Цифровой коррелятор Советский патент 1986 года по МПК G06F17/15 

1чЭ

ел

4 05 Изобретение относится к функционально ориентированным средствам цифровой вычислительной техники и может использоваться в областях физики, акустики, медицины, локации при обработке действительных сигналов в скользящем режиме. Цель изобретения - повышение быстродействия. На чертеже изображена структурная схема коррелятора. Коррелятор содержит первый 1 и второй 2 регистры сдвига, с первого по седьмой сумматоры 3-9 соотзетственно, первый, второй, пятый, третий, и четвертый регистры 10-14 соот ветственно, второй, первый, третий и четвертый ключи 15-18 соответст-. венно, второй, первыйJ четвертый, пятый и третий умножители 19-23 соответственно, первый и второй инфор мационные входы 24 и 25, выход 26, первого по пятый элементы 27-31 задержки соответственно, функциональн связи 32-37 между блоками. Коррелятор работает следуюЕЦИм об разом. В исходном состоянии обнуляются регистры 1 и 2 сдвига и регистры 10 14. Дискретные значения обрабатываемых сигналов в виде f(N) и f(N) как N-ные значения для анализируемы выборок с номерами значений 0,,N- о новременно поступают в коррелятор по информационным входам 24 и 25. П входу подается тактовый сигнал,который по линии 32 запускает блок 27 Элементы 27-3 задержки выполняют функцию схемы распределения тактовы сигналов ко.ррелятора. Каждый элемен задержки формирует задержку тактово сигнала в соответствии с длительностью срабатывания блоков коррелятор Работа последующего элемента задерж ки начинается по заднему фронту импульса от предыдущего элемента задержки. В регистрах 1 и 2 с подачей тактового, сигнала по линии 33 с выхода элемента 27 вначале производится сдвиг информации, и на вторых входах сумматоров 3 и 4 устанавлива ются значения f(0) и f(0). Размер регистров 1 и 2 сдвига равен N ячеек, где N - размер выборки, кратный степени числа 2. После этого одно временно на информационные входы ре гистров I и 2 и на первые входы сумматоров 3 и 4 поступают значения f(N) и Г(м) соответственно. В сумматорах 3 и 4 вьчисляются значения (N)-f ( О) и (гО-f (О) ,которые в виде oi.&f , и ЛДГ подаются на первые входы сумматоров 5 и 6, в которых вычисляются величины средних арифметических выборов ,+o(Af и (.uf. Регистры 10 и 1 служат для хранения результатов вычислений средних арифметических для предыдущих выборок М/ и М , По окончании работы сумматоров 5 и 6 на вторые входы регистров 10 и 11 с выхода элемента 28 по связи 34 подается тактовый сигнал записи информации Ми М,, этот же сигнал разрешает запись f(N) и f (N) в первую ячейку блоков 1 и 2, В блоках 19, 20, .13, 16 и 7 вычисляется величина C/,f(N)f(N)-f{0)(0) .Результат записывается в регистр 13 по тактовому сигналу с выхода элемента 29 по линии 35 на второй вход этого регистра. Нетактируемые ключи 15 и 16 пропускают результаты у11ножений в умножителях 19 и 20, которые алгебраически складываются в сумматоре 7. В блоках 21, 22, 17, 18 и 8 вычисляется величина С -l,&f-M &f, а результат записывается в регистр 14по сигналу разрешения с выхода элемента 29 по линии 35. Результаты умножений в умножителях 21,и 22 соответственно М дГ и через открытые при отсутствии тактирования первые входы ключей 17 и 18 подаются на входы сумматора 8 и алгебраически складываются. В умножителе 23 вычисляется величина Cj-лГдГ , а результат в виде iafuf подается на второй вход ключа 13. При этом на. управляюш,ие входы ключей 15-18 подается управляюшлй сигнал огкрыткя второго входа от элемента 30 по линии 36. Значение Cj через второй открытый вход ключа 15пост т1ает на первый вход сумматора 7, на втором входе которого устанавливается через второй открытый вход ключа 6 из регистра 13 величина С. В сумматоре 7 С и С, складываются, а результат через второй открытый вход ключа 17 устанавливает-, ся на первом входе сумматора 8, на втором входе которого устанавливается через второй открытьш вход клюCj. P ча 18 из регистра 14 величина 3 С, C зультат сложения в сумматоре . н виде с С подается на первый вход сумматора 9, в котором про изводится сложение вида Sj,-S,+o(C где S - результат вычисления речной ковариации в предыдущей выбор ке, хранившийся в регистре 12. Вели чина подается на выход 26 устройства и одновременно записывается в регис 12 по сигналу разрешения записи на его второй вход с выхода элемента 31 по линии 37. „-.. Вычисление М. производи S, на баз ся рекурентно расчетных соотношений S otlzr(k)-M,(k) o(EIf(k); M feLEIf(k), Itzni/,rs где f(k) и f(k) - обрабатываемые сигналы. Формула изобретения Цифрбвой коррелятор, содержащий первый регистр сдвига,первый сумматор и первый регистр, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены второй регистр сдвига, с второго по седьмой сумматоры, с второго п пятый регистры, с первого по четвер тый ключи, с первого по пятый умножители, с первого по пятый элементы задержки, информационный вход перв го регистра сдвига соединен с первыми информационными входами первых сумматора и умножителя и является первым информационным входом коррел тора, вход первого элемента задержки является тактовым входом корреля тора, информационный вход второго регистра сдвига соединен с вторым входом первого умножителя, с первым входом второго сумматора и является вторым информационным входом коррелятора, выход первого регистра сдвига, соединен с вторым входом первого сумматора и первым входом второго 1гмножителя, второй вход которого соединен с вторым входом второго сумматора и подключен к выходу второго регистра сдвигл, выходы iiepnoго и второго сумматоров соединены соответственно с первыми входами третьего и четвертого сумматоров, с первым и вторым входами третьего умножителя, с первы и входами четнертого и пятого умножителей, вторые входы которых соединены соответственно с информационными входами первого и второго регистров и подключены к выходам третьего и четвертого сумматоров, вторые входы которых соединены соответственно с выходами первого и второго регистров, выходы первого и второго умножителей соединены соответственно с первыми информационными входами первого и второго ключей, второй информационный вход второго ключа соединен с выходом третьего умножителя, второй информационный вход первого ключа соединен с выходом третьего регистра, выходы четвертого и пятого умножителей подключены соответственно к первым информационным входам третьего и чет- . вертого ключей, выходы первого и второго ключей соединенысоответственно с первым и вторым входами пятого сумматора, выход которого соединен с вторьм информационным входом третьего ключа и информационным входом третьего регистра, второй информационный вход четвертого ключа соединен с выходом четвертого регистра, выходы третьего и четвертого ключей соединены соответственно с первым и вторым входами шестого сумматора,выход которого соединен с первым входом седьмого сумматора и информационным входом четвертого регистра, второй вход седьмого сумматора соединен с выходом пятого регистра, информационный вход которого соединен с выходом седьмого сумматора и является выходом коррелятора, выход первого элемента задержки соединен с входом второго элемента задержки и с тактовыми входами первого и .второго регистров сдвига, выход второго элемента задержки соединен с входом третьего элемента задержки и входами разрешения записи первого и второго регистров сдвига и первого и второго регистров, выход третьего элемента задержки соединен с входом четвертого элемента задержки н с тактовыми входами третьего и четвертого регистров , выход четвертого элемоитя задержки соединен с: п ;одом пятого элемента задерж и и с управляюпцтми вхоД()мн с первого по -четворгый ключей, ныход пятого элемента задержки соединен с такте.шым иходом jiHToro регистра.

Изобретение относится к специализированным средствам цифровой вычислительной техники и может быть использовано при обработке сигналов в областях акустики, локации, биологии, медицины, связи. Целью изобретения является повышение .быстродействия устройства. Поставленная цель достигается путем введения в устройство регистра сдвига, шести сумматоров, четырех регистров, четырех электронных ключей, пяти умножителей, пяти элементов задержки, выполняющих функцию распределения тактовьпс сигналов. Наибольший эффект от использования предлагаемого цифрового коррелятора достигается при использовании его в системах цифрового дина ;ического анализа сигналов в реальном масштабе времени. 1 ил. (Л с