Цифровой автокоррелятор Советский патент 1986 года по МПК G06F17/15 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в системах автоматического управления и контроля, а также в устройствах цифровой обработки сигналов .

Цель изобретения - упрощения автокоррелятора.

На чертеже изображена структурная схема цифрового автокоррелятора.

Цифровой автокоррелятор содержит первый фильтр 1 нижних частот (ФНЧ), первьш блок 2 умножения, генератор 3 опорного напряжения, фазовращатель 4, второй блок 5 умножения, второй ФНЧ 6, первый 7 и второй 8 аналого- хщфровые преобразователи (АЦП), второй сумма тор 9, первый 10 и второй 11 элементы задержки, генератор 12 тактовых импульсов, первый сумматор 13, третий элемент 14 задержки, седьмой 15, четвертьй 16 и: третий 17 блоки умножения, первый блок 18 вычитания, третий сумматор 19, второй блок 20 вычитания, первый блок 21 задания констант, первый накапливающий сумматор 22, пятый блок 23 умножения, второй блок 24 задания констант, второй накапливающий сумматор 25, шестой блок 26 умножения, вход 27 и выход 28.

Автокоррелятор работает следующим образом.

На первые входы блоков 2 и 5 умножения подается входной узкополосньй сигнал с асимметричным спектром

f (t)a(t)cos Uot+tf(t)j , а на вторые входы - напряжение с выхода генератора 3 опорного напряжения Б виде, cos a)t непосредственно и через фазовращатель 4 в виде . В результате такого перемножения

сигналов и их последующей фильтрации на выходе ФНЧ 1 и 6 получают сигналы в виде квадратурных составляющих f Ct)j-f (t)cosM (t) и f Ct) (t)sin4 (t представляющие собой соответственно действительную и мнимую части комплексной функции высокочастотного узкополосного сигнала. Этч сигналы, преобразованные с помощью АЦП 7 и 8 в цифровую форму поступают на входы элементов 10 и 11 задержки, в которых зaдepживaюtcя на требуемую вели- действительные и мнимые части произчину Ak. Далее задержанные и незадержанные оцифрованные значения квадратурных составляющих входного процесса f(t) перемножаются в соответствии

ведения комплексных величин, взвешенные соответственно в с .оках 23 и 26 умножения константами и sinWflak, хранимыми в блоках задания

с правилами умножения комплексных величин. В сумматоре 9 производится сложение незадержанных сигналов fUt) и . Полученная сумма

сигналов f (At)c +f (At)g с выхода сум- NjaTopa 9 поступает на вход элемента 14 задержки с дискретным временем задержки Ak, на выходе которого формируется задержанная сумма

f(U-4k), +f()5.

Задержанная и незадержанная суммы квадратурных составляющих (1) и f(At )g перемножаются в блоке 15 умножения следующим обраэом:

f(At)c+f (4t) (it-Ak)c +f Ut- )(1)

С помощью блоков 16 и 7 умножения производится вычисление двух произведений f (jit)(. f ( и f (/Jt) f () соответственно, которые затем поступают на входы блока 18 вычитания сумматора 19.

На выходе блока 18 вычитания формируется разность вида:

f(it) -fGt- k). ) .k),f (2) которая представляет собой мнимую часть произведения двух комплексных величин.

На выходе сумматора 19 формируется сумма вида:

f (t)s-f ( (ut) -fUt- )s,.(3)

которая затем поступает на вход блока 20 вычитания.

С помощью блока 20 из ранее полу- ченной суммы М, по выражению (1) вычитается сумма (3), в результате этого получается требуемое значение действительной части произведения двух комплексных величин; И- f (д t)s f (л t-ak), +f (А t) f (л t- -ik) (4t)c- f ((it-ak)c +f (At)s-f (-«t- -«k)j.(4)

Полученные таким образом действительная (4) и мнимая (2) части произведения двух комплексных величин накапливаются и усредняются соответственно в накапливающих сумматорах 22 и 25. Окончательная оценка требуемого k-ro отсчета функции автокорреляции формируется на выходе сумматора 13, входами которого являются

ведения комплексных величин, взвешенные соответственно в с .оках 23 и 26 умножения константами и sinWflak, хранимыми в блоках задания

констант 21 и 24, Оценка требуемого k-ro отсчета автокорреляционной функции случайного узкополосного сигнала длительностью N дискретных отсчетов в цифровом автокорреляторел

определения выражением: /v

Ok) : (i/lt). f(iAt-ik)c + +f (i4t)- f (L4t-jk)j cosa)dk+ 1

f ()-f () -f () -f (Mt- -ilk) sin uJflik .

Для организациисинхронной работы отдельных блоков в цифровом автокорреляторе и вычисления оценки требуемого отсчета автокорреияцион- ной функции в соответствии с выражениями (1)-(5) используется генератор 12 тактовых импульсов.

Формула изобретения

Цифровой автокоррелятор, содержащий семь блоков умножения, фазовращатель, генератор опорного напряжения, два фильтра нижних частот, -два аналого-цифровых преобразователя,. два блока задания констант, два накапливающих сумматора, два элемента задержки, первый блок вычитания, два сумматора и генератор тактовых импульсов , выход которого соединен с тактовыми входами обоих аналого-цифровых преобразователей, первые входы первого и второго блоков умножения являются информационным входом автокоррелятора, выход генератора опорного напряжения соединен с вторым входом первого блока умножений и через фазовращатель - с вторым входом второго блока умножения, выходы первого и второго блоков умножения через первый и второй фильтры нижних частот соответственно соединены с информационными входами первого и ; второго аналого-цифровых преобразователей соответственно, выход первого аналого-цифрового преобразователя

Составитель Е. Ефимова Редактор Л. Пчелинская Техред Л. Олейник Корректоре. Черни

-- - - - ------ - - .- - -- -в-.в.™.™. в.-.,«..- ,,,,„.,

Заказ 7051/42Тираж 671Подписное

ВНИИБИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

o

5

0

5

0

5

0

5

соединен с первым входом третьего блока умножения и через первый элемент задержки - с первым входом четвертого блока умножения, второй вход которого соединен с выходом второго аналого-цифрового преобразователя и через второй элемент задержки - с вторым входом третьего блока умножения, выходы первого и второго блоков задания констант соединены соответственно с первыми входами пятого и шестого блоков умножения, вторые входы которых соединены с выходами первого и второго накапливающих сумматоров соответственно, выходы третьего и четвертого блоков умножения соединены с первым и вторым входами первого блока вычитания соответственно, выход которого соединен с входом второго накапливающего сумматора, выходы пятого и шестого блоков умножения соединены с первым и вторым входом первого сумматора соответственно, выход которого является выходом автокоррелятора, отличающийся тем, что, с целью упрощения устройства, в него введены третий элемент задержки, второй блок вычитания и третий сумме - тор первый и второй входы второго сумматора соединены с выходами первого и второго аналого-цифровых преобразователей соответственно, выход второго сумматора соединен с первым входом седьмого блока умножения и через третий элемент задержки - с вторьш входом седьмого блока умножения, выход которого соединен с первым входом второго блока вычитания, второй вход которого соединен с выходом третьего сумматора, выход второго блока вычитания соединен с входом первого накапливающего сумматора, выход четвертого блока умножения соединен с первым входом третьего сумматора, второй вход которого соединен с выходом третьего блока умножения.

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано в системах автоматического управления и контроля, а также в устройствах цифровой обработки сигналов. Цель изобретения - упрощение автокоррелятора. Изобретение позволяет определять требуемые отсчеты автокорреляционньпс функций высокочастотных узкополосных сигналов с асимметричным спектром методом разложения их на квадратурные составляющие. Автокоррелятор содержит генератор 3 опорного напряжения, фазовращатель 4, фильтры нижних частот 1, 6, аналого-цифровые преобразователи 7 и 8, элементы задержки 10, II, 14, блоки умножения 2, 5, 15, 16, 17, 23, 26 и вычитания 18, 20, сумматоры 9, 13, 19, блоки задания констант 21, 24, накапливающие сумматоры 22, 25 и генератор 12 тактовых импульсов. 1 ил. i (Л с ю СХ) о Сдд с