Автокоррелятор

 

Изобретение относится к измерительной и вычислительной технике и.предназначено для оперативного определения автокорреляционной функции в масштабе реального времени. Цель изобретения - повышение быстродействия. Автокореллятор содержит аналого-цифровой преобразователь 1, блок памяти 2, коммутатор 3, элементы задержки 4, 5, перемножители 6-9. сумматоры 10 и 11, делители 12 и 13, интегратор 14, элемент И 15, генератор тактовых импульсов 16, триггер 17, информационный вход 18 и вход запуска 19. В автокорреляторе осуществлено введение коммутатора, триггера, элемента И и двух элементов задержки , что позволило в процессе записи информации осуществлять и вычисление нулевой ординаты автокорреляционной функции . 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 06 F 15/336

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТ НОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗС)БРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4886781/24 (22) 29.11.90 (46) 15.08.93. Бюл. N. 30 (72) Н,K.Áîíäàðü. B.À.Màðêèòàíîâ, И,И.Обод и В.Н.Пехота (56) Авторское свидетельство СССР

N 1084809, кл. 6 06 F 15/336, 1982. (54) АВТО КО Р Р ЕЛ ЯТО Р (57) Изобретение относится к измерительной и вычислительной технике и.предназначено для оперативного определения автокорреляционной функции в масштабе реального времени. Цель изобретения — повышение быстродействия. Автокореллятор,,!Ж,, 1833894 А1 содержит аналого-цифровой преобразователь 1, блок памяти 2, коммутатор 3, элементы задержки 4. 5. перемножители 6 — 9. сумматоры 10 и 11, делители 12 и 13, интегратор 14, элемент И 15, генератор тактовых импульсов 16, триггер 17, информационный вход 18 и вход запуска 19. B автокорреляторе осуществлено введение коммутатора, триггера, элемента И и двух элементов задержки, что позволило в процессе записи информации осуществлять и вычисление нулевой ординаты автакорреляционной функции. 2 ил, 1833.894

И"-обретение относится к области измерительной и вычислительной техники и предназначено для оперативного определения автокорреляционной функции в масштабе реального времени.

Цель изобретения — повышение быстродействия, Структурная схема автокоррелятора пг>иведяна на (>иг, 1.

Сгруктурная схема блока памяти приведена на фиг. 2.

Авто.1орреллятор (фиг. 1) содержит аналого-цифровой преобразователь 1, блок памяти 2, коммутатор 3, первый-4 и второй 5 элементы задержки, первый 6, второй 7, третий 8 и четвертый 9 перемножители, перья в 10 и второй 1 i сумматоры, первый.12 и второй 13 делители, интегратор 14, элемент

И 15, генератор тактовых импульсов 16, триггер 17, информационный вход l8 и вход запуска 19.

Блок памяти 2 (фиг, 2} содержит первое

20 и второе 21 запоминающие устройства, пергый 2? и второй 23 элементы И, элемент

ИЛИ 24., первый 25 и второй 26 счетчики, MII8(pT0p 27 и делитель 28, Автокоррелятор работает следующим образом.

Автокоррелятор работает по следующему алгоритму х(Х i+1 Х I+M +XIX I+M+1)+

+Х +1 X1+ +1) (1) где: N — объем выборки, M — число вычисляемых ординат автокорреляционной функции. 1<ак следует из выра>кения (1) в определении корреляционной функции принимжот участие не только сдвинутые на

M отсчеты Х; и Xl+M, но и соседние с ними

Х:+1, Х+ц+1. Это позволяет учесть наличие корреляционной связи между соседними отсчетами, Аналого-цифровой преобразователь 1 производит дискретизацию входного аналогового сигнала по импульсам квантования, При поступлении импульса запуска на вход запуска 19 производится обнуление блока памяти 2 и триггер 17 устанавливается а единичное состояние, Установление триггера 17 в единичное состояние разрешает запись информации в блок памяти 2, открывает элемент И 15 и устанавливает коммутатор 3 в такое состояние. что на первый и второй выходы его проходят отсчеты, поступающие на второй и четвертый входы.

Открывание элемента И 15 позволяет проходить импульсам с выхода генератора тактовых импульсов 15 на синхровход аналого-цифрового преобразователя и на вход записи блока памяти. Аналого-цифровой преобразователь 1, по поступающим на его синхровход импульсам квантования, производит преобразование поступающих аналоговых сигналов на вход 18 и цифровой код. Эти цифровые отсчеты, с выхода аналого-цифрового преобразователя 1 поступают . на информационный вход блока памяти 2,в котором, по импульсам. поступающим на вход записи, записываются в запоминающие устройства блока памяти, Одновременно сэтим цифровые отсчеты,с выхода аналого-цифрового преобразователя 1 проходят на первый и второй информационные

20 выходы коммутатора 3, В элементах задержки 4 и 5 осуществляется задержка поступающих цифровых отсчетов на один такт. В первом цикле работы автокоррелятора M =

О, Если обозначить, что на первом выходе коммутатора 3 присутствует отсчет Х 1, то тогда на выходе элемента задер>кки 4 — Xj. В этот момент на втором выходе коммутатора

3 присутствует отсчет Xi+M+1, а на выходе элемента задержки 5 — Хнм. При указанных

30 выше обозначениях на выходе первого 6 перемножителя получается результат перемножения Xi+1 Х+м+1, на выходе второго перемножителя 7 — Xi+1 Х+м, на выходе третьего перемножителя 8 — Xj Xj+M+1 и на выходе четвертого перемножителя 9—

Х; XI+M. Результаты перемножения с выходов второго 7 и третьего 8 перемножителей суммируются в сумматоре 10, на выходе которого получается следующий результат

Xi+1 Хн- м XIXi+M+1. В делителе 12 осуществляется деление полученного результата на 1/2, На выходе сумматора 11 получается резуль1 тат Xi+1 Xi+M+1+ — (Хн-1Хн-м+ XiXi+M+1)+ XIXj+M, который в делителе 13 делится на 1/(3N). В интеграторе14 происходит накопление результата. По окончании процесса накопления на выходе интегратора 14 вычисляется ордината автокорреляционной функции, 50 т.е. полностью реализуется алгоритм (1). По окончании накопления, т.е, по истечении N импульсов квантования заканчивается запись информации в блок памяти 2 и на его синхровыходе появляется импульс по которому триггер 17 устанавливается в нулевое состояние. Установление триггера 17 в нулевое состояние приводит к закрычани о элемента И 15. к переключению блока памяти 2 на считывание информации, а коммутатор 3

1833894

10

55 переключается так. что на его первый выход проходят отсчеты, поступающие на первый информационный вход, а на второй выход— поступающие на третий информационный вход, Начинается считывание информации с блока памяти 2. Первый цикл считывания осуществляется при М =- 1. По окончании N импульсов считывания, начинается считывание информации при M = 2 и т.д. Для получения M значений автокорреляционной функции необходимо(М-1) раз воспроизвести хранящуюся в блоке памяти 2 копию записанного туда сигнала. После этого снова поступает импульс на вход запуска и процесс работы повторяется. В дальнейшем работа автокоррелятора аналогична.

Блок памяти 2 (фиг. 2) работает следующим образом.

При поступлении импульса обнуления на вход обнуления блока производится обнуление делителя 28, коэффициент деления которого равен и счетчика 26. При поступлении разрешающего уровня на управляющий вход блока открывается элемент И 22. В результате этого, импульсы, поступающие на вход записи, проходя на синхровходы записи первого 20 и второго 21 запоминающих устройств и по ним осуществляется запись информации, поступающей на информационный вход блока, по ячейкам памяти, адрес которых определяется кодом поступающим на адресный вход. Код адреса для запоминающего устройства 20 определяется кодом счетчика 25, который подсчитывает импульсы, проходящие через элемент И 22 и элемент ИЛИ 24, а код-адоеса запоминающего устройства 21 определяется. суммой кодов счетчика 25 и счетчика

26. Однако код счетчика 26 при записи информации равен нулю, и, следовательно, код адресов запоминающих устройств 20 и

21 при записи совпадает. Делитель 28 осуществляет подсчет импульсов. При появлении импульса на выходе делителя 28, он выдается на синхровыход блока, обнуляет счетчик 25 и увеличивает состояние счетчика 29 на единицу. В дальнейшем начлнается процесс считывания информации с запоминающих устройств. При этом, так как в счетчике 26 находится код единицы, то считывание информации с запоминающего устройства 21 осуществляется с адреса на единицу большем, чем с запоминающегоустройства 20. Импульсы считывания проходят через элемент И 23, так как на выходе инвертора 27 высокий уровень, проходят через элемент ИЛИ 24 и подсчитываются счетчиком 25, код которого определяет код адреса считывания, и делителем 28. При появлении импульса на выходе делителя 28 обнуляется счетчик 25, а состояние счетчика

26 увеличивается на единицу. В дальнейшем работа блока памяти аналогична, Формула изобретения

Автокоррелятор, содержащий аналогоцифровой преобразователь, информационный вход которого является информационным входом автокоррелятора, узел памяти, четыре блока умножения, интегоатор, два сумматора, два делителя, коммутатор и генератор тактовых импульсов, причем первый выход коммутатора соединен с первыми входами первого и второго блоков умножения, второй вход последнего соединен с первым входом третьего блока умножения и подключен к второму выходу коммутатора, выходы первого и третьего блоков умножения соединены с входами nepBoro сумматора, выход которого через первый делитель подключен к первому входу второго сумматора, второй и третий входы которого соединены соответственно с выходами второго и четвертого блоков умножения, а выход через второй делитель подключен к входу интегратора, выход которого является выходом автокоррелятора, о т л и ч à ю шийся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены два элемента задержки, элемент И и триггер, а узел памяти содер>кит два блока памяти, делитель, элемент НЕ, два счетчика, два элемента И, элемент ИЛИ и сумматор, выход которого соединен с адресным входом первого блока памяти, выходы блоков памяти подключены к первому и второму информационным входам коммутатора, первый выход которого через первый элемент задержки соединен с вторым входом третьего и первым входом четвертого блоков умножения, выход генератора тактовых импульсов подключен к первому входу элемента И, первому входу первого элемента И узла памяти и через. элемент НŠ— к первому входу второго элемента И узла памяти, второй вход которого соединен с выходом элемента И и подключен к тактовому входу аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен с информационными входами блоков памяти и третьим информационным входом коммутатора, второй выход которого через второй элемент задер>кки соединен с вторыми входами первого и четвертого блоков умножения, входом обнуления автокоррелятора являются S-вход триггера и входы обнуления первого счетчика и делителя узла памяти, выход которого подключен к R-входу триггера, к входу обнуления второго счетчика и счетному входу первого счетчика, выход которого соединен с первым входом сумматора, вто1833894

Составитель И.Загорбинина

Техред М.Моргентал Корректор Л.Филь

Редактор

Заказ 2688 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 рой вход которого подключен к адресному входу второго блока памяти и выходу второго счетчика, счетный вход которого соединен с информационным входом делителя узла памяти и подключен к выходу элемента

ИЛИ, входы которого соединены с входами второго и первого элементов И узла памяти, второй вход которого соединен с входами управления записью блоков памяти, управляющим входом коммутатора и вторым вхо5 дом элемента И и подключен к прямому выходу триггера.