Устройство для измерения автокорреляционной функции псевдослучайного сигнала Советский патент 1983 года по МПК G06G7/19 G06F17/15 

Э

:ji

3

fO

з:

I Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть прайм ,щес твенно использовано в радиотехниче ких фютемах на этапе выбора сигналов обладающих хорошими корреляционными свойствами.t Известно устройство измерения автокорреляционной функции, основанное на получении из исходного сигнала задержанного сигнала, педземножения исходного сигнала на задержанный усреднение результата перемножения за период сигнала-и регистрации полученного значения автокорреляцион ной функции fl . , Недостатком устрой.ства является сложность операции формирования за держанного сигнала, приводящая к зна чительным аппаратурным затратам. Наиболее близким по технической сущности к изобретений является устройство, содержащее умножитель, первый вход которого, объединен с входом линии задержки и является первым входом устройства, второй вход умножителя п.одключен к выходу лиНИИ задержки, а выход умножителя интегратор и регистратор подключен к йыходу устройства 2 . Основным недостатком известного устройства является необходимость получения сигналов с различными значениями времени задержки. Обычно это -достигается при использовании линии регулируемой задержки или многоотвод ных линий. Причем, чем точнее необходимо получить измерение, тем больш трудности возникают при формировании задержанных сигналов. Это объясняется тем, что количество точек, в кото рых необходимо получить значение автокорреляционной функции, определяет ся числом элементов на периоде сигна .ла. Например, для М-последовательнос на периоде которой укладываются 1023 элемента, необходимо сформировать 1023 задержанных сигналов. Если сигнал представляет собой последователь ность, состоящую из разнополярных импульсов, задача формирования жанного сигнала упрощается, так как эта операция может быть осуществлена с помощью цифровой линии задержки, построенной на основе регистров |сдвига. Дискретность отсчета в этом случае определяется длительностью од iHoro элемента сигнала., Если точность измерения надЪ повысить, то для этого -необходимо увеличить тактовую час тоту в регистре сдвига и соответственно до столько же раз увеличить число ячеек регистра сдвига. Если производится измерение автокорреляционнсГй функции сигнала на радиочастоте, то задача получения задержанных сигналов резко услож няется из-за необходимости использования многоотводных линий задержки. Целью изобретения является упрощение устройства. Указанная цеЛь доститается тем, что в устройство для измерения автокорреляционной функции псевдослучайного сигнала, содержащее генератор псевдослучайного сигнала, линию задержки, умножитель и управляемый генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с управляющим входом генератора псевдослучайного сигнала, выход которого соединен непосредственно и через линию задержки соответственно с первым и вторым входами умножителя, интегратор, вход которого соединен с выходом умножителя, выход интегратора подключен к информационному входу регистратора, введены генератор ступенчатого напряжения и делитель частоты, вход которого объединен с управляющим входом регист эатора и подключен к выходу управляемого генератора тактовых импульсов , управляющий вход которого подключен к выходу генератора ступенчатого напряжения, управляющий вход которого объединен с входом начальной установки интегратора и подключен к выходу делителя частоты. На фиг.1 приведена структурная схема устройства/ на фиг.2 - временные диaгpaIvlмы,поясняющие работу устройства. Устройство (фиг.1) содержит генератор 1 псевдослучайного сигнала, умножитель 2, выход которого соединен с информационным входом интегратора 3, первый вход умножителя 2 объединен с входом линии 4 задержки и псщключен к выходу генератора 1 псевдослучайного сигнала, второй вход умножителя 2 подключен к выходу линии 4 задержки, выход интегратора 3 соединен с информационным входом регистратора 5, управляющий вход которого объединен с управляющим входом генератор.а 1 псевдослучайных сигналов и подключен к выходу генератора б тактовых импульсов, управляющий вход которого подключен к выходу генератора 7 ступенчатого напряжения, управляющий вход которого соединен с выходом делителя 8 частоты ;и с входом начальной установки интегратора 3. Сущность изобретения заключается в том,что формируется исходный сигнал, для которого определяется автокорреляционная функция, далее из этого сигнала формируют задержанный на некоторую постоянную величину t-j сигнал, перемножают его на исходный, интегрируют и регистрируют результат измерения, причем при переходе к каждому последующему отсчету автокорреляционной функции изменяют значение периода псевдослучайного сигнала.

Рассмотрим более подробно работу предлагаемого устройства.

Пусть сформирован исходный сигнал 5(T,i) , где Т - период сигнала/

t - текущее время, и задержанный сигнал SCT.-t-cg), где tg - время задержки. Значение автокорреляционной функции для данных значений параметров Т,Сз равно т

-, ч(r.i 5(r.t.ъ{VЛ-г.: {() .о

:При фиксированном значении -сопз изменение периода псевдослучайного сиг нала приводит к тому, что изменяется число элементов, умещающихся на интервале ( О, С) . , т.е. изменяется относительная часть сигнала, уменьшающаяся на этом интервале (фиг. 1).Действительно, число элемен.тов сигнала на интервале времени to, Сэ) можно рассчитать по формуле. . - длительность элемента сигнала. Допустим, что число элементов равно Р тогд сигнала на период Т , -i и . Величина показывает, на: скол ко элементов сдвинуты относительно друг друга исходный и задержанный сигналы. Из выражения (4) следует, что этот сдвиг (по отношению к эле ментам сигнала) может изменяться, если изменять период сигнала Т. Та как длительность элемента и период сигнала связаны соотношением (З) , то добиться изменения периода можн путем изменения тактовой частоты для двоичных последовательностей. Таким образом, изменение значен периода псевдослучайного сигнала п переходе к каждому послед5иицему от счету позволяет значительно упрост процесс формирования задержанного сигнала. Требования к пределам изменения периода сигнала опр.еделяются конкретной задачей. Обычно требуется получение автокорреляционной функци на всем периоде, поэтому пределы . изменения могут быть найдены путем подстановки в левую часть выражения 4) соответствующих значений, напри мер f . -o-Jll-B т гчах ил Чгиац-вHimrm B .мВ откуда получаем Т.о,, иТ

Дпя исключения условипТ,,- г южно воспользоваться тем обстоятельством, что автокорреляционная функция является периодической, поэтому можно выбрать . ,

. 3 BK,«j,.B(KM),

где К 1,2,3,

- целое число, от10 л

Г v max 7 tniri

15

Таким образом, в процессе измерений необходимо изменять при переходе к каждому последующему отсчету , период псевдослучайного сигнала на величину . т Т ток Пип, к()н где. N - число отсчетов автокорреля: ционной функции периода. :В пересчете на длительность элементов получим Устройство -работает следующим образом.. Генератор 1 псевдослучайного сигнала формирует сигнал с тактовой частотой; определяемой генератором б тактовых импульсов. Сигнал непосредственно и через линию 4 задержки подается на оба входа умножителя с генератора 1. Затем происходит усреднение результатов умножения в интеграторе 3 и регистрация результата измерения в регистраторе 5.Переход к следующему отсчету осуществляется с помощью Делителя 8 частоты, в котором одновременно с формированием сигнала установки интегратора форj иpyeтcя управляющее воздействие на генератор 7 ступенчатого напряжения для изменения значения тактовой частоты (а следовательно, и периода сигнала). Информация о значении периода сигнала, необходимая для работы интегратора, формируется в делителе 7 частоты в соответствии с формулой (3) , используя текущее значение тактовой частоты, выдаваемое генератором тактовой частоты. Таким образом, отличительными признаками предлагаемого технического ранения является введение в устройство генератора 7 ступенчатого,напряжения и делителя частоты.

Эффективность предлагаемого устройства определяется простотой реализации. Использование изобретения при измерении автокорреляционной функции псевдослучайного сигнала позволяет получить отсчеты этой функции в любой точке путем выбора соответствующего значения тактовой частоты (или периода сигнала) Повышение же i

точности в известном устройстве ограничено из-за трудностей, возникающих при создании многоотводящих линий задержек. Например, для сигнала с числом элементов на периоде, равном 1023, линия задержки в известном устройстве должна иметь 1023 отвода, а в предлагаемом - всего один отвод..

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ АВТОКОРРЕЛЯЦИОННОЙ ФУНКЦИИ ПСЕВДОСЛУЧАЙНОГО СИГНАЛА, содержащее генератор псевдослучайного сигнала, тннию задержки,умножитель и управляемый генератор тактовых импульсов, выход .которого соединен с управляющим входом генератора псевдослучайного сигнала, выход которого соединён непосредственно и через задержки соответственно с первым и вторым входами умножителя, интегратор, вход которого соединен с выходом умножителя, выход интегратора подключен к информационному входу регистратора, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства, в него введены генератор ступенчатого Напряжения и делитель частоты, вход которого объе- динен с управляющим входом регистратора и подключен к выходу управляв мого генератора тактовых импульсов, управляквдий вход которого подключен к выходу генератора ступенчатого напряжения, управлякхций вход которого объединен с входом начальной усСП тановки интегратора и подключен к выходу делителя частоты.

I I

(

I

Фи&2