Автокоррелятор Советский патент 1989 года по МПК G06G7/19 

Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники и радиотехники и может быть использовано при выделении задержанного сигнала относительно опорного, если форма огибающей спектра сигналов близка к прямоугольной.

Целью изобретения является повьше- ние разрешающей способности и точност в условиях смещения частот входного и опорного сигналов.

На фиг.1 представлена структурная схема предлагаемого устройства} на фиг,2 - временные диаграммы сигналов.

Устройство содержит генератор 1 опорных сигналов, корреляторы 2 и 3, выпрямительные элементы 4 и 5, ключ 6 усилители-ограничители 7-9, элементы 10 и 11 дифференцирования, ключ 12, пороговый элемент 13, усилитель-ограничитель 14, элемент И 15, выпрямительный элемент 16, усилитель-ограничитель 17.

Устройство работает следующим образом.

Выходной сигнал поступает на сиг- нальньп вход коррелятора 1 и на вход усилителя-ограничителя 8. С выхода усштителя-огранргчителя 8 ограничен- Hbtfi по амплитуде на единичном уровне сигнал поступает на вход второго коррелятора 3. На второй вход коррелятора 3 поступает ограниченный также на единичном уровне с помощью усилителя- ограничителя 9 сигнал от генератора 1 опорных сигналов В корреляторе 3 Нормированные входной и опорный сигналы перемножаются, результат перемножения усредняется и на выходе образуется сигнал нормированной взаимной корреляционной функции опорного и входного сигналов (фиг.2, кривая F),Сигнал с выхода коррелятора 3 подвергается дие1)ференцированию на элементе 10 дифференцирования,

а также поступает на вход элемента 4 I

Па выходе элемента 11 дифференцирования формируется продифференциро- ванный сигнал с выхода элемента 10. Сигналы на выходах элементов 10 и 11 приведены на фиг.2, кривые В и С сооветственно.

Элемент 4 пропускает только поло- жительные, а элементы 5 и 16 - отрицательные составляющие соответствующих сигналов. При этом сигналы с выхда элемента 5 и с выхода элемента 16

0

5

5 5

0

подвергаются инвертированию и ограничению в инвертирующем усилителе-ограничителе 14 и инвертирующем усилителе-ограничителе 17 соответственно. Сигналы с выходов инвертирующих усилителей-ограничителей 14 и 17 поступают на соответствующие входы элемента И 15.

Таким образом, при одновременном наличии отрицательных уровней напряжения на выходах элементов 10 и 11 дифференцирования, на выходе элемента И 15 формируется напряжение 1, которое поступает на управляющий вход ключа 12 и разрешает прохождение положительной составляющей сигнала с выхода вентиля 4 на вход порогового элемента 13. Момент открытия ключа 12 независимо от величины F - частоты смещения сигналов будет соответствовать максимуму основного лепестка взаимной корреляционной функ-- ции (ВКФ) на выходах коррелятора 2 и коррелятора 3. Из диаграммы на фиг.2 видно, что на вход порогового элемента 13 проходит только некоторая часть половины основного лепестка ВКФ и положительные боковые лепестки ВКФ.

Напряжение порогового уровня порогового элемента выбирается равным по величине максимальному значению первого положительного бокового лепестка нормированной КФ входного сигнала (при F 0)

Unop 0,128.

При таком выборе порогового уровня обеспечивается надежное прикрытие всех боковых лепестков КФ на выходе коррелятора 3. Это обусловлено тем, что входные сигналы этого коррелятора нормированы по амплитуде на усилителе-ограничителе 8 и усилителе-ограничителе 9 на единичном уровне и на выходе коррелятора имеет место нормированная КФ входных сигналов. Поэтому на выход порогового элемента 13 поступает некоторая часть половины основного лепестка КФ, превьппающая заданный пороговый уровень. Напряжение с выхода порогового элемента 13 ограничивается по уровню на усилителе-ограничителе 7 и поступает на управляющий вход ключа 6, на сигнальный вход которого поступает сигнал КФ входного и опорного напряжений с выхода коррелятора 2. При этом на выход устройства поступает часть половины основного лепестка КФ, причем начало корреля515

ЦИОН110ГО импульса соответствует максимуму основного лепестка КФ, а его длительность составляет величину порядка Т 0,7 (,, где l - ширина основного лепестка КФ.

В известном устройстве ширина формируемого на выходе корреляционного импульса для случая, когда значение F составляет 20% от значения ширины полосы сигнала, равно „ 1,25 Со .

Следовательно, в устройстве в 1,8 раз меньше интервал задержки одного сигнала по отношению к другому, в пределах которого нельзя разрешить два сигнала, т.е. разрешая способность предлагаемого устройства в 1,8 раз выше, чем у прототипа.

Формула изобретения

Автокоррелятор, содержащий два коррелятора, генератор опорных сигналов, два выпрямительных элемента, первый усилитель-ограничитель и первый ключ, причем первый вход первого коррелятора является входом автокоррелятора, второй вход первого коррелятора соединен с выходом генератора опорных сигналов, выход второго коррелятора соединен с входом первого вьтрямительного элемента, выход первого усилителя-ограничителя соединен с управляющим входом первого ключа, выход которого является выходом устройства, отличающийся тем, что, с целью повьшгения разрешающей способности и точности в условиях сме86

щения частот входного и опорного сигналов, в него введены четыре усилителя-ограничителя, третий выпрямитель- ньм элемент, второй ключ, два элемента дифференцирования, пороговьв1 элемент и элемент И, причем первый вход второго коррелятора через второй усилитель-ограничитель подключен к входу

устройства, выход генератора опорных сигналов через третий усилитель-ограничитель соединен с вторым входом второго коррелятора, выход которого через первый элемент дифференцирования соединен с входами второго элемента дифференцирования и второго вьтрямительного элемента, выход второго элемента дифференцирования через третий выпрямительный элемент соединен с входом четвертого усилителя-ограничителя, инверсный выход которого соединен с первым.входом элемента И, выход второго выпрямительного элемента соединен с входом пятого усилителя-ограничителя, инверсный выход которого соединен с вторым входом элемента И, выход которого соединен с управляющим входом второго ключа, информационный вход и выход которого

соединены соответственно с выходом первого выпрямительного элемента и информационным входом порогового элемента, вход задания порога которого является входом задания порога устройства, выход порогового элемента соединен с входом первого усилителя- ограничителя .

CM

Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники и радиотехники, а именно к средствам корреляционной обработки сигналов. Цель изобретения - повышение разрешающей способности и точности в условиях смещения частот входного и опорного сигналов. Автокоррелятор содержит генератор 1 опорных сигналов, корреляторы 2, 3, выпрямительные элементы 4, 5, 16, ключи 6, 12, усилители-ограничители 7, 8, 9, 14, 17, элементы 10, 11 дифференцирования, пороговый элемент 13, элемент И 15. На выходе коррелятора 3 формируется нормированная корреляционная функция (КФ). На выходе элемента И 15 формируются сигналы, соответствующие моментам времени, в которые одновременно первая и вторая производные нормированной КФ отрицательны. Этими сигналами открывается ключ 12. Он пропускает части основного и боковых лепестков КФ, которые сравниваются с порогом. Поэтому на выходе порогового элемента 13 формируется сигнал, совпадающий по времени с частью основного лепестка КФ на выходе коррелятора 2. Этот сигнал через усилитель-ограничитель 7 управляет ключом 6. Таким образом, на выходе автокоррелятора формируется узкий корреляционный импульс, имеющий амплитуду такую же, как у основного лепестка КФ, а ширину более чем в два раза меньше. 2 ил.