Коррелометр

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз советск«к

Соцнал«стнчеси«и

Ресвубпнн ()940171 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву № 881762 (22) Заявлено 19.11.80 (21) 3007070/18-24 (51) М. Кл.

G06 F l5/336 с присоединением заявки М

9вударотеаеый «етантет

СССР ее делам изобретений н открытий (23 ) П р нор итет

Опубликовано 30.06.82. Бюллетень М 24

Дата опубликования описания 30.06.82 (53) УДК681. . 323 (088. 8) (72) Авторы изобретения t

И. Я. Билинский, А. В. Краузе и А. К. Мйкелсон (7l ) Заявитель

Институт электроники и вычислительной те

AH Латвийской CCP (54) КОРРЕЛОМЕТР

Изобретение относится к вычислительной технике, а именно к устройствам для обработки информации специального назначения, и может быть использовано в различных областях науки и техники.

По основному авт. св. ¹ 881762, описан коррелометр, содержащий блок накопления, два блока согласования, входы которых являются соответственно первым и вторым входами коррелометра, выход каждого блока согласования соединен с первым входом соответствующеl o oKII KoMII8pBTopoB, второй вход которого подключен через соответствующий цифро-аналоговый преобразователь к выходу соответствующего генератора случайных чисел, выход первого блока компараторов через блок задержки соединен с первым входом первого блока умножения, второй вход которого подкчючен к выходу второго блока компараторов, тактирукзцие входы перво .о и второго блока, компараторов и блока задержки подклк»

2 чены к выходу тактового генератора, второй и третий блоки умножения, первые входы которых подключены к выходам первого и второго сумматоров. соотвественно, вторые входы второго и тре5 тьего блоков умножения подключены соответственно к выходам второго блока компараторов и блока задержки, первые входы первого и второго сумматоров соединены с выходом блока постоянной памяти, а вторые входы подключены соответственно к выходам третьего и второго генераторов случайных чисел, выходы блоков умножения подключены к соответc Bу ктцим Входам третьего hQ4BTopB, выход которого подключен ко входу блока накопления.

Недостатко м известного коррелометра лвляется увеличение погрешности при измерении малых сигналов.

Бель изобретения - повышение точности.

Указанная цель достигается тем, что в коррелометр введены источник опорного

3 9 напряжения, второй блок задержки, эле. мент И, третий и четвертый компараторы, первые входы которых подключены к выходу источника се1орного напряжения, а вторые - к выходам блоков согласования соответствующих каналов, выход третьего компаратора через второй блок задержки, а выход четвертого компаратора непосредственно подключены к соответствукацим входам элемента И, выход которого соединен с упраыяющим входом второго и третьего блоков умножения, управляющие входы третьего и четвертого компараторов и второго блбка задержки подключены к выходу генератора тактовых импульсов.

Введенные узлы и связи позволяют в процессе измерения автоматически менять алгоритм вычисления и зависимости от величины мгновенного значения входного сигнала и таким образом повысить точность измерения значений корреляционной функции.

На фиг. 1 изображена блок-схема коррелометра; на фиг. 2 — зависимости дисперсий результатов статических испы,таний от величины сигнала при разных алгоритмах осуществления этих испытаний.

Коррелометр содержит два канала, в каждом из которых блок 1 согласования соединен с первым входом компаратора 2 сравнения и первым входом блока 3 компараторов, к второму входу которого через цифро-аналоговый преобразователь (UMI) 4 подключен выход генератора 5 псевдослучайных чисел. Выход блока З,компараторов первого канала через блок 6 задержки, а выход блока

3 компараторов второго канала непосредственно соединены с соответствующими входами блока 7 умножения. Выход генератора 8 псевдосщчайных чисел в первом канале и выход генератора 5 псевдослучайных чисел во втором канале соединены с первыми входами соответствуквцих сумматоров 9, вторые входы которых подключены к выходу блока 10 постоянной памяти. Выходы сумматоров

9 обоих каналов соединены с первыми входами соответствукщих блоков 11 умножения, при этом второй вход блока

11 умножения первого канала подключен к выходу бпока 3 компараторов второго канала, а второй вход блока 11 умножения второго канала соединен с выходом блока 6 задержки. Выходы блоков

7 и 11 умножения подключены к соответствукщим входам сумматора 12, вы40171 4 ход которого соединен с входом блока

13 накопления. Выход источника 14 опорного напряжения подключен к вторым входам компараторов 2 обоих каналов, йричем выход компарат ора 2 первого канале черезвторой блок 15 за держки, а выход компаратора 2 второго канала непосредственно соединен с соответствующими входами элемента И 16, выход которого

10 подключен к.управлякщим входам блоков

11 умножения обоих каналов. Выход генератора 17 тактовых импульсов подключен к управляющим входам компаратора 2, блоков 3 компараторов и блоков

15 6 и 15 задержки, В коррелометре оценка каждой ордынаты (щ ьГ) корреляционной функции

К (Z) гигналов хЮ и у(+) определяется по следующе алгоритму: к„,I n=< ((,„- .,„, .(, ) „„,)Ш+ ж к-т }" т где с — половнна диапазона изменения

25 сигналов х® и y(4), т.е.

-ф(Х (+)<$ и -с <у (Цсф; (Ч вЂ” количество циклов измерения каждой точки;

1, — взаимно независимые, равномерно распределенные в интервале (0,1 ) случайные или псевдослучайные числа, соотвествующие опорному уровню напряжения, поступившему в данном такте, измерения на с оо тве тс твующий блок компараторов;

- количество тактов задержки одного сигнала относительно. другого; результат сравнения BxoltHbIx сигналов Х ®и 9®с соответствующим уровнем.

Ы=., в зависимости от значений модулей

« 0 входных сигналов.

Квантование проводится одновременно в диапазонах 1-$, Oj и (O,gj, т.е. блок

45 компараторов содержит два компаратоуа.

Положительные значения сигналов Х (t) и у() сравниваются с опорными уровнями (-1) и< (Щфоответственно, а отрицательйые значения тех же сигналовSO,;c уровнямис (<-1) и q(И, -3) соответствен но. Следовательно, 4,Осли Хкъс „

О,если „тх„>,с („ )

И

-1,8сли Хк<с („q).

Аналогично определяется и Flag .

Применение метода стохастического квантования второго рода в известном

5 940171. 6 ет произвести кван- цикла генератора 5 первого канала. Таалов с более высокой ким образом, на первый вход сумматора тохастическом кван- 9 первого канала поступает число $< щ, (фиг. 2, кривая 1). а на первый вход сумматора 9 второго определения зна- 5 канала число I ° В сумматорах а методом статис- числа суммируюгся с постоянным числом (стохастического, 1/2, код которого с. выхода блока 10 рода) зависит от постоянной памяти поступает на вторые нала (фиг. 2, кривая входы обоих сумматоров 9. C выходов енения сигнала есть 1î сумматоров 9 коды чисел (,,„- 1/2) определения мгно- и (, 1/2) поступают на первые вх,оды диого сигнала путем соответствующих блоков 11 умножения, аний выше, чем ме- где умножаюгся на значения Пук и го квантования вто- „(„) соответственно. Результаты умости от величины 15 ножений с выхода блока 7 и при наличии бv пЪ данном такте изме- разрешающего потенциала (0 ) на упоррелометр меняет равляющем входе с выходов блоков 11 корреляционной подаются на входы сумматора 12, на

iO,Vyv.j3(4)//i0,/ выходе которого в каждом такте измеререляционной функции. 2О ния получается оценка значения одной ом (1). при <=1. ординаты корреляционной функции соглас)/ ъ01ф корреля- но алгоритму, (1). исляется по формуле В каждом такте измерения в компара« торах 2 происходит сравнение абсолютного значения входных сигналов Х (4)/ апы центрируюгся и ) () (с постоянным напряжением ому масштабу - 1 93 . ц =g,y „которое с выхода источника йия и поступают на 14 поступает на вторые входы компаратотствующих блоков ров 2. В тактах, когда/r((ty)/ Vo или вторые входы которых 3О /дЩ (

При этом сигнал ИХ входы элемента И 16, В тактах изме35 одит через блок 6 рения, когда на обоих входах элемента гй на основе регистра 16 появляк гся "1" с выхода элемента веется на K тактов И 16 на управлякщие входы блоков 11

a vIYIc . Таким o6pa-. умножения, также поступает, 1"",,котс от числа И1имеется 4, рая запрещает передачу информации на ить соответствующие сумматор 12. Таким образом, в тактах еляционной функции измерения, когде /ХИ)/< 0; g H /У®/ еализации алгоритма (Qg о,, ординаты корреляционной функции используется и циф- определяются согласно алгоритму (1) орного уровня— при а(.=О, который нри данных значениях

-4 к

45 ла у и g, которые входных напряжений обеспечивает меньов 5 подаются на со- шую дисперсию оценки, чем алгоритм (1)

4. Согласно anro- при сС=1. Значения корреляционной функканале в К-ом такте ции с выхода сумматора 12 поступаюг в блок 13 накопления, где накапливают "-" 1— отстает от настоя- . ся и усредняются. После оконч н

50 а ия всего

Так как. выполнить цикла измерения в блоке 13 накопления

Wòaêãoâ для много- находятся усредненные оценки дискретных нически невыгодно, зрдинат взаимной корреляционно1". функции. коррелометре позволя тование входных сиги точностью, чем при с товании первого рода

Но поскольку точность чения входного сигнал тических испытаний квантования первого величины самого сиг

2), в диапазоне изм области, где точность венного значения вхо статистических испьгг тодом стохастическо рого рода. В зависим входных сигналов в рения описываемый к алгоритм вычисления функции. П ри f Х (+ ) / 7 оценка значений кор определяется алгоритм

При /х (М/7го1сри/у(В ционная функция выч (1) при (.=0. !

Исследуемые сигн приводятся к требуем в блоки 1 согласова первые входы соотве компараторов 3, на с выходов соответст даются случайные нап сравнения Vl>I и 8ух компараторов поступ

7 и 11 умножения. предварительно прох задержки, выполненнь сдвига, где .задержи относительно сигнал зом, в зависимости возможность оп редел оценки ординат корр с шагом (;. Для р (1) в коррелометре ровой эквивалент on псевдослучайные чис с выходов генератор ответствукщие UMI ритму (1 ) в первом измерения используетс которое на wl тактов щего значения блок 6 задержки на разрядного числа тех в первом канале коррелометра использу

55 ется дополнительный генератор 8 чисел, по структуре одинаковый с генератором

5 первого канала, но цикл генерирования чисел которого на tn тактов отстает от

Выполнение коррелятора на базе ТТЛ интегральных схем средней интеграции, допускает частоту тактирования 10 MPg, 94 и минимальный шаг дискретизации корреляционной функции 100 нс.

Формула изобретения

Коррелометр по авт. св. № 881762, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, в него введены источник опорного напряжения, второй блок задержки, элемент И, третий и четвертый компараторы, первые входы которых подитючены к выходу источникаопорного напряжения, а вторые соответственно к выходам первого и второго

0171 8 блоков согласования, выход третьего zoMпаратора через второй блок задержки, а выход четвертого компаратора непосредственно подключены к соответству5 юшим входам второго и третьего блоков умножения, управлякипие входы третьего и четвертого компараторов и второго блока задержки подключены к выходу генератора тактовых импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 881 762, кл. 506 F -15/336, 1980

1 s (прототип) .

9401 71

04

Составитель В. Жовинский

Редакгор В..Пилипенко ТехредМ. Гергель Корректор В. Синицкая

Заказ 4669/71 Тираж 731 П одписное

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