Устройство для определения взаимной корреляционной функции

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОГКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

И, ь, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4854615/24 (22) 27.07.90 (46) 15.04.92. Бюл, ¹ 14 (72) И. И. Обод, Н. К. Бондарь, И. Н. Попатенко и В. А. Маркитанов (53) 681.3(088,8) (56) Авторское свидетельствс СССР

¹ 1188752, кл, G 06 F 15/336, 1984.

{54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ВЗАИМНОЙ КОРРЕЛЯЦИОННОЙ ФУНКЦИИ

Изобретение относится к измерительной и вычислительной технике и может быть использовано для измерения аргумента и значения функции взаимной корреляции (ВКФ) между двумя случайными процессами, подвергнутыми разным временным искажениям.

Цель изобретения — повь шение быстродействия.

Алгоритм работы устройства следующий, . Если обозначить частные коррелограммы как а1, аг, .„, as сдвига, то результируащие значения ВКФ следующие.

А1=а1+ аг+ аз+ а4 а a+a 6+ а7+ as

А2=а1+ аг+ аз+ а4+ as+ as+a 7+ ав

АЗ=а 1+ аг+ аз+ а4 1- а5+ as+ а7+ Rs

А4=а1+ аг+ аз+ а4+ аБ+ as+ а7+ вв (1)

А5=а1+ аг+ аз+ a4+ аБ+ as+ «ау+ а8

Аб=а1+ аг+ аз+ a4+ а + as+ а7+ ав

А7=а 1+ аг+ аз+ a4+ as+ as+ в7+ ps

А8=а1+ аг+ аз+ а4+ Rs+ вб+ &- ва, где"-" означает число сдвигов.

„„« Ц „„1727134 А1 (я)5 G 06 F 15/336 (57) Изобретение относится к измерительной и вычислительной технике и может быть использовано для измерения аргумента и значения функции взаимной корреляции между двумя случайными процессами, подвергнутыми разным временным искажениям.

Цель изобретения — повышение быстродействия. Устройство содержит аналогоцифровые преобразователи, коррелятор, генератор тактовых импульсов, счетчик, синхронизатор, коммутатор, сумматоры, блоки задержки, накапливающие сумматоры. 3 ил.

На фиг. 1 показана структурная схема устройства для определения взаимной корреляционной функции; на фиг, 2 — структурная схема синхронизатора; на фиг, 3— структурная схема накапливающего сумматора.

Устройство содержит первый 1 и второй

2 аналого-цифровые преобразователя (АЦП), коррелятор 3, генератор тактовых импульсов 4, счетчик 5, коммутатор 6, синхронизатор 7, первый 8. второй 9, третий 10, четвертый 11, пятый 12, шестой 13 и седьмой 14 блоки задержки, первый 15, второй

16, третий 17, четвертый 18, пятый 19, шестой 20 и седьмой 21 сумматоры и накапливающие сумматоры 22, Синхронизатор 7 (фиг. 2) содержит счетчик 23, дешифратор 24, первый 25, второй

26, третий 27, четвертый 28, пятый 29, шестой 30, седьмой 31, восьмой 32, девятый 33, десятый 34, одиннадцатый 35 элементы задержки, первый 36 и второй 37 элементы

ИЛ И.

1727134

Накапливающий сумматор 22 (фиг. 3) содержит первый.38 и второй 39 элементы

И, первый 40 и второй 4.1 элементы ИЛИ, сумматор 42, регистр 43, триггер 44 и элемент задержки 45.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал X(t) поступает на вход АЦП 1 и в момент поступления импульсов с тактового выхода генератора тактовых импульсов 4 преобразуется в М-разрядный двоичный код, который поступает на первый информационный вход коррелятора 3, На.второй информационный вход .коррелятора 3, подаются отсчеты входного сигнала Y(t) от

АЦП 2, который формирует коды отсчетов по импульсам, поступающим с выхода генератора тактовых импульсов 4. Коррелятор 3 определяет элементарные произведения

x/(t)=y(t+ih t) и суммирует очередное элементарное произведение с уже накопленными результатами с выбранным фактором усреднения N. На выходе коррелятора 3 взаимнокорреляционная функция, названная частной коррелограммой,представлена п отсчетами. Время анализа одной частной коррелограммы выбирается из соотношения с 1

Т.

Vf в где f8 — верхняя частота входных сигналов, чг- скорость изменения задержки.

В этом случае. величина фактора усреднения N находится из следующего выражения; хмах . 1 Т и.-ЕГС где чалмах — максимально ожидаемая скорость изменения. задержки.

Полученная частная коррелограмма с выхода коррелятора 3 поступает на входы семи блоков задержки и на первые входй накапливающих сумматоров 22, Как следует из алгоритма (1) функционирования устройства; первая частная коррелограмма участвует в вычислениях всех возможных взаимных корреляционных функций.

На выходах блоков задержки получаются задержанные отсчеты корреляционной функции. Эти отсчеты корреляционной функции в соответствии.с алгоритмом (1) суммируются в сумматорах 15-21 и полученные результаты суммирования поступают на вторые входы накапливающих сумматоров

22, Незадержанные отсчеты корреляционной функции же поступают на первые входы накапливающих сумматоров 22. Тактовые импульсы на выходе генератора тактовых импульсов 4 формируются через интервалы времени, необходимые для вычисления одйой частной коррелограммы

На счетный вход счетчика 6 и на синхровход синхронизатора 7 поступают импульсы с выхода генератора тактовых импульсов 4. Емкость счетчика 5 равна ко5 личеству частных коррелограмм (в рассматриваемом случае она равна восьми); Сигнал переполнения счетчика 5 соответствует моменту начала выдачи очередных частных коррелограмм, и по этому импульсу произ10 водится установление синхронизатора 7 в .исходное состояние и подготовка накаплива-. ющих сумматоров. В накапливающих сумматорах 22 по этому импульсу, поступающему на синхровход, производится занесение ре15 зультатов с выходов соответствующего сумматора 15-21, Этим сразу обеспечивается . суммирование задержанных частных коррелограмм. Незадержанные частные коррелограммы поступают на первые входы

20 накапливающих сумматоров 22 и их суммирование управляется синхроимпульсами с выхода синхронизатора 7, синхроимпульсы с выходов которого поступают также на блоки задержки 8-14 для сдвига задержанных

25 в них частных коррелограмм, . Весь исходный массив входных частных коррелограмм разбит на группы по две частные коррелограммы в каждой. Результирующие коррелограммы с выходов накапливающих

30 сумматоров 22 через коммутатор 6 поступают на выход устройства. В дальнейшем работа устройства аналогична.

Рассмотрим работу элементов устройства.

35- Синхронизатор 7 (фиг. 2) работает следующим образом.

При поступлении импульса на вход происходит обнуление счетчика 23, на синхровход которого поступают импульсы. По этим

40 импульсам увеличивается состояние счетчика 23 и на выходе дешифратора 24 образуется пбследовательность импульсов, которые проходят через элементы ИЛИ 36, 37 при необходимости и, задержавшись в

45 элементах задержки 25-35, поступают на выходы синхронизатора. В элементах задержки импульсы задерживаются на время срабатывания элементов.

Накапливающий сумматор 22 (фиг. 3)

50 работает следующим образом, При поступлении импульса на второй синхровход триггер 44 устанавливается в единичное состояние, а регистр 43 обнуляется. Этот импульс, задержавшись в эле55 менте задержки 45, проходит через элемент

ИЛИ 41 на синхровход регистра 43 и записывает в него код, поступающий на второй вход сумматора 22, так как при единичном состоянии триггера 44 открыт элемент И 39.

Импульс с выхода элемента задержки 45

1727134 устанавливает триггер 44 в нулевое состояние. Установление триггера 44 в нулевое состояние приводит к открыванию элемента вертого, шестого и восьмого накапливающих сумматоров, третий выход синхронизатора соединен с тактовыми входами третьего и седьмого накапливающих сумматоров, тактовый вход пятого накапливающего сумматора соединен с четвертым выходом синхронизатора, тактовый вход и пятый выход которого соединены соответственно с вторым выходом генератора тактовых импульсов и тактовым входом первого блока задержки, выход которого соединен с первыми входами первого, третьего, пятого и седьмого сумматоров, шестой выход синхронизатора соединен с тактовым входом второго блока задержки, первый выход которого соединен с первыми входами второго и шестого сумматоров, второй выход второго блока задержки соединен с вторыми входами третьего и седьмого сумматоров, седьмой выход синхронизатора соединен с тактовым входом третьего блока задержки, первый выход которого соединен с вторыми входами второго и шестого сумматоров, второй выход третьего блока задержки соединен с третьими входами первого и пятого сумматоров, третий выход третьего блока задержки соединен с третьими входами третьего и седьмого сумматоров, восьмой выход синхронизатора соединен с тактовым входом четвертога блока задержки, первый выход которого соединен с четвертым входом первого сумматора и первым входом четвертого сумматора, второй выход четвертого блока задержки соединен с третьим входом второго сумматОра и четвертым входом пятого сумматора, третий выход четвертого блока задержки соединен с четвертым входом третьего сумматора и третьим входом шестого сумматора, четвертый выход четвертого блока задержки соединен с четвертым входом седьмого сумматора, девятый выход синхронизатора соединен с тактовым входом пятого блока задержки, первый выход которого соединен с вторым входом четвертого сумматора, второй выход пятого блока задержки соединен с пятым входом первого сумматора, с четвертым входом второго сумматора, третий выход пятого блока задержки соединен с пятым входом пятого сумматора и четвертым входом шестого сумматора, четвертый выход пятого блока задержки соединен с пятым входом третьего сумматора, пятый выход пятого блока задержки соединен с пятым входом пятого сумматора, десятый выход синхронизатора соединен с тактовым входом шестого блока задержки, первый и второй выходы которого соединены соответственно с третьим входом четвертого сумматора и шестым входом первого сумИ 38, в результате чего цифровые отсчеты с первого выхода сумматора 22 проходят через открытый элемент И 38 и поступают на сумматор 42, в котором суммируются с кодом регистра 43, и результат суммирования по импульсу, поступающему на первый синхровход накапливающего сумматора, записывается в регистр 43. В дальнейшем работа накапливающего сумматора анало10 гична. Накапливающий сумматор 221 реалиотсутствуют триггер, элементы И, элементы

ИЛИ и элемент задержки.

Формула изобретения

Устройство для определения взаимной корреляционной функции, содержащее два аналого-цифровых преобразователя, коррелятор, генератор тактовых импульсов, счетчик, синхронизатор, семь блоков задержки, семь сумматоров и коммутатор, причем информационные входы первого и второго

25 аналого-цифровых преобразователей являются соответствующими информационными входами устройства, выходы первого и второго аналого-цифровых преобразователей соединены с соответствующими входами коррелятора, синхровход которого

30 соединен с синхровходами первого и втОрого аналого-цифровых преобразователей и с первым выходом генератора тактовых импульсов, второй выход которого соединен с счетным входом счетчика, выход переполнения которого соединен с входом запуска синхронизатора, выход и управляющий

40 вход, коммутатора явля ются соответственно выходом и входом разрешения считывания результатов устройства, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него дополнительно введены во-. семь накапливающих сумматоров, выходы которых соединены с информационными входами коммутатора, а синхровходы соединены с выходом переполнения счетчика, выход коррелятора соединен с информаци50 он ными входами с первого Ilo седьмой блоков задержки и с первыми информационными входами с первого по восьмой накапливающих сумматоров, вторые информационные входы со второго по восьмой накапливаю55 щих сумматоров соединены соответственно с выходами с первого по седьмой сумматоров, тактовый вход первого накапливающего сумматора соединен с первым выходом синхронизатора, второй выход которого соединен с тактовыми входами второго, четзуется по такой же схеме только в связи с тем, что там отсутствует суммирование за- 15 держанных корреляционных функций, в нем

1727134 матора, третий выход шестого блока задержки соединен с пятым входом второго сумматора и UJBGTblM входом пятого сумматора, четвертый и пятый выходы шестого блока задержки соединены соответственно с пя. тым входом шестого сумматора и шестым входом пятого сумматора, шестой выход шестого сумматора соединен с шестым входом шестого сумматора, одиннадцатый в: ход синхронизатора соединен с тактовым входом седьмого блока задержки, первый выход которого соединен с четвертым входом четвертого сумматора, второй выход седьмого блока задержки соединен с седьмым входом первого сумматора и шестым

5 входом второго сумматора, третий выход седьмого блока задержки соединен с шестым входом седьмого сумматора и седьмым входом пятого сумматора, четвертый выход седьмого блока задержки соединен с седь10 мым входом третьего сумматора.

1727134

1727134

Составитель В.Орлов

Редактор Н.Каменск. я Техред М,Моргентал Корректор Э.Лончакова

Заказ 1279 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101