Знаковый коррелятор Советский патент 1987 года по МПК G06F17/15 

Изобретение относится к некогерентному приему амплитудно- и частот но-манипулированных сигналов и может быть использовано при проектировании на элементах цифровой техники корре- .ляционных приемников амплитудно- и частотно-манипулированных сигналов (с пассивной и активной паузой).

Цель изобретения - повьшение на- дежности работы.

На чертеже изображена структурная схема коррелятора.

Знаковый коррелятор содержит уси- литель-ограничитель 1, генераторы 2 и 3 прямоугольных импульсов, четыр канала 4-1, 4-2, 4-3, 4-4 обработки сигналов, элемент ИЛИ 5, элемент НЕ 6, элементы И 7-8, реверсивный счетчик 9, генератор 10 тактовых импульсов, кольцевой распределитель 11 импульсов и элемент ИЛИ-НЕ 12. Кажды канал обработки содержит элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 13-15, D-триггер 16, элемент НЕ 17, элементы И 18-20 и реверсивный счетчик 21, информационный вход 22, установленный вход 23, выход 24.

Коррелятор работает следующим образом.

Входной анализируемый сигнал поступает на вход 22 устройства, откуда поступает на вход усилителя-ограничителя 1, который обеспечивает выделение знаковой функции входного сигнала на выходе усилителя-ограничител 1, причем положительному значению входного сигнала на выходе усилителя-ограничителя 1 соответствует еди- ничный логический сигнал, а отрицательному и нулевому значению сигнала соответствует нулевой логический сигнал на выходе усилителя-ограничителя 1.

Генератор 2 вырабатьтает прямоугольные импульсы со скважностью равной 2 и сдвинутые друг относительно друга на 90. Анашогичные сигналы, но только с частотой повторения Г2, формирует на своих выходах генератор 3. Сигналы на выходах генераторов 2 и 3 имеют нулевой и единичный логические уровни.

Сигнал X с выхода усилителя-ограничителя 1 поступает на первые входы элементов 13 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ в каждом канале.

д

5

о

„

5

5

0

5

На вторые входы этих элементов подаются с выходов генераторов 2 и 3 соответственно сигналы YI, , Y2 и У-2.

В результате на выходе элемента 13 первого канала 4-1 формируется функция несовпадения знаков сигналов X и YI, на выходе элемента 13 втор ого канала 4-2 формируется функция несовпадения знаков сигналов X и Y, а на выходах элементов 13 третьего 4-3 и четвертого 4-4 каналов формируются соответственно функции несовпадения сигналов X и Y2 и сигналов X и .

На вход 23 коррелятора поступают короткие импульсы сигнала установки, которые обеспечивают начало нового цикла работы. Под действием этого импульса реверсивные счетсики 9 и 21 устанавливаются в исходное (нулевое) состояние, в распределителе 11 импульсов в первом рязряде устанавливается единица, а в остальных пяти разрядах - нули.

После окончания сигнала установки единица в -распределителе 11 импульсов начинает продвигаться по кольцу под действием импульсов, поступающих на его тактовый - вход с выхода генератора 10.

Импульсы с выходов первого и второго разрядов распределителя 11 импульсов через элемент ИЛИ-НЕ 12 поступают на третьи входы элементов И 7 и 8, и на первый входы элементов И 18 и 19 каждого канала обработки и удерживают эти элементы закрытыми по этим входам. Импульсы с выходов третьего, четвертого, пятого и шестого разрядов распределителя 11 импульсов поступают на вторые входы элементов И 20 соответственно первого, второго, третьего и четвертого каналов обработки, открьшая эти элементы для прохождения через них сигнала с выходов элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 15 на входы элемента ИЖ 5, а через него и элемент НЕ 6 - на вторые входы элементов И 7 и 8, на первые входы которых поступают с выхода генератора 10.

За время действия импульса на втором входе каждого элемента И 20 каналов обработки в зависимости от уровня сигнала ( единица ипи нуль) на его первом входе, соответственно на вход суммирования или вычитания реверсивного счетчика 9 через открытый по двух входам (второй и третий)

элемент И 7 или И 8 поступает один импульс с выхода генератора 10.

При перезаписи единицы во второй разряд распределителя 11 импульсов с выхода его второго разряда на тактовые С-входы D-триггеров 16 поступает один тактовый импульс. Под действием переднего фронта этого импульса, сигналы на выходах D-триггеров 16 принимают значения функций несовпадения знаков сигналов, которые действуют в эти моменты времени, на входах соответствующих элементов 13 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ. Сигналы на выходах элементов НЕ 17 будут инверсными по отношению к сигналам на выходах D-триггеров 16 соответствующих каналов обработки.

Если в момент поступления импульса на тактовый С-вход D-триггера 16 сигналы на входах соответствующего элемента ИСКЛЮЧАКХЦЕГО ИЛИ 13 имеют одинаковые логические уровни (знаки), то на его выходе и выходе D-триггера 16 установятся нулевые логические уровни, а на выходе элемента НЕ 17 единичный логический уровень. Поэтому импульс положительной полярности, формируемой на вьпсоде элемента ИЛИ-НЕ 12 и равной по длительности четырем периодам следования импульсов генератора 10 (с третьего по шестой периоды), проходит через элемент И 18 на вход суммирования счетчика 21. В случае несовпадения знаков сигналов на входах элемента 13 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИМ, этот импульс поступает через элемент И 19 на вход вычитания счетчика 21. Срабатьгоание счетчика происходит по заднему фронту данного импульса, т.е. Срабатьгоание производится в момент перезаписи единицы в распределителе 11 импульсов из шестого разряда в первый. Таким образом, за время между двумя импульсами сигнала установки, в счетчике 21 первого 4-Г и третьего 4-3 каналов обработки, формируются оценки действительных частей обобщенных коэффициентов знаковой взаимной корреляции между входным сигналом X и сигналами Y1 , которые формируют генераторы 2 и 3 на частотах Г1 и Г2, Соответственно в счетчиках 21 второго 4-2 и четвертого 4-4 каналов обработки формируются оценки мнимых частей обобщенных коэффициентов знаковой взаимной корреляции между входным сигналом X и соответствующими сигналами .

5

10

15

20

52500

Процесс вычисления и сложения мо-f дулей действительной и мнимой частей обобщенного коэффициента знаковой взаимной корреляции входного сигнала и опорных сигналов, формируемых генератором 2, процесс вычисления и сложения модулей действительной и мнимой частей обобщенного коэффициента знаковой взаимной корреляции входного сигнала X и опорных сигиа- : лов, генерируемых генератором 3 и вычитание полученных при этом второй суммы из первой, производится в реверсивном счетчике 9.

Нулевой логический уровень сигнала на выходе старшего разряда счетчика 21 означает, что в остальных разрядах этого счетчика в прямом коде записано положительное число, а единичный логический уровень - отрицательное число в дополнительном коде. Возможны три случая: число, записанное в счетчике 21, положитель- 25 ное; число, записанное в счетчике 21 , отрицательное; число, записанное в счетчике 21, равно нулю.

Сигнал на выходе элемента ИСКЛЮ- ЧАЮП1ЕЕ ИЛИ 15 каналов обработки 4-3 и 4-4 является суммой по модулю 2 сигналов, действующих на выходе D-триггера 18 и на йыходах Заем и старшего разряда счетчика 21 соответствующих каналов обработки (4-3 и 4-4). а сигнал на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 15 каналов обработки 4-1 и 4-2 является инверсным значениг; ем суммы по модулю 2 сигналов, действующих на выходе D-триггера 16 и на выходах Заем и старшего разряда счетчика 21, соответствующих каналов обработки, так как в первом случае первый вход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 14 подключен к входу элемента НЕ 17, а во втором (случае - к его выходу.

Для каналов обработки 4-1 и 4-2 уровень сигнала на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮПЩЕ ИЛИ 15 во время действия импульса на одном из счетных входов счетчика 21 имеет единичный логический уровень, если модуль числа в соответствующем счетчике 21 увеличивается и - нулевой логический уровень, если модуль числа в соответствующем счетчике 21 уменьшается. Для каналов обработки 4-3 и 4-4 сигнал на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 15 будет иметь нулевой логический уровень при увеличении модуля числа в счетчике

30

35

40

45

50

55

21 и единичный логический уровень при уменьшении модуля числа в счетчике 21. Если за время одного такта работы генератора 10 сигнал на первом входе элемента И 20 (выход элемента 15), открытого по второму входу сигналом единичного логического уровня, поступающего с выхода распределителя 11 импульсов, будет иметь единичный логический уровень то элемент И 7 будет открыт по двум входам, и через него на вход суммирования счетчика поступит один импульс с выхода генератора 10. Если уровень сигнала на первом входе элемента И 20 будет нулевой, то будет открыт по двум входам элемент И 8 и импульс с выхода генератора 10 поступит на вход вычитания счетчика 9. При поступлении на вход 23 сигнала установки, счетчики 9 и 21 устанавливаются в исходное состояние (во всех разрядах записаны нули), а в первый разряд распределителя импульсов 11 записывается единица.

Если в счетчике 21 первого канала обработки будет записываться положительное число (число импульсов5 поступающих на вход вычитания этого - . счетчика меньше числа импульсов, поступающих на вход суммирования), то количество импульсов, поступающих на входы суммирования и вычитания счетчика 21 будет равно количеству имгде Т t период следования импульсов сигнала готовности; период следования импульсов на выходе элемента ИЛИ-НЕ 12.

10

20

Формула изобретения

Знаковый коррелятор, содержащий усилитель-ограничитель, вход которого является информационным входом коррелятора, первый генератор прямоугольных импульсов, генератор тактовых импульсов, два канала обработки

g сигнала, каждый из которых содержит три элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, элемент НЕ, два элемента И и реверсивный счетчик, причем в каждом канале обработки сигнала первый вход первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ подключен к выходу усилителя-ограничителя, входы суммирования и вычитания реверсивного счетчика подключены соответственно к выходам первого и второго эле25 ментов И, первые входы которых подключены соответственно к выходу и входу элемента НЕ, выход старшего разряда рев.ерсивного счетчика соеди- нен с первым входом второго элемента

20 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, вторые входы эле- . ментов И обоих каналов обработки сигнала объединены, входы начальной установки реверсивных счетчиков объединены и являются установочным входом коррелятора, второй вход перпульсов, поступающих на соответствую- - вого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ первощие входы счетчика 9 в моменты времени, когда элемент И 20 данного канала обработки открывается импульсом . с выхода распределителя 11 импульсов.

Таким образом, если бы за один цикл работы распределителя 11 импульсов импульс с его выхода поступал бы на второй вход элемента И 20 только первого канала 4-1 обработки, а на первые входы элементов И 7 и 8 только в момент действия этого импульса поступал тактовый импульс с выхода генератора 10, то в счетчике 21 первого канала 4-1 обработки и в счетчике 9 будут записаны одинаковые положительные числа.Для правильной работы коррелятора необходимо, чтобы число разрядов в счетчике 9 и в счетчиках 21 каналов обработки удовлетворяло неравенству

N-1

ь

о

t период следования импульсов сигнала готовности; период следования импульсов на выходе элемента ИЛИ-НЕ 12.

Формула изобретения

Знаковый коррелятор, содержащий усилитель-ограничитель, вход которого является информационным входом коррелятора, первый генератор прямоугольных импульсов, генератор тактовых импульсов, два канала обработки

сигнала, каждый из которых содержит три элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, элемент НЕ, два элемента И и реверсивный счетчик, причем в каждом канале обработки сигнала первый вход первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ подключен к выходу усилителя-ограничителя, входы суммирования и вычитания реверсивного счетчика подключены соответственно к выходам первого и второго элементов И, первые входы которых подключены соответственно к выходу и входу элемента НЕ, выход старшего разряда рев.ерсивного счетчика соеди- нен с первым входом второго элемента

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, вторые входы эле- . ментов И обоих каналов обработки сигнала объединены, входы начальной установки реверсивных счетчиков объединены и являются установочным входом коррелятора, второй вход первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ перво0

5

0

5

ГО канала обработки сигнала и второй вход первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ второго канала обработки сигнала подключены соответственно к первому и второму выходам первого генератора прямоугольных импульсов, отличающийся .тем, что, с целью повышения надежности работы, в него введены второй генератор прямоугольных импульсов, третий и четвертьш каналы обработки сигналов, последовательно включенные дополнительные элементы ИЛИ и НЕ, первый и второй дополнительные элементы И и реверсивный .- счетчик, входы суммирования и вычита- ;ия которого подключены соответственно к выходам первого и второго дополнительных элементов И, первые входы которых подключены к выходу генератора тактовых импульсов, вторые входы - подключены соответствеч- но к входу и выходу дополнительного элемента НЕ, распределитель импульсов, тактовый вход которого подключен к выходу генератора тактовых импульсов, элемент ИЛИ-НЕ, входы которого подключены соответственно к выходам первого и второго разрядов распределителя импульсов, а во все каналы обработки сигналов введены D-триггер и третий элемент И, пр.ичем в каждом канале обработки сигналов выход D-триггера подключен к входу элемента НЕ, а его D-вход соединен с выходом первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первый вход третьего элемента И подключен к выходу второго элемента ИСКПЮЧАЮ ДЕЕ ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу третьего элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первый вход которого подключен к выходу Заем реверсивного счетчика, второй вход третьего элемента ИСКЛЮЧАЮи1ЕЕ ИЛИ первого и второго каналов обработки сигналов подключен к выходу элемента НЕ, а третьего и четвертого каналов

10

четвертого каналов подключены соответственно к первому и второму выходам второго генератора прямоугольных импульсов, выходы третьих элементов И всех каналов обработки сигналов подключены соответственно к входам дополнительного элемента ИЖ, вторые входы третьих элементов И всех каналов подключены соответственно к выходам третьего, четвертого, пятого и шестого разрядов распределителя импульсов, выход элемента ИЛИ-НЕ подключен к третьим входам первого и второго дополнительных элементов И и к вторым входам первого и второго элементов И всех каналов обработки сигналов, тактовые входы D-триггеров всех каналов обработки сигналов объединены и подключены к выходу второго разряда распределителя импульсов, вход установки которого соединен с входами установки дополнительного реверсивного счетчика, реверсивных

20

обработки сигналов - к входу элемента 25 счетчиков третьего и четвертого кана

НЕ, причем первые входы первых элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЖ третьего и четвертого каналов обработки сигналов подключены к выходу усилителя- ограничителя, вторые входы первы х элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ третьего и

30

лов обработки сигналов и подключен к установочному входу корреллятора выход старшего разряда дополнительного реверсивного счетчика является выхо- дом коррелятора.

четвертого каналов подключены соответственно к первому и второму выходам второго генератора прямоугольных импульсов, выходы третьих элементов И всех каналов обработки сигналов подключены соответственно к входам дополнительного элемента ИЖ, вторые входы третьих элементов И всех каналов подключены соответственно к выходам третьего, четвертого, пятого и шестого разрядов распределителя импульсов, выход элемента ИЛИ-НЕ подключен к третьим входам первого и второго дополнительных элементов И и к вторым входам первого и второго элементов И всех каналов обработки сигналов, тактовые входы D-триггеров всех каналов обработки сигналов объединены и подключены к выходу второго разряда распределителя импульсов, вход установки которого соединен с входами установки дополнительного реверсивного счетчика, реверсивных

0

25 счетчиков третьего и четвертого кана

30

лов обработки сигналов и подключен к установочному входу корреллятора выход старшего разряда дополнительного реверсивного счетчика является выхо- дом коррелятора.

-

Редактор Ю. Середа

Составитель Е. Ефимова

Техред М.Ходанич Корректор А. Тяско

Заказ 5567/49 Тираж 671Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

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

Изобретение относится к области вычислительной техники, в частности к области некогерентного приема амп- литудно- и частотно-манипулированных сигналов, и может быть использовано при проектировании на элементах цифровой техники корреляционных приемников амплитудно- и частотно-манипу- лированных сигналов (с пассивной и активной паузой). Цель изобретения - повьшение надежности работы. Цель достигается за счет введения в коррелятор генератора прямоугольных импульсов и двух каналов обработки сигналов, которые имеют сложную структуру. Коррелятор обладает более простым аппаратурным решением. 1 ил. а (Л