Цифровой коррелятор Советский патент 1992 года по МПК G06F15/336 

счетчик 5, а также устанавливает триггер 11 в единичное состояние. Установление триггера 11 в единичное состояние разрешает работу элемента И 12, Импульсы с выхода генератора 13 проходят через элемент И 12 и поступают на синхровход АЦП 2, на входы счетчика 5, элемента задержки 6 и делителя 4. Импульсы, поступающий на синхровход АЦП 2, осуществляют преобразование входных аналоговых сигналов в цифровой код с частотой в п раз превышающей частоту, выбранную по правилу Котельникова. Коэффициент деления делителя 4 выбирается равным п. Следовательно на выходе делителя 4 частота следования синхроимпульсов соответствует частоте, выбранной по правилу Котельникова. Импульсы с выхода делителя 4 поступают на синхровход АЦП 1, в котором осуществляется преобразование входных аналоговых сигналов, поступаю-, щих на первый вход 15 коррелятора, в цифровой код. Цифровые коды с выхода АЦП 1 сдвигаются по импульсам делителя 4 в регистре 3, т.е. осуществляется размножение сигналов по времени запаздывания. Импульсы с выхода делителя 4 проходят через элемент ИЛИ 15 и производят обнуление счетчика 5. Таким образом, на выходе счетчика 5 код изменяется от 0 до h. Выходной код счетчика 5 поступает на дешифратор 7, с выхода которого снимается последовательность импульсов. В элементе задержки б, величина задержки которого выбирается равной времени срабатывания перемножителя 9, тактовые импульсы задерживаются и в дальнейшем проходят через соответствующий элемент И блока 8. Таким образом, на выходе блока элементов И 8 появляются серия из п последовательных импульсов. Выходные цифровые коды с АЦП 2 и с соответствующих выходов регистра 3 перемножаются в перемножителях 9 и результаты перемножения поступают на информационные входы соответствующих блоков накопителей 14. В блоках накопителей 14 осуществляется вычисление взаимной корреляционной функции с обзором по времени запаздывания т.е. номер блока накопления соответствует соответствующей временной задержке и на фиг. 1 показано, что обзор осуществляется как по времени запаздывания, так и с обзором по частоте Доплера, в каждом из каналов. С выходов блока делителей 10 снимаются импульсы для управления блоком накопления при обзоре по частоте Доплера. Коэффициент деления первого из делителей блока 10 выбирается равным N, где N - объем выборки. При появлении импульса на выходе этого делителя триггер 11 устанавливается в нулевое состояние. Этим заканчивается процесс вычисления, взаимной корреляционной функции, ординаты которой с обзором как по времени запаздывания, так и с обзором по частоте

Доплера выдаются на выход коррелятора. В дальнейшем работа цифрового коррелятора аналогична.

Принцип обзора по частоте Доплера вытекает из следующих соображений. Нали0 чие частоты Доплера приводит к сжатию или растяжению входных сигналов. При. вычислении же взаимной корреляционной функции это приводит.к тому, что корреляционная точка движется и скорость этого

5 движения определяется частотой Доплера. Для нулевого канала обзора частоте Доплера в процессе накопления накапливаются результаты перемножения одноименного канала во всем интервале накопления. Для дру0 гих же каналов обзора по частоте Доплера в процессе накопления вначале накапливаются результаты перемножения одноименного канала, а затем, в зависимости от номера этого канала, а также от требуемой

5 точности вычисления взаимной корреляционной функции начинают накапливаться результаты перемножения смежного канала и т. д. Переключение процессом накопления осуществляет импульс с соответствующего

0 делителя блока 10. Для повышения точности вычислений, т.е. интервалов, через которые Осуществляется накопление, частота дискретизации АЦП 2 и выбрана в п раз выше по сравнению с частотой Котельникова. Значе5 ние п полностью определяется требуемой точностью дискретности вычисления взаимной корреляционной функции при обзоре по частоте Доплера.

Рассмотрим работу блока накопителей

0 14 (фиг. 2).

Блок накопителей 14 содержит М элементов накопления 18. Каждый элемент накопления 18 осуществляет вычисление взаимной корреляционной функции в конк5 ретном диапазоне доплеровских частот, т.е. первый элемент накопления 18i осуществляет обзор от 0 до Дгд, второй элемент - от - A ffl до 2тд и т.д. Принцип работы каждого элемента пояснен на принципе обзора по

0 частоте Доплера и заключается в том, начале осуществляется накопление первого результата перемножения, а затем, при появлении импульса на втором синхровходе блока, осуществляется переключение эле5 мента (соответствующего) на накопление следующего результата перемножения. Каждый второй синхровход определяет работу соответствующего элемента накопления. Для управления работой элемента накопления 18i импульсе второго синхровхода не нужен, так как этот элемент осуществляет обзор нулевой доплеровской частоты. Этот импульс определяет конец накопления и может использоваться для перезаписи ординат взаимной корреляцией ной функции в выходные регистры.

Элемент накопления 18 (фиг. 3) работает следующим образом.

Для пояснения работы элемент накопления приведен для М канала. При поступлении импульса запуска на вход коррелятора этот импульс производит обнуление делителя 26 и счетчиков 23 и 27 элемента накопления (на фиг. 1 связь запуска блока накопления не показана). На информационные входы элемента поступают результаты перемножения. Сразу после прихода импульса запуска счетчика 23 и 27 находятся в нулевом состоянии. При таком состоянии счетчиков на первых выходах дешифраторов-22 и 28 высокий потенциал, что вызывает открывание элементов И 25i и 24i. Необходимо отметить, что импульс запуска обнуляет также и накопительный сумматор 21. В этом состоянии на информационный вход накопительного сумматора 21 поступает результат перемножения с первого входа через открытый элемент И 24i и элемент ИЛИ 19, а синхроимпульс - с первого входа первых синхровходов через открытый элемент И 25т и элемент ИЛИ 20. В накопительном сумматоре 21 происходит накопление результата перемножения. При поступлении импульса на второй синхровход счетчик 23 переключается во второе состояние и высокий потенциал появляется на втором выходе дешифратора 22, что вызывает открывание элемента И 252. В результате этого на синх-. ровход накопительного сумматора 21 проходят импульсы с второго входа первых инхровходов. Это приводит к тому, что накапливаться начинает результат перемноения второго синхроимпульса, т.е. код первого АЦП 1 с кодом второго АЦП 2, кото- рый синхронизирован вторым синхроимпульсом в серии. Так продолжается до ледующего прихода импульса на второй инхровход, что приводит к очередному переключению счетчика 23 и как. следствие к переключению синхроимпульса, поступающего на синхровход накопительного суммаора 21. Т.е. в дальнейшем работа элемента накопления аналогична вышеописанному. Коэффициент деления делителя 26 равен п. ри появлении импульса на выходе делитея 26 счетчик 27 переключается в следуюее состояние, что приводит к тому, что ысокий потенциал появляется на втором выходе дешифратора 28, что приводит к отрыванию элемента И 242. Все это указывает на то, что на накопление начинают перс даваться результаты перемножения следу ющего канала обработки. Все это указывает на то, что время движения корреляционной 5 точки превысило интервал квантования. В дальнейшем при появлении импульсов на выходе делителя 26 счетчик 27 переключается в следующее положение и все это при водит к переключению выходного высокого

.0 потенциала дешифратора 28 и как следствие к открыванию очередных элементов И Л. В дальнейшем работа элемента накопле ния аналогична.

Формула из обретения

5 Цифровой коррелятор, содержащий два аналого-цифровых преобразователя, делитель частоты, регистр сдвига, группу перемножителей, блок накопителей, элементы И, элементы ИЛИ, счетчик, блок элементов

0 И, генератор тактовых импульсов, триггер, причем информационные входы первого и второго аналого-цифровых преобразователей являются соответствующими информационными входами коррелятора, вход

5 установки в единицу триггера является вхо- ; дом запуска коррелятора, выход триггера соединен с первым входом элемента И, выход которого соединен с счетным входом счетчика, выход делителя частоты соединен

0 с сдвиговым входом регистра сдвига и син- хровходом первого аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен с информационным входом регистра сдвига выходы группы которого соединены с пер5 выми входами соответствующих леремно- жителей группы, вторые входы которых соединены с выходом второго аналого-цифрового преобразователя, о т личающий- с я тем, что, с целью повышения быстродей0 ствия, з него дополнительно введены блок делителей частоты, элемент задержки, дешифратор, К-1 (К - число каналов обзора по задержке) блоков накопителей, причем выход генератора тактовых импульсов соеди5 нен с вторым входом элемента И, выход которого соединен с информационным входом делителя частоты, с синхровходом второго аналого-цифрового преобразователя и через элемент задержки с управляющим

0 входом блока элементов И, группа информационных входов которого соединена с группой выходов дешифратора, группа входов которого соединена с группой разрядных выходов счетчика, вход обнуления

5 которого соединен с выходом элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с информационным входом блока делителей частоты и выходом делителя частоты, вход установки которого соединен.Vc входом установки блока делителей частоты, с вторым

входом элемента ИЛИ и подключен к входу запуска коррелятора, информационные входы группы 1-го ( -Ж) блока накопителей соединены с выходами соответствующих перемножителей группы, группы синхров- ходов 1-го блока накопителей соединены с группой выходов блока элементов И, группы

тактовых входов блока накопителей соединены с группой выходов блока делителей частоты, первый выход которого соединен с входом установки в ноль триггера, группы выходов блоков накопителей являются группами выходов одинаковой доплеровской частоты коррелятора.

Фиг. 2