Патент на изобретение №2229157
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) КОРРЕЛЯЦИОННЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ВРЕМЕННЫХ СДВИГОВ
(57) Реферат: Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано для обработки случайного процесса. Техническим результатом является упрощение. Измеритель содержит аналого-цифровой преобразователь, регистр, перемножитель, группу накапливающих сумматоров, мультиплексор, демультиплексоры, блок поиска экстремума и блок управления. 1 з.п. ф-лы, 5 ил. Изобретение относится к специализированным устройствам извлечения информации и служит для измерения временных сдвигов между случайными аналоговыми сигналами. Известен корреляционный измеритель временных сдвигов, содержащий два коррелятора, блок вычитания, блок регулируемой задержки, блок постоянной задержки, усилитель и два управляемых фильтра, причем выходы первого и второго корреляторов соединены с соответствующими входами блока вычитания, выход которого через усилитель соединен с управляющим входом блока регулируемой задержки, выход которого непосредственно и через блок постоянной задержки соответственно соединен с первыми входами первого и второго корреляторов, вторые входы которых соединены с выходом первого управляемого фильтра, выход второго управляемого фильтра соединен с информационным входом блока регулируемой задержки, информационные входы первого и второго управляемых фильтров являются соответственно первым и вторым входами устройства, управляющие входы первого и второго управляемых фильтров объединены и подключены к выходу усилителя [а.с. СССР №1101837, опубл. в БИ 1984 г., №25]. Недостатком корреляционного измерителя является большой аппаратурный объем. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому корреляционному измерителю является измеритель, содержащий два аналого-цифровых преобразователя (АЦП), регистр, перемножитель, блок памяти и группу k накапливающих сумматоров, первым и вторым информационными входами измерителя являются соответственно информационные входы первого и второго АЦП, выходом измерителя является выход группы k накапливающих сумматоров, вход которой соединен с выходом перемножителя, первый вход которого соединен с выходом регистра, а второй вход с выходом блока памяти, выходы первого и второго АЦП подключены соответственно к информационным входам блока памяти и регистра [Куликов Е.И. Методы измерения случайных процессов. – М.: Радио и связь, 1986, стр. 261, рис.5.21]. Измеритель-прототип может быть использован для определения значений относительных временных сдвигов путем отыскания ординаты взаимокорреляционной функции с наибольшим значением по результатам сравнения накопленных сумм. Однако измеритель наделен аппаратурной избыточностью: в структуре задействованы два АЦП и блок памяти для хранения массива многоразрядных операндов (выборок одного из сигналов). Причем названные узлы являются одними их наиболее сложных и дорогостоящих из применяемых в цифровой электронике. Технический результат, достигаемый при использовании настоящего изобретения, заключается в упрощении корреляционного измерителя за счет использования в его структуре только одного АЦП и исключения блока памяти. Как следствие, понижается стоимость измерителя и повышается его надежность. Технический результат достигается тем, что в известный корреляционный измеритель временных сдвигов, содержащий аналого-цифровой преобразователь, регистр, перемножитель и группу k накапливающих сумматоров, выход регистра соединен с первым входом перемножителя, согласно изобретению введены мультиплексор, два демультиплексора, блок поиска экстремума и блок управления, выход мультиплексора подключен к информационному входу аналого-цифрового преобразователя, выход которого подключен к информационному входу первого демультиплексора, первый выход которого соединен с информационным входом регистра, второй вход перемножителя соединен с вторым выходом первого демультиплексора, выход перемножителя соединен с информационным входом второго демультиплексора, k выходов которого соединены с информационными входами соответствующих k накапливающих сумматоров, выходы которых соединены с соответствующими k информационными входами блока поиска экстремума, выход которого является выходом измерителя, информационными входами измерителя являются соответственно первый и второй информационный входы мультиплексора, адресный вход которого объединен с адресным входом первого демультиплексора и подключен к первому адресному выходу блока управления, второй адресный выход которого соединен с адресным входом второго демультиплексора, первый, второй и третий тактовые выходы блока управления соединены с тактовыми входами аналого-цифрового преобразователя, регистра и накапливающих сумматоров соответственно, входы обнуления накапливающих сумматоров объединены с обнуляющим входом блока поиска экстремума и подключены к обнуляющему выходу блока управления, управляющий выход которого соединен с запускающим входом блока поиска экстремума, входами запуска и обнуления корреляционного измерителя являются соответствующие входы блока управления. Кроме того, технический результат достигается тем, что блок поиска экстремума содержит группу k компараторов, шифратор, счетчик, триггер, генератор тактовых импульсов, элемент И, инвертор, причем первые входы компараторов являются информационными входами блока поиска экстремума, вторые входы компараторов объединены и подключены к информационному выходу счетчика, вход загрузки которого объединен с обнуляющим входом триггера и представляет собой обнуляющий вход блока, запускающим входом которого является вход установки в единицу триггера, выход которого соединен с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с выходом инвертора, вход которого подключен к выходу возбуждения шифратора, третий вход элемента И соединен с выходом генератора тактовых импульсов, выход элемента И подключен к вычитающему выходу счетчика, вход данных которого служит для первоначальной загрузки исходного кода. Сущность изобретения поясняется временными диаграммами и функциональными схемами. На фиг.1 приведены временные диаграммы, поясняющие измерение относительных временных сдвигов методом некоррелированных парных выборок; на фиг.2 показана функциональная схема корреляционного измерителя временных сдвигов; на фиг.3 – функциональная схема блока 8 поиска экстремума (пример исполнения); на фиг.4 – функциональная схема блока 9 управления (пример исполнения); на фиг.5 – временные диаграммы, иллюстрирующие работу блока 9 управления. Временные диаграммы по фиг.1 содержат выборки сигнала x(t) и выборки сигнала у(t), задержанного относительно x(t). Функциональная схема корреляционного измерителя (фиг.2) содержит мультиплексор 1, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 2, демультиплексор 3, регистр 4, перемножитель 5, демультиплексор 6, группу 7 k накапливающих сумматоров, блок 8 поиска экстремума и блок 9 управления. Выход мультиплексора 1 подключен к информационному входу АЦП 2, выход которого подключен к информационному входу демультиплексора 3, первый выход которого соединен с информационным входом регистра 4, выход которого соединен с первым входом перемножителя 5, второй вход которого соединен с вторым выходом демультиплексора 3, выход перемножителя 5 соединен с информационным входом демультиплексора 6, k выходов которого соединены с информационными входами соответствующих накапливающих сумматоров группы 7, выходы которых соединены с соответствующими информационными входами блока 8 поиска экстремума, выход которого является выходом измерителя, входами Х и Y измерителя являются соответственно первый и второй информационный входы мультиплексора 1, адресный вход которого объединен с адресным входом демультиплексора 3 и подключен к адресному выходу А1 блока 9 управления, адресный выход А2 которого соединен с адресным входом демультиплексора 6, тактовые входы CLK1, CLK2 и CLK3 блока 9 управления соединены с тактовыми входами АЦП 2, регистра 4 и накапливающих сумматоров 7 соответственно, входы обнуления сумматоров группы 7 объединены с обнуляющим входом блока 8 и подключены к выходу RST1 обнуления блока 9 управления, управляющий вход СО1 которого соединен с запускающим входом блока 8 поиска экстремума, входами управления СО и обнуления RST корреляционного измерителя являются соответствующие входы блока 9 управления. Блок 8 поиска экстремума (фиг.3) содержит группу 10 k компараторов, шифратор 11, счетчик 12, триггер 13, генератор 14 тактовых импульсов, элемент И 15 и инвертор 16. Первые входы компараторов группы 10 являются информационными входами блока 8, вторые входы компараторов группы 10 объединены и подключены к информационному выходу DO счетчика 12, вход L загрузки которого объединен с обнуляющим входом триггера 13 и представляет собой обнуляющий вход RST блока 8, запускающим входом СО1 которого является вход установки в единицу триггера 13, выход которого соединен с первым входом элемента И 15, второй вход которого соединен с выходом инвертора 16, вход которого подключен к выходу G возбуждения шифратора 11, третий вход элемента И 15 соединен с выходом генератора 14 тактовых импульсов, выход элемента И 15 подключен к вычитающему входу “-1” счетчика 12, вход DI данных которого служит для первоначальной загрузки исходного кода. Блок 9 управления по фиг.4 содержит триггеры 17 и 18, делитель 19 частоты, счетчики 20 и 21, генератор 22 тактовых импульсов, элемент И 23, элемент ИЛИ 24, элементы 25, 26, 27 и 28 задержки. Вход установки в единицу триггера 17 является запускающим входом блока 9 управления, выход триггера 17 соединен с D-входом триггера 18, выход которого соединен с первым входом элемента И 23, второй вход которого объединен с тактовым входом триггера 18 и подключен к выходу генератора 22, входы делителя 19 и элемента 25 задержки объединены с суммирующим входом счетчика 20 и подключены к выходу элемента И 23, суммирующий вход счетчика 21 через элемент 27 задержки подключен к выходу элемента 25 задержки, выход которого является первым тактовым выходом CLK1 блока 9 управления, вторым тактовым выходом CLK2 которого является выход элемента 26 задержки, вход которого соединен с выходом делителя 19 частоты, выход которого является первым адресным выходом А1 блока 9, третьим тактовым выходом CLK3 которого является выход элемента 28 задержки, вход которого соединен с выходом элемента 27 задержки, обнуляющие входы триггера 18, счетчиков 20, 21 объединены с первым входом элемента ИЛИ 24 и служат обнуляющим входом RST блока 9 управления, выход переполнения счетчика 20 соединен с вторым входом элемента ИЛИ 24 и представляет собой запускающий выход СO1 блока 9, вторым адресным выходом А2 которого является информационный выход счетчика 21, выход элемента ИЛИ 24 соединен с обнуляющим входом триггера 17. Временные диаграммы по фиг.5 содержат тактовые импульсы CLK (фиг.5а) на выходе генератора 22, логический уровень (фиг.5б) на D-входе триггера 18, адресные импульсы А1 (фиг.5в) на первом адресном выходе блока 9; тактовые импульсы CLK1 (фиг.5г) на первом тактовом выходе блока 9; тактовые импульсы CLK2 (фиг.5д) на втором тактовом выходе блока 9; тактовые импульсы “+1” (фиг.5е) на суммирующем входе счетчика 21; тактовые импульсы CLK3 (фиг.5ж) на третьем тактовом выходе блока 9; текущий адресный код А2 (фиг.5з) на втором адресном выходе блока 9. Заявляемый корреляционный измеритель времени задержки служит для обработки центрированных, стационарных и эргодичных случайных процессов x(t) y(t). В основе функционирования измерителя лежит метод измерения функции корреляции некоррелированными парными выборками. Временной сдвиг ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Формула изобретения 1. Корреляционный измеритель временных сдвигов, содержащий аналого-цифровой преобразователь, регистр, перемножитель и группу k накапливающих сумматоров, выход регистра соединен с первым входом перемножителя, отличающийся тем, что в него введены мультиплексор, два демультиплексора, блок поиска экстремума и блок управления, выход мультиплексора подключен к информационному входу аналого-цифрового преобразователя, выход которого подключен к информационному входу первого демультиплексора, первый выход которого соединен с информационным входом регистра, второй вход перемножителя соединен с вторым выходом первого демультиплексора, выход перемножителя соединен с информационным входом второго демультиплексора, k выходов которого соединены с информационными входами соответствующих k накапливающих сумматоров, выходы которых соединены с соответствующими k информационными входами блока поиска экстремума, выход которого является выходом измерителя и предназначен для фиксации двоичного кода порядкового номера канала, в котором накоплена наибольшая сумма, информационными входами измерителя являются соответственно первый и второй информационный входы мультиплексора, адресный вход которого объединен с адресным входом первого демультиплексора и подключен к первому адресному выходу блока управления, второй адресный выход которого соединен с адресным входом второго демультиплексора, первый, второй и третий тактовые выходы блока управления соединены с тактовыми входами аналого-цифрового преобразователя, регистра и накапливающих сумматоров соответственно, входы обнуления накапливающих сумматоров объединены с обнуляющим входом блока поиска экстремума и подключены к обнуляющему выходу блока управления, управляющий выход которого соединен с запускающим входом блока поиска экстремума, входами запуска и обнуления корреляционного измерителя являются соответствующие входы блока управления. 2. Корреляционный измеритель временных сдвигов по п.1, отличающийся тем, что блок поиска экстремума содержит группу k компараторов, шифратор, счетчик, триггер, генератор тактовых импульсов, элемент И, инвертор, причем первые входы компараторов являются информационными входами блока поиска экстремума, вторые входы компараторов объединены и подключены к информационному выходу счетчика, вход загрузки которого объединен с обнуляющим входом триггера и представляет собой обнуляющий вход блока, запускающим входом которого является вход установки в единицу триггера, выход которого соединен с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с выходом инвертора, вход которого подключен к выходу возбуждения шифратора, третий вход элемента И соединен с выходом генератора тактовых импульсов, выход элемента И подключен к вычитающему выходу счетчика, вход данных которого служит для первоначальной загрузки исходного кода, компараторы подключены к шифратору, на выходе которого фиксируется двоичный код порядкового номера канала, в котором накоплена наибольшая сумма. РИСУНКИ
MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 04.09.2007
Извещение опубликовано: 10.03.2009 БИ: 07/2009
|
||||||||||||||||||||||||||