным выходом аналого-цифрового преобразователя, а выход второго компаратора подключен ко второму входу дешифратора, тре- И тий вход которого через дополнительный сумматор подключен к первому информационному выходу аналого-цифрового преобразователя.

На фиг. 1 изображена структурная зо схема коррелометра; на фиг. 3 — временная диаграмма работы устройства.

Коррелометр содержит аналого-циф ровой преобразователь 1, первый 2 и второй 3 генераторы вспомогательного сигналов, первый 4 и второй g компараторы, регистр 6 сдвига, сумматоры 7, генератор 8 тактовых импульсов, дешифратор 9 и дополнительный сумматор 10. о

Первый вход коррелометра подключен к информационному входу аналогоцифрового преобразователя 1 и первому входу второго компаратора 5. Второй вход устройства соединен с первым

45 входом первого компаратора 4, второй вход которого подключен к выходу первого генератора 2 вспомогательного сигнала, а выход — к информационному входу регистра 6 сдвига. Второй вход второго компаратора 5 соединен с выходом второго генератора 3 вспомогательного сигнала, третий вход со вторым информационндм выходом ана лого-цифрового преобразователя 1, а выход - со вторым входом дешифратора

9, первый вход которого подключен к первому информационному выходу

3 4 аналого-цифрового преобразователя непосредственно, а третий вход - через дополнительный сумматор 10. Информационные входы сумматоров 7 соединены с выходом дешифратора 9, первые знаковые входы со знаковым выходом аналого-цифрового преобразователя l, вторые знаковые входы - с соответствующими выходами регистра 6 сдвига., а управляющие входы подключены к выходу генератора 8 тактовых импульсов и управляющим входам регистра 6 сдвига и аналого-цифрового преобразователя 1.

Уст ройст во работает следующим образом.

Входной случайный центрированный сигнал y(t) сравнивается в первом компараторе 4 с выходной величиной первого генератора 2 вспомогательного сигнала g„(t). Сигнал „(1) равномерно распределен на интервале 1 -A,Л).

С выхода компаратора 4 на регистр 6 сдвига поступает знаковая функция

1, еслиу- уО

О, если у — д, »

3 регистре 6 сдвига информация на один разряд импульсами с частотой следования, приходящих на управ-. ляющий вход регистра 6 сдвига с выхо да генератора 8 тактовых импульсов.

На вторые знаковые входы сумматоров

7 с соответствующих выходов регистра

6 сдвига поступают cf +< — значения сигнала С1(с) в моменты времени

t=(i+K) f, где i=0, 1 -(М-1) -номер цикла вычисления, К=0,1...(1-1) - номер выхода регистра 6 сдвига, L - -количество определяемых ординат оценки корреляционной функции. В моменты времени t=1/ . на первом и втором информационных выходах аналого-цифрового преобразователя 1 формируются соответственно коды И и В„, где Вшаг квантования уровня входного сигнала, И„ - такое целое число, при котором выполняется неравенство

B<„ Jx;J

1, если x„y 0

О, если х.; + О

В дополнительном сумматоре 10 к значению Н1 прибавляется единица. Второй генератор 3 вспомогательного сигнала Формирует сигнал g .(t) равномерно распределенный на интервале

5 90389 (ОВ) и статистически независимый от сигналов x(t),ó(t) и д„(t), например пилообразное напряжение (фиг. 2).

Сигнал g (t) поступает на второй вход второго компаратора 5, в кото- 5 ром формируется переменная

1, если X-д -В 7 О с И. с.=

О, если x-g -Вп„ О

На первый второй и третий входы дешифратора 9 поступают соответственно сигналы и„, с„и,п +1). 8 дешифраторе 9 формируется код (И +С-), который поступает на информационный вход сумматоров 7. ЕслиС „ к = у„., то соответствующий сумматор 7 работает в режиме сложения и значение (И1+ С1) при ба вляет ся к содержимому это го сумматора, е противном случае код(н. + „1 вычитывается из содержимого суммато- 20 ра. За N циклов вычисления в сумматорах 6 сформируются суммы

Формула изобретения

Цифровой коррелометр, содержащий аналого-цифровой перобразователь, вход которого является первым входом коррелометра, первый генератор вспомогательного сигнала, регистр сдвига, первый компаратор, первый вход которого является вторым входом коррелометра, второй вход подключен к выходу первого генератора вспомогательного сигнала, а выход - к входу регистра сдвига, дешифратор, первый вход которого подключен к первому информационному выходу аналого-цифрового преобразователя, сумматоры, генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с управляющими входами аналого-цифрового преобразователя,регистра сдвига и сумматоров, первые знаковые входы сумматоров подключены к знаковому выходу аналого-цифрового преобразователя, вторые знаковые входы - к соответствующим выходам регистра сдвига,а информационные входы — к выходу дешифратора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, в коррелометр введены дополнитель" ный сумматор, второй генератор вспомогательного сигнала и второй компаг ратор, первый вход которого соединен с первым входом коррелометра, второй вход - с выходом второго генератора вспомогательного сигнала, третий вход — со вторым информационным выходом аналого-цифрового преобразователя, выход второго компаратора подключен к второму входу дешифратора, третий вход котoporo .через дополни-, тельный сумматор подключен к первому информационному выходу аналого-цифро" вого преобразователя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе l. Авторское свидетельство СССР

ll 422010, кл.. G06 F. 15/336 1971 °

2. Мирский Г. 3. Лп таратурное on ределение характеристик случайных процессов. М., "Энергия". 1 .372, с. 190-200 (прототип ). а „„(ХИНАМ!мЖк35 где ®- знак сложения по модулю 2.

Для получения к -ой ординаты оценки взаимной корреляционной функции сигналоэ x(t) и у (t) достаточно зна- 5р чение g умножит ь на коэффициент пропорциональности

8ведение несложных элементов (дополнительный сумматор, второй генератор вспомогательного сигнала и второй компаратор) и новых соединений gp выгодно отличает предлагаемый коррелометр от известного, так как значительно повышает точность измерения при одинаковом времени анализа и одинаковой частоте импульсов генератора 45 тактовых импульсов. Оценка взаимной корреляционной функции, определяемая при помощи известного коррелометра, являетгя смещенной и состоит из двух слагаемых, первое из которых равно . аналоговой оценке взаимной корреляционной функции, а второе слагаемое определяется операцией квантования сигнала x(t) по уровню, в предлагае, мом коррелометре второе слагаемое при увеличении N стремится к нулю, так как в пределах каждого шага кван" тования производится сравнение ана3 6 лизируемого сигнала х(1) со вторым вспомогат GflbHbIN Си ГHcLllOM gg t) ТО есть е предлагаемом коррелометре определяется несмещенная оценка вза" имной корреляционной функции.

903893

y(t/

/хИ ф(t/

Составитель В. Жовинский

Редактор 8. Иванова Texpeg А. Бабинец Корсчетов 0 °

Заказ 125/32 Тираж 731 Подписное

8НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11)0)5 Москва Ж-Я Раушская наб. «д. 4/

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