Коррелометр Советский патент 1985 года по МПК G06F17/15 

Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники и может быть иснолозовано в системах автоматического управления для обнаружения опорного - частотно-модулированного сигнала в. .анализируемом случайном сигнале. . Цельизобретения V повышение быстродействия, т.е. расширение частотного диапазона исследуемых сигналов. йа фиг. 1 пр еШвлена- структурная схема устройства; на фиг: 2 - процесс формирования констант опорного сигнала. Коррелометр содержит блоки 1-5 памяти, дешифратор 6, счетчик 7, блок 8 постоянной памяти,первый 9 и второй 10 сумматоры и генератор 11 тактовых импульсов. Исследуемый случайный сигнал X в устройстве (фиг. 1) поступает на информационные входы блоков 2-5 памяти, управляюш,ие выходы, адресные входы чтения и адресные входы записи которых соответственно подключены к выходам дешифратора 6, выходам блока 8 постоянной памяти и выходам счетчика 7, выходы младших разрядов которого соединены с соответствуюшими адресными входами блока 8 постоянной памяти и первого блока 1 памяти, управляюш,ий вход которого объединен с входом счетчика 7 и входом синхронизации первого сумматора 9 и подключен к выходу генератора 11 тактовых импульсов, информационные входы и выходы блока 1 памяти соединены соответственно с выходами и первыми информационными входами сумматора 9, вход переключения режима которого соединен с выходом (п-1)-го разряда счетчика 7, а вторые информационные входы сумматора 9 подключены к соответствующим выходам второго сумматора 10, первые (вторые) входы которого соответственно соединены с объединенными выходами второго и четвертого (третьего и пятого) блоков памяти. Коррелометр работает следующим обраНа входы дешифратора

Г J О J-p-J-,-L--,,UТаблица 1

На входы адреса записи блоков 2-5 памяти

На адресные входы блока постоянной памяти и первого блока 1 памяти 6 Для обнаружения в случайном сигнале X опорных частотно-модулированных сигналов вида sin 2ffFt-|- И t) длительностью Т в коррелометре определяются оценки взаимной корреляционной функции Rxy (г€); f T/N; N 2, r 0,1,2... В предлагаемом коррелометре длительность опорного сигнала Т, частота съема ординат корреляционной функции 1/ и частота fe следования импульсов с выхода генератора 11 импульсов равны аналогич ным параметрам известного коррелометра, а центральная частота F входных сигналов в четыре раза выше. Для сохранения количества отсчетов в периодах сигналов X и Y частота их дискретизации fi 1/Л в четыре раза выше данной частоты в известном коррелометре. В блок 8 постоянной памяти записываются N двоичных чисел Bj (bobi,...,), которые характеризуют расположение максимумов и минимумов опорного сигнала. Для формирования чисел ji отсчеты опорного сигнала разбиваются на N блоков, в каждом из которых содержится М 2 ординат Y(Mi -f j ) Aj; j 0,(M-1). Эти ординаты квантуются на три уровня. 1, если Y(Mi +l)& Y(Mi +j±l) ,если Y(Mi +j)(Mi+j±l) L о - в остальных случаях. Каждый блок разбивается на два подблока, содержащих М/2 отсчетов. Число di(bgbi, ..., bm-i) равно номеру интервала первого подблока, в котором находится первый максимум опорного сигнала (), а число , (Ът bmi-i,---,bim равно номеру интервала второго подблока,в котором находится первый минимум ( Y/i -1). Процесс формирования В для М 32 изображен на фиг. 2. Работой устройства управляет выходной код (aofli, .., Од) счетчика 7. Подключение разрядных выходов к блокам устройства при п 8, ш 4 представлено в табл. 1. Последовательность значений входного сигнала, которые приходят на вход устройства с частотой fi в виде к - разрядных чисел Х|.у (XoXj,..., XK-I ) г 0,1,2,.... записывается по М/2 отсчетов в блоки 2-5 памяти. Эти блоки памяти, каждый из которых содержит М/2 к-разрядных ячеек памяти, подключаются к входным и выходным информационным шинам кодом с выхода дешифратора 6 в соответствии с табл. 2. Таблица 2 Режимы работы блоВыходыков 2-5 памяти счетчика На адресные входы чтения второго и четвертого (третьего и пятого) блоков памяти соответственно поступает число ot(ji). Числа оС и Ji считывают с частотой f из соответствующих блоков памяти два числа Хо(.и Хр, входяших в блоки из М значений входного сигнала Xrj. Во втором сумматоре 10 однотактной операцией формируется разность Cf() Xot - Х ), jXfj q 1,N, которая поступает на вторые информационные входы первого сумматора 9. Для вычисления оценки взаимной корреляционной функции в первом сумматоре 9 формируются частичные суммы Sp((i-i)4- Cff(j.). Частичные суммы записываются в блок 1 памяти, причем номер ячейки памяти совпадает с номером частичной суммы, расположенной в ней. При добавлении слагаемого к частичной сумме с номером q она перемещается в ячейку .блока 1 памяти с номером q+1, равному количеству слагаемых в частичной сумме. Блок 1 памяти работает в режиме чтения при значениях выходных импульсов генератора И тактовых импульсов равных «1, и в режиме записи при нулевых значениях этих импульсов. Считанная из блока 1 памяти информация сохраняется на его выходах до прихода следующего тактового импульса. За время N/fo Мд к каждой частичной сумме в сумматоре 9 добавляется одно слагаемое. За это время в блоки 2-5 памяти записывается М значений входного сигнала. Нулевой такт вычисления начинается приходом положительного фронта импульса с выхода {п-1)-го разряда счетчика 7 на вход переключения режима сумматора 9. В нулевом такте вычисления содержимое сумматора 9 сравнивается с кодом порога SP, а информация с выхода сумматора 10 поступает непосредственно на выход сумматора 9. В остальные такты вычисления сумматор 9 работает в режиме сложения кодов. Превышение значения Зщ заданного порога SP является критерием обнаружения сигнала. Для узкополосных сигналов X и Y с медленно меняющимися амплитудами и фазами оценки ху Вел /N линейно связаны оценки корреляционной функции у, вычисленные релейным коррелометром R 5ГЙ.

КОРРЕЛОМЕТР, содержащий счетчик, выходы п младших разрядов которого соединены с соответствующими адресными входами блока постоянной памяти и первого блока памяти, выход (п-1)-го разряда счетчика соединен с входом переключения режима первого сумматора, вход счетчика объединен с входом синхронизации первого сумматора, входом управления записью первого блока памяти и подключен к выходу генератора тактовых импульсов, выходы i-x разрядов счетчика (где i n- -2-m, n-2) соединены соответственно с адресными входами записи второго блока памяти, адресные входы чтения которого подключены соответственно к выходам блока постоянной памяти, информационный вход второго блока памяти является входом коррелометра, информационные входы и выходы первого блока памяти соединены соответственно с соответствующими выходами и первыми информационными входами первого сумматора, выход которого является выходом коррелометра, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены три блока памяти, второй сумматор и дешифратор, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходам (п-1)-го и п-го разрядов счетчика, выходы дешифратора соединены соответственно с входами управления записью второго, третьего, четвертого и пятого б.токов памяти, адресные входы чтения i и адресные входы записи которых соответственно объединены и соответственно подкСЛ лючены к соответствующим адресным входам чтения и записи второго блока памяти, информационный вход которого соединен с информационными входами третьего, четвертого и пятого блоков памяти, выходы второго и четвертого блоков памяти объдинены и подключены к соответствующей первой группе входов второго сумматора, вторая группа входов которого подключена к соответствующим выходам треть его и пятого блоков памяти, выходы второго сумматора соответственно соединены с СХ) вторыми информационными входами перо вого сумматора. 05

Фиг.г