Цифровой коррелятор Советский патент 1984 года по МПК G06F17/15 

г I

Фиг.1 Изобретение относится к сйециализированным средствам вычислительной техники и может быть использовано для построения многоканальных корреляторов, определяющих оценку взаимно корреляционной функции двух сигналов Известен параллельный коррелятор, содержащий блок преобразования входного сигнала, генератор импульсов, регистры сдвига, элементы равнозначности и накопители Параллельный вывод информации в этом корреляторе затрудняет организа цию вторичной обработки результатов вычисления. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее два входных аналого-цифровых преобразователя (АЦП), регистр, генератор импульсов и сумматоры, информационные входы которых подключены к выходу первого АЦП, а входы управления через ре,гистр связаны с выходом второго АЦП, тактовые Входы всех блоков соединены с выходом генератора импульсов, а выходы сумматоров являются выходами коррелятора 2j . Недостатком этого устройства явля ется сложность его организации. Кроме того, недостатком является относительно большое число выходов, что затрудняет вывод информации на внеш ние устройства и усложняет реализацию коррелятора в микроэлектронном исполнении. Цель изобретения - упрощение устройства. Указанная цепь достигается тем, что в цифровой коррелятор, содержащи общий регистр из М ячеек, М сумматоров, первые информационные входы которых объединены и являются первьм информационным входом коррелятора, первьй вход управления К-го сумматора (,2...М) подключен к первому информационному выходу К-й ячейки общего регистра, выход М-го сумматора является выходом коррелятора, управляющий вход общего регистра является первым тактовым входом коррелятора, введены коммутатор и М регистров, упра вляющие входы которых объединены и являются вторым тактовымвходом коррелятора, информационный вход первого регистра является вторым информационным входом корреляте ра, выход К-го регистра соединен с вторым информационным входом К-го. сумматора, выход каждого сумматора, кроме М-го, соединен с информационным входом(К+1)-го регистра, второй вход управления К-го сумматора подключен к второму информационному выходу К-й ячейки общего регистра, инфорг ационные входы ячеек которого подключены к соответствующим выходам коммутатора, управляющий вход которого объединен с управляющим входом общего регистра, информационный вход коммутатора является третьим информационным входом коррелятора. На фиг.1 изображена структурная схема коррелятора на фиг.2 - схема последовательности загрузки общего регистра. Цифровой коррелятор содержит М сумматоров 1, общий регистр 2 из М, ячеек, коммутатор 3 и М регистров 4. Объединенные первые информационные входы сумматоров 1,. информационньй вход первого регистра, информационный вход коммутатора 3, объединенные управляющие входы общего регистра 2 и коммутатора 3, объединенные тактовые входы регистров 4 и выход М-го сумматора 1 являются соответственно первым, вторым и третьим информационными входами, первым и вторым тактовыми входами и выходом коррелятора. Выходы коммутатора 3 через общий регистр 2 соответственно связаны с входами управления сумматоров 1 . Выход К-го регистра 4 (, .. ,М) подключен к второму информационному входу К-го сумматора-, выход которого кроме М-го сумматора, .соединен с информационным входом СК+1)-го регистра 4.Цифровой коррелятор pa6oTaet следующим образом в случае представления сигнала Y двухразрядным двоичным кодом. .. Двоичный многоразрядный код X;, соответствующий значениям исследуемого случайного сигнала X, в момент времени t поступает на первые информационные входы сумматоров 1 группы. Двухразрядный двоичный код albl, соответствующий значениям второго сигнала Y, ;% моменты времени t,j/f записывается импульсами с первого тактового входа коррелятора в двухразрядную ячейку общего регистра 2, номер которой определяется коммутатором 3. Общий регистр 2 с параллельными и последовательным вводом информации содержит М двухразрядных 31 ячеек с номерами ,...,М. Если код а;Ь записан в ячейку с номером К об щего регистра 2, то очередной код а , b . записывается в ячейку с номером (К+1)/ Если код ajb; записан в последнюю ячейку регистра 2 с номе ром М, то код a, записывается в первую ячейку этого регистра. Содержимое ячеек общего регистра 2 поступает на входы управления соответству ющих сумматоров 1. Коррелятор содержит М.регистров 4 и М сумматоров 1. Запись информации в регистры 4 группы производится импульсами с второго тактового входа коррелятора, частота следования кото рых равна f. . В сумматорах 1, на вто рые информационные входы которых с выходов соответствующих регистров 4 подаются коды S, формируются суммы (-1). То есть в зависимости о двоичного кода аЬ новое значение чис ла S равно S; (S-X), (S+X). Вычисление казвдой ординаты оценки корреляционной функции производится за N циклов. Цикл состоит из М тактов, продолжительность которых равна l/fj . Такт начинается записью кода a-bj в соответствую1цую ячейку общего регистра 2. Пусть ,2, , тогда в нулевой такт вычисления значение записывается в первую ячейку общего регистра 2 и в первом сумматоре 1 формируется число. apC-l), которое в конце такта записывается во второй регистр 4. В те чение nepBipro такта вычисления во вторую ячейку общего регистра 2 записывается число а,Ь, в первом и втором сумматорах 1 группы формируются соответственно суммы S Х.а (-1)0 и (-1) , которые в конце такта записываются соответственно во второй и третий регистры 4. В последний (М-1)-й такт первого цикла в ячейку общего регистра 2 с номером М записывается число , а в сумматорах 1 с номерами ,..., М формируются соответственно суммь Sj,.,X«.,ae(-1) SM..j-bX«.,a(-1)° s... Сумма 8д поступает на выход коррелятора. Последующие М тактов на выход устройства поочередно поступают сумм 5 -,.к-,(-1 S. .5: X, Если , то 5ц с выхода . коррелятора необходимо подать на вход первого регистра Р (). Тогда на выходе коррелятора в течение цикла с номером N формируются поочередно сум-. ММ-11, XU.(-I) Два цикла формирования сумм 8| при. показаны на фиг.З. - , Если fp fJ f,/(м+1), то выходные суммы коррелятора равны Ч Т X я К И / Для .получения К-й ординаты оценки взаимной .корреляционной функции сигналов X и У достаточно значение Sy умножить на коэффициент пропорциональностиR,,, (K/f2 Коэффициент у зависит от способа преобразования сигнгша У, который изменяется на интервале f-A.A в код аЬ. При вычислении экстремальной корреляционной функции, которая для узкополосных сигналов пропорциональна релейной корреляционной функции Rs-ba -ilRt,,j.p, . V v fO при 1 при , J a t при ,.« 1 Y,Q 0 при других у При вычислении взаимной корреляции функции исследуемого сигнала X с : опорным сигналом Y в течение первого цикла вычисления значения , ... ,а|ц. , соответствующие опорному сигналу, записываются в общий регистр 2. В последующие циклы вычисления содержимое общего регистра 2 не изменяется. В этом режиме работы на вход первого регистра 4 коррелятора подается нулевой код, каждая сумма определяетсд за М тактов, а количёст во ординат (n/fj), где ,1,2, ..., зависит от времени анализа сигнала X. . При релейном алгоритме вычисления а - весовая функция Го при LI npri Коррелятор вычисляет оценку взаимной корреляционной функции релейным с двумя вспоь огательными сигналами методом, если jj Го при ; при других Y,, Г1 при где, С I О, при других Y; Z I и. 1а вспомогательные сигналы независимые от исследуемых сигналов X и Y и равномерно распределенные со ответствеИно на итерватапх -A,0j и ГО.А. в частн1 к случаях или , В этом режиме работы корреля тора коэффициент у А/2. 5 Если ,, то коррелятор определя- ет оценку автокорреляционной функции. Введение в коррелятор группы регистров, коммутатора и дополнительных соединений позволяет упростить коррелятор и производить вывод информации .последовательно без увеличения общего времени анализа, при этом число выходов снижается в М раз, где М число.входящих в коррелятор сумматоров. Цифровой коррелятор обладает регулярной структурой при относительно небольшом количестве внешних вьшодов, поэтому он может быть выполнен в микроэлектронном исполнении, что позволяет уменьшить габариты, стоимость и потребляемую мощность коррелятора.

ЦИФРОВОЙ КОРРЕЛЯТОР, содержащий общий регистр из М ячеек, М сумматоров, первые информационные входы которых объединены и являются первым информационным входом коррелятора, первый вход управления К-го сумматора ( 1,2,...,М) подключен к первому информационному выходу К -и ячейки общего регистра, выход W-ro сумматора является выходом коррелятора, управляющий вход общего регист.ра является первым тактЬвым входом коррелятора, отличающийся тем, что, с целью упрощения устройства, в него введены коммутатор и М регистров, управлякнцие входы которых объединены и являются вторым тактовым входом коррелятора, информационный вход первого регистра является вторым информационным входом корреля; тора, выходk -го регистра соединен с вторым информационным входомК -го сумматора, выход каждого сумматора, кроме W-ro, соединен с информационным входом (К+1)-го регистра, второй вход управления К-го сумматора подключен к второму информационному вы9 ходу К -и ячейки общего регистра, информационные входы ячеек которого подключены к соответствующим выходам коммутатора, управлякиций вход которого объединен с управляющим в1ходом общего регистра, информационный вход коммутатора является третьим информационным входом коррелятора. :о о эо У1

ajA,

Д«

Sl/Se 2

Xs

uz.2