Коррелометр

 

КОРРЕЛОМЕТР, содержащий блок регулируемой задержки, вход которого является первым информационным входом коррелометра, блок управления , первый и второй преобразователи прямого кода в обратный и наоборот , первый и второй блоки равнозначности , выходы которых соединены соответственно с управляющими входами первого и второго преобразователей прямого кода в обратньй и наоборот, первый сумматор, выход которого подключен к информационному входу регистра , накапливающий сумматор, входы которого соединены с выходами регист-ра и соответствующей группой входов первого сумматора, а выходы накапливающего сумматора соединены с входами блока.регистрации, отличающийся тем,что, с целью расщирения частотного диапазона исследуемых сигналовj в коррелометр введены первый и второй узлы формирования кода приращений, первый и второй регистры сдвига и второй сумматор, причем каждьй узел формирования кода приращений включает блок вычитания, нуль-ор .. -ган, пороговые элементы, блок приоритета , накапливающий сумматор и цифроаналоговый преобразователь, выход которого соединен р первым информационным входом блока вычитания, выход которого соединен с входом нуль-органа и с входами пороговых элементов, выходы которых соединены с информационными Бундами блока приоритета,выходы которого соединены с информационными входами накапливающего сумматора, выходы которого соединены с информационными входами цифроаналогового преобразователя , а блок управления вклюС «в чает счетчик задержки, триггер запуска , генератор импульсов, первый и (Л второй элементы И, элемент задержки и счетчик отсчетов,причем выход счетчи .ка задержки соединен с управляющим входом блока регулируемой задержки,а вход начальной установки счетчика задержки - с единичным входом триггера запуска, с входом начальной устач новки счетчика отсчетов и является со входом запуска коррелометра, выходы генератора импульсов соединены с перОд выми входами первого и второго элесх ментов И, вторые входы которых объединены и подключены к прямому выходу триггера запуска, выход первого элемента И соединен с входом элемента задержки, с первым разрешающим входом накапливающего сумматора первого узла формирования кода приращений, с первым разрешающим входом накапливающего сумматора второго узла формирования кода приращений, с разрешающим входом блока приоритета первого узла формирования кода приращений, с разрешающим входом блока приоритета .

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„ I 3 7936 (51)4 G 06 F 15/336

У

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

c„

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ /,, .ц/

Н ABTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ -"" -.. /

"«М...„Р (21) 3720820/24-24 (22) 20.02.84 (46) 15.09.85; Бюл. ¹ 34 (72) В.П.Бсюн и А.Н.Головин (71) Ордена Ленина институт кибернетики им.В.И.Глушкова (53) 681.333(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N - 527710, кл. G 06 F 15/336, 1975.

Гитис Э.И. и др. Аналого-цифровые преобразователи. M.: Энергоиздат, 1981, с. 206-266. (54) (57) КОРРЕЛОИЕТР, содержащий блок регулируемой задержки, вход которого является первым информационным входом коррелометра, блок управления, первый и второй преобразователи прямого кода в обратныи и наоборот, первый и второй блоки равнозначности, выходы которых соединены соответственно с управляющими входами первого и второго преобразователей прямого кода в обратный и наоборот, первый сумматор, выход которого подключен к информационному входу регистра, накапливающий сумматор, входы которого соединены с выходами регистра и соответствующей группой входов первого сумматора, а выходы накапливающего сумматора соединены с входами блока регистрации, о т л и ч а юшийся тем,что, с целью расширения частотного диапазона исследуемых сигналов, в коррелометр введены первый и второй узлы формирования кода приращений, первый и второй регистры сдвига и второй сумматор, причем каждый узел формирования кода приращений включает блок вычитания, нуль-ор-ган, пороговые элементы, блок приоритета, накапливающий сумматор и цифроаналоговый преобразователь, выход которого соединен с первым информационным входом блока вычитания, выход которого соединен с входом нуль-органа и с входами пороговых элементов, выходы которых соединены с информационными в.. дами блока приоритета, выходы которого соединены с информационными входами накапливающего сумматора, выходы которого соединены с информационными входами цифроаналогового преобразователя, а блок управления включает счетчик задержки, триггер запуска, генератор импульсов, первый и второй элементы И, элемент задержки и счетчик отсчетов, причем выход счетчи- ( ка задержки соединен с управляющим входом блока регулируемой задержки, Я а вход начальной установки счетчика

laaL задержки — с единичным входом триггеlasL ра запуска, с входом начальной установки счетчика отсчетов и является входом запуска коррелометра, выходы C© генератора импульсов соединены с пер- ЯАР выми входами первого и второго эле- ©) ментов И, вторые входы которых объе- Я© динены и подключены к прямому выходу триггера запуска, выход первого элемента И соединен с входом элемента задержки, с первым разрешающим входом накапливающего сумматора первого,ф» узла формирования кода приращений, с первым разрешающим входом накапливающего сумматора второго узла формирования кода приращений, с разрешающим входом блока приоритета первого узла формирования кода приращений, с разрешающим входом блока приоритета

1179368 второго узла формирования кода приращений и входом синхронизации накапливакицего сумматора второго узла формирования кода приращений, выход элемента задержки подключен к входу синхронизации накапливающего сумматора первого узла формирования кода приращений, выход второго элемента И подключен к входу разрешения считывания накапливающего сумматора, к управляющему входу регистра и к счетному входу счетчика отсчетов, выход переполнения которого соединен с управляющим входом блока регистрации и с нулевым входом триггера запуска, второй информационный вход блока вы-. читания первбго узла формирования кода приращений соединен с .выходом блока регулируемой задержки, а вход начальной установки накапливающего сумматора первого узла формирования кода приращений является входом запуска коррелометра и соединен с входом начальной установки накапливающего сумматора второго узла формирования кода приращений и с входом начальной установки регистра второй информационный вход блока вычитания второго узла формирования кода приращений является вторым информационными входом коррелометра, группы выходов накапливаняцих сумматоров первого и в орого узлов формирования кода приращений соединены с входами первоИзобретение относится к вычислительной технике, предназначено для оперативного определения коореляционных функций случайных процессов в реальном времени и может быть использовано в гидрометеорологии, автоматике, биологии, медицине и других областях науки и техники.

Целью изобретения является расширение частотного диапазона исследу- 10 емых сигналов.

На фиг.1 изображена структурная схема коррелометра, на фиг.2 — структурная схема узла формирования кода приращений, на фиг.3 — структурная, 15 схема блока управления. го и второго преобразователей прямого кода в обратный и наоборот соответственно, выходы знаковых разрядов группы выходов накапливаницих сумматоров первого и второго узлов формирования кода приращений соединены с первыми информационными входами первого и второго блоков равнозначности соответственно, вторые информационные входы которых соединены с выходами нуль-органов и вторым управляющим входом накапливающих сумматоров второго и первого узлов формирования ко1да приращений соответственно, выходы блока йриоритета первого и второro узлов формирования кода приращений соединены соответственно с управляющими входами второго и. первого регистров сдвига, информационные входы которых соединены с выходами второго и первого преобразователей прямого кода в обратный и наоборот соответственно,.выходы первого и второго регистров сдвига подключены соответственно к первому и второму информационным входам второго сумматора, вход переноса которого соединен с выходом первого регистра сдвига, выходы второго сумматора соединены с второй группой информационных входов первого сумматора, вход переноса которо го соединен с соответствующим выходом второго регистра сдвига.

Коррелометр содержит блок 1 регулируемой задержки, первый узел 21 формирования кода приращений, второй узел 2 формирования кода приращений, первый преобразователь 3 пря- мого кода в обратный и наоборот З,второй преобразователь 3 прямого кода в обратный и наоборот, первый регистр

4у сдвига, второй регистр 4 сдвига, первый сумматор 5, второй сумматор

5, регистр 6, накапливающий сумматор 7, блок 8 регистрации, блок 9 управления, первый блок 10<равнознач— ность, второй блок 10 равнозначности-.

Узел формирования кода приращений состоит из блока 11 вычитания, нуль1179368 l0 органа 12, пороговых элементов 13, . блока 14 приоритета, накапливанщего сумматора 15 и цифроаналогового преобразователя 16 (ЦАП).

Блок 9 управления состоит из 5 счетчика 17 задержки, триггера 18 запуска, генератора 19 импульсов, первого элемента И 20, второго элемента И 21, элемента 22 задержки и счетчика 23 отсчетов.

Коррелометр работает следующим образом.

Блок 9 управления задает сдвиг аналоговому сигналу, поступающему на первый информационный вход коррелометра с помощью блока 1 регулируемой задержки. Блок 9 управления с (фиг. 3) работает . следующим образом.

По входу запуска коррелометра происходит установка счетчика 17 задержки .в состоянии, определяющее величину задержки, счетчика 23 отсчетов в нулевое состояние, а триггера

18 запуска в единичное состояние.

Код, определяющий временной сдвиг одного из сигналов с выхода счетчика

17 задержки, поступает на первый выход блока 9 управления. С выхода триггера 18 запуска сигнал, разрешающий прохождение основной серии сиг- З0 налов генератора 19 импульсов на второй и через элемент 22 задержки на третий выходы блока 9 управления и задержанной серии сигналов генератора 19 импульсов на четвертый и пя- 35 тый выходы блока 9 управления и счетный вход счетчика отсчетов 23, поступает на вторые входы первого 20 и второго 21 элементов И. Счетчик 23 отсчетов осуществляет подсчет числа . 40 отсчетов ° По достижении заданного числа отсчетов происходит переполнение счетчика 23 отсчетов и перевод триггера 18 запуска в нулевое состояние. По этому сигналу, поступающему 45 на шестой выход блока 9 управления, осуществляется передача содержимого накапливающего сумматора 7 со сдвигом вправо на величину кратности (деление на количество отсчетов) в блок 50

8 регистрации. Узлы 21 и 2 следящего типа с показательной системой кодирования приращений отслеживает первый, (задержанный на время 3 ) y(t+ + ), и второй, x(t), аналоговые сиг- 55 калы с частотой, задаваемой сигналами, поступающими с третьего выхода блока 9 управления на второй управля4 ющий вход первого узла 2 и первый и второй управляющие входы второго узла 2 .

Узел формирования кода приращений (фиг.2) работает следующим образом.

Сигналом "Запуск" по входу начальной установки осуществляется сброс в

"0" накапливающего сумматора 15. На информационный вход подается аналоговый сигнал, на первый и второй управляющие входы — тактирующие импульсы.

Блок 11 определяет разность между входным напряжением по информационному входу и напряжением обратной связи с выхода цифроаналогового преобразователя 16, значение разности поступае г на вход нуль-органа 12 и входы всех пороговых элементов 13. Знакочувствительные пороговые элементы 13 срабатывают при достижении напряжением разности значений порогов на

Э которые они настроены. Блок 14 в моменты времени, .определяемые тактовыми импульсами, поступающими на второй управляющий вход, вьщеляет старший по весу пороговой элемент 13 из числа сработавших. Нуль-орган 12 в те же моменты времени определяет знак напряжения разности, которая поступает на знаковый выход приращений узлов 2 -2 . Коды с выхода блока 14 приоритета представляют собой приращения входного сигнала, округленные до значения кратного степени двойки, т.е. представляют собой одну единицу в соответствующем разряде кода (позиционный код). Коды с выхода блока 14 приоритета являют-: ся сигналом "Величина приращения" узлов 2,-2 и поступают на выход приращений. Код знака напряжения разности с выхода нуль-органа 1.2 настраивает накапливающий сумматор 15 по управляющему входу на выполнение операции "Сложение" или "Вычитание".

В моменты времени, определяемые тактовыми импульсами, накапливающий сумматор 15 добавляет к своему содержимому или вычитает иэ него единицу соответствующего разряда, поступившую с блока приоритета. Выходш накапливающего сумматора 15 являются параллельныю выходом узлов 2 -2 и управляют ЦАП 16. Прием информации в накапливающий сумматор 15 осуществляется при наличии сигналов Hà его втором управляющем входе, выдача информации в ЦАП 16 — по сигналам на

1179368 третьем управляющем входе накапливающего сумматора 15. Серия тактирующих импульсов, задержанных относительно основной серии иа один такт, поступает на первый управляющий вход первого узла 2 и обеспечивает задержку выдачи кода текущего значения сигнала у(С+Я) на один такт по отношению к моменту появления величины 1О приращений этого же сигнала таким образом, что в i-ом такте на выходе приращений узла 2 значение приращения сигнала y(t+ ) равно dу;, а на параллельном выходе узла 2 код те- 15

1 кущего значения у(с+ь) равен у;, С параллельных выходов узлов 2 и

2 коды текущих значений исследуемых . сигналов поступают на преобразователи

31 и 3 соответственно. Блоками 101 20 и 10< равнозначности определяются знаки произведений у ° d x и х. х ф.»1

rely, соответственно, а преобразователями 3, и 3 выполняется преобраЯ . эование обратного кода текущих значе-25 ний соответственно у и х ° на пря11 1 мой код или прямого кода на обратный, Ф если это произведение меньше нуля, . или коды текущих значений у; и х; .проходят через преобразователи 3 и

3 беэ изменений, если это произведение больше или равно нулю. Преобразованные- коды текущего значения сигнала у(а+С) и х(с) поступают на регистры 4 1и 4, где осуществляется сдвиг на число разрядов, определяемое величиной приращений.

В случае, если в коррелометре производятся операции над числами, + 1, то сдвиг кодов осуществляется влево, для случая, когда в коррелометре коды исследуемых сигналов представляют числа в диапазоне от -1 до

+1, сдвиг кодов осуществляется вправо. С выходов регистров 4 и 4 коды текущих значений сигналов у(с+ Г) и

45 х(с) поступают. на сумматор 5>, где . ыполняется операция,М Ч, Х"; 1лцД,если dq; > О

Х, -1Лф+2, ЕсЛи dg; 0 и (),Бр Х; 1 ф, ЕСЛИ dq; Ъ О

Х ; ЬЦ;1+2,если dg; <О в случае, если дх, > О, и в случае, если ьх; с О, где 8; - результат суммирования в

i-ом такте на сумматоре 5 овр

Я w! у,, - прямой и обратный коды у;, л х.P, x; — прямой и обратный коды х,, 2 - единица в младшем разряде.

В этом же такте на сумматоре 5 выI полняется операция (i) если dg; -О

Б Х Ц;-+ 9(1 2 если Ьп <О

У Д1 ) (<) где S - результат суммирования в -ом такте на сумматоре 5(, х4,3» у — значение отсчета, в (i-1)-ом такте.

Вычисленное значение х" у записы1 1 вается в регистр 6 и будет использовано в следующем (i+1)-ом такте работы коррелометра. Частота передачи кодов из регистра 6 в накапливающий сумматор 7 определяется требуемой точностью интегрирования произведения. Количество передач кода иэ регистра 6 в накапливающий сумматор 7 подсчитывается блоком 9 управления, а при достижении заданного количества (кратного целой степени двойки) блок 9 осуществляет передачу содержимого накапливающего сумматора 7 со сдвигом вправо на величину кратности (деление на количество передач) в блок 8 регистрации. После этого повторяется описанный процесс вычисления значения корреляционной функции для нового значения ь

1179368

1179368

Составитель Е.Ефимова

Редактор И.Ковальчук Техред 3.Палий Корректор В.Бутяга

Заказ 5678/52 Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал 1ПП1 "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4