Фурье-коррелятор Советский патент 1985 года по МПК G06F17/15 

,1 . , 1Изобретение относится к электрорадиотехнике и связи, а именно к мн гоканальным цифровым устройствам об работки информации в полосе частот, и может быть использовано например в качестве приемных трактов для согласованной обработки гармонических сигналов в полосе частот, а также может быть исдользовано в качестве спектроанализатора. . ЦеЛйю изобретения является повышение быстродействия вычисления корреляционного отклика по каждой копии сигнала. На фиг.1 представлена блок-схема Фурье-коррелятора; на фиг.2 - схема блока постоянной Памяти квадратурных копий. Предлагаемый Фурье-коррелятор содержит аналого-цифровой преобразователь 1; первый и второй умножители 2и 3; первь й и второй сумматоры 4 и 5; первьй и второй блоки памяти 6 и 7 квадраторы 8 и 9i третий сумматор 10; блок 11 постоянной памяти квадра турных копий (сигнала)i третий и чет вертый умножители 12 и 13; регистр 14J синхронизатор 15. Блок 11 содер жит счетчик 16, постоянное запоминающее устройство 17 и 18 (ЗУ), оперативное ЗУ 19 и сумматор 20, Синхронизатор 15 обеспечивает выдачу синхроимпульсов с частотой следования, равной частоте дйскретиза.ции f„ входного процесса для аналого-цифрового преобразователя 1, а также синхроимпульсов с частотой следования, равной от (т - число рабочих частот в заданной полосе анализа) - для счетчика блока М постоянной памяти квадратурных копий сигнала и первого и второго блоков 6 и 7 памяти квадратурньпх каналов. Предлагаемый Фурье-коррелятор реализует скользящее вычисление свертки входного процесса в темпе поступления входных отсчетов на частотах в заданной полосе анализа по следукщей ,)u;.cos(U). i.&t)+ftz., + и;. sinCcj. iut).J где z-j - отклик Фурье-коррелятора .на т-частоте в i-й момент времени; U- - отсчеты входного процесса Щ - значение частот т-й копии сигнала} 1 2 f T/fn- ij-qacTOTa дискретизации входного процесса, - константа (глачение константы зависит от длительности обрабатываемого сигнала) . Отклик Фурье-коррелятора Z на фиксированной частоте m1 вычисляется следующим образомВходной процесс в аналого-цифровом преобразователе 1 преобразуется в последовательность отсчетов с периодом следования . Выборки процесса и поступают на первые входы первого и-второго умножителей 2 и 3. На вторые входы первого и второго умножителей 2 и 3 поступают отсчеты соответствующих квадратурных составляющих копий сигнала. Результаты перемножений в i-M такте поступают на первые входы первого и второго сумматоро в 4 и5.. На вторые входы первого и второго сумматоров 4 и 5 поступают результаты вычислений в i-1-м такте квадратурных составляющих корреляционного отклика m zj , умноженные в третьем и четвертом умножителях 12 и 13 на константу Л , хранящуюся в регистре 14, Вычисленные значения г;, записываются в первом и втором блоках памяти 6 и 7. В i+1-м такте значения поступают параллельно на третий и четвертьй умножители 12 и 13 для вычисления 01 141 квадраторы 8 и 9. Выход.ные коды квадраторов 8 и 9 суммируются в третьем сумматоре 10. Вычисление откликов Фурье-коррелятора на остальных частотах производится аналогичным способом на интервале между двумя соседними выборками сигнала. Для скользящего вычисления z необходимо непрерывное генерирование . квадратурных копий сигнгша «At; sinCi),- iAt, что обеспечивается описанной структурой блока 11 постоянной памяти квадратурных копий сигнала следующим образом. На фиксированной частоте Wjjf, при заданной частоте дискретизации процесса fa приращение фазы CJtqUt между двумя соседними отсчетами квадратурных составляющих копии сигнала является константой. Константы , записанные, в первом постоянном запоминакщем устройстве 17 блока 11, считываются на вход сумматора 20 этого же блока, на второй вход которого по ступает текущее .значение фазысОц;(1-1) из оперативного запоминающего устройства 19 .блока 11. Результат.на выходе упомянутого сумматора записывается в оперативное запоминающее устройство 19 блока 11 и является адресом для извлечения кз второго по стоянного запоминакяцего устройства 18 блока 11 значений cosu}.,.iAt и sin«5, iAt. Формирование адресой первого постоянного запоминакяцего устройства 17 константыи-Дt блока 11 и оперативного запоминающего устройства19 блока 11 осуществляется счетчиком 16 блока 11 по синхросигналам частотой , т, поступающим из синхронизатора 15. Для синхронизации работы Фурьекоррелятора синхронизатор 15 выдает синхроимпульсы с частотой f| для аналого-цифрового преобразователя 1 и с частотой Для счетчика 16 блока 11 постоянной памяти квадратурных копий, первого и второго блоков 7 и 8 памяти. . . Параметры Фурье-коррелятора определяются верхней частотой входного процесса fj, числом копий сигнала в анализируемой полосе частот щ и быстродействием элементной базы. Например, при , времени перемножения двух отсчетов 0,2 мкс одноканальный Фурье-коррелятор может обеспечить спектральный анализ сигналов в диацазоне частот р-10 кГц,

ФУРЬЕ-КОРРЕЛЯТОР, содержащий аналого-цифровой преобразователь, информадионньй выход которого подключен к первым входам первого и второго умножителей, выходы которых подключены к первым входам соответственно первого и второго сумматоров, выходы которых подключены к информационным входам соответственно первого и второго блоков памяти,.информационные выходы которых подключены к входам соответственно первого и второго квадраторов, выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам третьего сумматора, выход которого является информационным выхо- . дом Фурье-коррелятора, синхронизатор, первый выход которого подключен к управляющим входам первого и второго блоков памяти, второй выход синхронизатора подключен к управляющему входу блока постоянной, памяти квадц)атурных копий, информационньй выход которого подключен к вторьм входам первого и второго умножителей, третий выход синхронизатора подключен к тактовому. входу аналого-цифрового преобразователя, информационный вход которого является информационным входом Фурьекоррелятора, отличающийся тем, 4TOj с целью повышения быстродействия, в него введены третий и (Л четвертьЕЙ умножители, и регистр, информационный выход которого подключен к первым входам третьего и четвертого умножителей, выходы которых подключены к вторым входам соответственно первого и второго сумматоров, информационные выходы первого и втоО5 рого блоков памяти подключены к вто- . 1 рым входам соответственно третьего и четвертдго умножителей. со

Фиг.