Цифровой коррелометр

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АетО скОм CBNQETHlbCTBY

Союз Советских

Социалистических

Республик

<„,765810 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 13. 11 78 (21) 2683254/18-24 с присоединением заявки ¹(23) Приоритет—

Опубликовано 230980. Бюллетень Йо 35

Дата опубликования описания 250980 (51)М К 3

G 06 Р 15/31

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (з) УД 681 323. (088 ° 8) (72) Авторы изобретения

М

A. Н. Штанов и И. С. Брайнина . .3 4R $ II.::, „:,".f (: »

Куйбышевский электротехнический институт связи (71) Заявитель (54) ЦИФРОВОЙ KOPPEJIONETP

Изобретение относится к специали-, зированным средствам цифровой вычислительной техники, предназначенной для анализа случайных процессов.

Известен цифровой знаковый коррелометр, содер>хащий блок согласования, компаратор, генератор случайных равновероятных сигналов, генератор импульсов опроса, триггеры, элементы И, счетчик импульсов, временной селектор, делитель частоты и замыкающую кнопку с самовозвратом, а также делитель -коммутатор (1). К, недостаткам-коррелометра можно отнести большой объем оборудования.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является ци4М ровой коррелометр, состоящий из блока согласования, блока индикации, блока управления, первый выход которого подключен к входам первого и второго блоков оперативной памяти, к управляющим входам блока умноже- 25 ния и интегратора, а второй выход соединен с управляющим входом бЛока буферной памяти, информационные входы которого являются входами корре.лометра, а первый и второй выходы gp подключены соответственно к информационным входам первого и второго блоков оперативной памяти, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами блока умножения, выход которого подключен к входу интегратора, и третий выход блока буферной памяти соединен с первым входом коммутатора режима работ, второй вход которого соединен с первым выходом генератора тактовых импульсов, а выход подключен к входу блока управления, первый вход которого подключен к входу счетчика, выход которого соединен с третьим входом коммутатора, четвертый вход которого подключен к выходу делителя частоты, вход которого соединен с вторым выходом генератора тактовых импульсов 12 ..

Однако с помощью этого коррелометра можно измерять лишь одну корреляционную функцию исходного процесса из совокупности знаковых корреляционных функций, которые можно поставить в соответствие случайному процессу.

Целью изобретения является расширение функциональных воэможностей

765810 устройства путем однонременного ны-! числения совокупности знаковых корреляционных функций.

Достигается это тем, что в цифровой коррелометр, содержащий блок согласования, вход которого является входом устройства, а выход соединен с нходом делителя частоты, выходы которого соединены соответственно с информационными входами блока оперативной памяти, выход которого подключен к первому входу блока умножения, генератор тактовых импульсон, первый вход которого подключен к входу блока пуска и останона, первый вход которого через замыкающую кнопку с самовозвратом соединен с шиной 15 нулевого потенциала, первый выход

-генератора тактовых импульсов соединен с первым входом блока управления и с вторым входом блока умножения, выход которого подключен к пер- 2() ному входу счетчика, выход которого соединен с индикатором, второй вход генератора тактовых импульсов подключен к первому выходу коммутатора, введены блок элементов И, однонибратор, переключатель, элемент блокировки, блок оператиннои памяти,первый вход которого соединен с выходом переключателя, второй вход — с вторым выходом коммутатора, а выходы подключены к соответствующим управляющим входам блока оперативной памяти, первый выход блока управления соединен с вторым входом блока пуска и останова, первый и второй выходы которого соответственно подключены к входу однонибратора, а также к второму входу счетчика и к второму входу блока управления, третий вход которого подключен к выходу одновибратора, второй и третий вы- 40 ходы блока управления соединены соответственно с первым и вторым входами блока элементов И, третий и четвертый входы которого подключены соответственно к второму выходу генератора тактовых импульсов и к третье+ му выходу коммутатора, выход блока элементов И соединен с адресным входогл блока оперативной памяти.

На фиг. 1 приведена функциональная схема цифрового коррелометрар на фиг . 2 — временные диаграммы работы коррелометра.

Корреламетр включает в себя блок

1 управления, блок 2 оперативной памятк, блок 3 умножения, коммутатор

4 (режима работы), генератор 5 тактовых импульсов, счетчик 6 (импуль, сав) делитель 7 частоты, блок cor«« ласования 8, одновибратор 9, блок

10 пуска и останова, блок элементов. 69

И 11, элемент 12 блокировки оперативного запоминающего устройства, переключатель 13 (режимав анализа) ,индикатор 14, выполненный в виде табло и замыкающую кнопку пуска 15 с саманозвратом. Блок 1 упранления содержит дне цифровые линии задержки 16 и 17, а в состав блока 2 оперативной памяти входят п оперативных запоминающих элементов 18 °

Сущность изобретения состоит в том, что необходимо измерять корреляционные функции и импульсных случайных процессов Y (Ф), Y (t), причем процесс Yi(t) получен из Y<(t) путем деления последнего по частоте в раз.

Импульсный случайный процесс Y)(t) получен из исходного процесса x(t) после аналого-цифроного знакового .преобразования, когда положительным значениям процесса соответствует "1" а отрицательным "0".

Функция корреляции В (г)процесса

У,(t) связана с вероятностями Р числа К пересечения нулевого уровня на интервале (о, „+т ): с

2В,() = кт к=а где Ро — вероятность того, что на интервале (t t +-g ) не было ни одного пересечения нулевого уровня а Р2К что состоялось четное число пересечений.

Можно показать, что, измеряя корреляционные функции Ь;(7) удается определить распределение нулей процесса с тем большей точностью, чем больше параметр л, т.е. чем больше измеряется корреляционных функций.

Коррелометр работает следующим образом. Коммутатор 4 режима работы, имеющий два положения "запись"

"анализ", ставится н положение "запись". После нажатия кнопки 15 "пуск" запускается генератор 5 тактовых импульсов через блок 10 пуска и останона.

В блоке 1 управления C помощью цифровой линии задержки 17 начинается формирование последовательно сменяющихся двоичных комбинаций адресов, которые поступают параллельно на адресные входы всех и оперативных запоминающих элементов 18 блока 2 оперативной памяти.

С помощью блока согласования 8 исследуемый случайный,процесс X(t), подвергается знаконому преобразованию, Делитель частоты 7 осуществляет деление па частоте поступающего . на вход импульсного случайного процесса Y<(t) в I раей=1,2.3."и). диаграммы напряжений на выходе делителя частоты 7 изображены на фиг.2. Импульсные случайные процессы Y(t) поступают одновременно на информационные входы соответствующего оперативного запоминающего элемента в составе блока 2 оперативной памяти.

После заполнения линии задержки 17 блока 10 пуска и останава вырабаты765810 на адресных входах этого элемента на

его выходе появляется информация (О или 1), записанная ранее по этому адресу. При смене адреса на выходе элемента 18 появляется йнформация, записанная по новому адресу, соответствующему временному сднигу на . В блоке 3 умножения совершается стробиронание информационных ,импульсов и логическое перемножение двоичной информации. С выхода блока

3 умножения результат поступает в виде двоичных импульсов на счетчик

6, где происходит накопление и под60

65 вается импульс, прекращающий работу

1 генератора 5 тактовых импульсов и ,приводящий схему формирования адре-, сов в исходное положение, На этом ,процесс записи информации в блоке 2 ,,оперативной памяти заканчивается.

Коммутатор 4 режима рабаты переводится в положение "анализ",После нажатия кнопки "Пуск" 15 запускается генератор 5 .тактовых импульсов, частота которого при этом увеличивается для ускорения процесса анализа. Одновременно с помощью элемента 12 блокировки оперативные запоминающие устройства переводятся в режим считывания. Ранее заблокированный блок элементов И 11 начинает попеременно подключать дважды за период тактовой частоты выходы линии задержки 16 и 17 блока управления на адресные входы оператинных запоминающих устройств. 20

Одновременно с нажатием кнопки

"Пуск" 15 срабатывает однонибратор .9, который, спустя время меньшее периода Т тактовой частоты генератора

5, записывает логическую единицу в ,одну из ячеек линии задержки 17. Номер ячейки "K" зависит от положения переключателя 19 в блоке управления

1. Тем самым осуществляется временной сдвиг ч: между моментами отсчета исследуемого случайного процесса.

Этот сдвиг является аргумеитом искомых функций корреляции В;(}. Величина сдвига может меняться по логарифмическому закону4. 2"Т,K=O>1, 2,...n/2.7àêòoâûå импульсы от генератора 5 начинают продвигаться по линиям задержки 16 и 17 не параллельно, а с некоторым сдвигом с . За время Между двумя соседними продвигающимися импульсами адресные входы опе- 40 ратинных запоминающих устройств успевают скоммутироваться с помощью блока 11 поочередно на выходы 16 и 17.

В режиме "анализ" осуществляется ° 45 поочередное снятие функций корреляции В (< )(i=i>2,...n). При этом

1 с помощью переключателя 13 режимов анализа в режим считывания ставится соответствующий -ый оперативный запоминающий элемент 18. В соответствии с двоичной комбинацией адреса счет единиц. После каждого отсчета результата перемножения н блоке 3 происходит стирание записанной ранее информации с тем, чтобы подготовить его к приходу новой информации в следующем такте работы генератора 5 тактовых импульсов.

Показания счетчика б отображаются на индикаторе 14 в ниде общего количества накопленных в счетчике 6 единиц информации. Для нормирования корреляционной функции В,(7) необходимо показания счетчика 6 при заданном временном сдвиге 7 поделить на показания счетчика при >. =О. Для получения значения функции корреляции о () при другом значении с, х

2 .Т, переключатель "Л" в блоке управ. ленин 1 устанавливается в соответствующее K-ое положение и нажатием кнопки "Пуск" 15 производится повторный анализ.

Для снятия другой корреляционной функции В.(7)(j ф j),переключатель 13 режимов анализа переводится н соответствующее j-oe положение и нажатием кнопки "Пуск" осуществляются измерения уже описанным образом.

Технико-экономические преимущества предлагаемого коррелометра заключаются н том что он позволяет осуществлять измерения совокупности в знаковых корреляционных функций, с помощью которых сраннительно просто получается оценка интегральной фу кции распределения интервалов между соседними нулями случайного процесса.

Цифровой коррелометр выполнен полностью на интегральных схемах, отличается простотой, компактностью, высокой надежностью.

Формула изобретения

Цифровой коррелометр содержащий

;>лок согласования, вход которого явЛяется входом устройства, а выход соединен со входом делителя частоты, выходы которого соединены соответственно с информационными нходами блока оперативной памяти, выход которого подключен к первому входу блока умножения, генератор тактовых импульсов, первый вход которого подключен к первому выходу блока пуска и останова, первый вход которого через ключ соединен с шиной нулевого потенциала, первый выход генератора тактовых импульсов соединен с первым входом блока управления и с вторым входом блока умножения, выход которого подключен к первому входу счетчика, выход которого соединен с индикатором, второй вход генератора тактовых импульсов подключен к первому выходу коммутатора, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью рас765810 ширения функциональных возможностей за счет одновременного вычисления са вокупности знаковых корреляционных функций, в коррелометр введены блок элементов И, одновибратор, переключатель, элемент блокировки блока оперативной памяти, первый вход которого соединен с выходом переключателя, второй вход - с вторым выходом коммутатора, а выходы подключены к соответствующим управляющим входам блока оперативной памяти, пер» вый выход блока управления соединен с вторым входом блока пуска и останова, первый и второй выход которого соответственно подключены к входу одновибратора, а также к второму входу счетчика и к второму выходу блока управления, третий вход которо го подключен к выходу одновибратора, второй и третий выходы блока управления соединены соответственно с первым и вторым Входами блока элементов И, третий и четвертый входы которого подключены соответственно к второму выходу генератора тактовых импульсов и к третьему выходу коммутатора, выход блока элементов И соединен с адресным входом блока оперативной памяти.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 304583, кл. G 06 F 15/34, 1970.

2 ° Авторское свидетельство СССР

Р 603998, кл. 0 06 F 15/34, 1975 (прототип).

765810

Фиа.2

Заказ

5 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Ра окая наб. д. 4 5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, Составитель В. Жовинский

Ре акто Е. Гончар Тех едЖ.Кастелевич Ко екто М. Демчик