Устройство для определения взаимной корреляционной функции Советский патент 1992 года по МПК G06F15/336 

Накапливающий сумматор 22 (фиг. 3) содержит первый 38 и второй 39 элементы И, первый 40 и второй 41 элементы ИЛИ, сумматор 42, регистр 43, триггер 44 и элемент задержки 45.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал X(t) поступает на вход АЦП 1 и в момент поступления импульсов с тактового выхода генератора тактовых импульсов 4 преобразуется в М-разрядный двоичный код, который поступает на первый информационный вход коррелятора 3. На второй ин- формационный вход коррелятора 3 подаются отсчеты входного сигнала Y(t) от АЦП 2, который формирует коды отсчетов по импульсам, поступающим с выхода генератора тактовых импульсов 4. Коррелятор 3 определяет элементарные произведения x/(t)y(t+iA t) и суммирует очередное элементарное произведение с уже накоплен- ными результатами с выбранным фактором усреднения N. На выходе коррелятора 3 взаимнокорреляционная функция, названная частной коррелограммой,представлена п отсчетами.Время анализа одной частной коррелограммы выбирается из соотношения

1

где fe - верхняя частота входных сигналов, vr- скорость изменения задержки.

В этом случае величина фактора усреднения N находится из следующего выражения:

м мах

w«

1

,J

Ииах .fa

где vr мах - максимально ожидаемая скорость изменения задержки.

Полученная частная коррелограмма с выхода коррелятора 3 поступает на входы семи блоков задержки и на первые входы накапливающих сумматоров 22. Как следует из алгоритма (1) функционирования устройства, первая частная коррелограмма участвует в вычислениях всех возможных взаимных корреляционных функций.

На выходах блоков задержки получаются задержанные отсчеты корреляционной функции. Эти отсчеты корреляционной функции в соответствии-с алгоритмом (суммируются в сумматорах 15-21 и полученные результаты суммирования поступают на вторые входы накапливающих сумматоров 22, Незадержанные отсчеты корреляцион- . ной функции же поступают на первые входы накапливающих сумматоров 22. Тактовые импульсы на выходе генератора тактовых импульсов 4 формируются через интервалы времени, необходимые для вычисления одной частной коррелограммы:

5

10 15 2025

зо

35

40

45

0На счетный вход счетчика 6 и на синхровход синхронизатора 7 поступают импульсы с выхода генератора тактовых импульсов 4. Емкость счетчика 5 равна количеству частных коррелограмм (в рассматриваемом случае она равна восьми). Сигнал переполнения счетчика 5 соответствует моменту начала выдачи очередных частных коррелограмм, и по этому импульсу производится установление синхронизатора 7 в .исходное состояние и подготовка накапливающих сумматоров. В накапливающих сумматорах 22 по этому импульсу, поступающему на синхровход, производится занесение результатов с выходов соответствующего сумматора 15-21. Этим сразу обеспечивается суммирование задержанных частных коррелограмм. Незадержанные частные коррелограммы поступают на первые входы накапливающих сумматоров 22 и их суммирование управляется синхроимпульсами с выхода синхронизатора 7, синхроимпульсы с выходов которого поступают также на блоки задержки 8-14 для сдвига задержанных в них частных коррелограмм.

Весь исходный массив входных частных коррелограмм разбит на группы по две частные коррелограммы в каждой. Результирующие коррелограммы с выходов накапливающих сумматоров 22 через коммутатор б поступают на выход устройства. В дальнейшем работа устройства аналогична.

Рассмотрим работу элементов устройства.

Синхронизатор 7 (фиг. 2) работает следующим образом.

При поступлении импульса на вход происходит обнуление счетчика 23, на синхровход которого поступают импульсы. По этим импульсам увеличивается состояние счетчика 23 и на выходе дешифратора 24 образуется последовательность импульсов, которые проходят через элементы ИЛИ 36, 3:7 при необходимости и, задержавшись в элементах задержки 25-35, поступают на выходы синхронизатора. В элементах задержки импульсы задерживаются на время срабатывания элементов.

Накапливающий сумматор 22 (фиг. 3) работает следующим образом.

При поступлении импульса на второй синхровход триггер 44 устанавливается в единичное состояние, а регистр 43 обнуляется. Этот импульс, задержавшись в элементе задержки 45, проходит через элемент ИЛИ 41 на синхровход регистра 43 и записывает в него код, поступающий на второй вход сумматора 22, так как при единичном состоянии триггера 44 открыт элемент И 39. Импульс с выхода элемента задержки 45

устанавливает триггер 44 в нулевое состояние. Установление триггера 44 в нулевое состояние приводит к открыванию элемента И 38, в результате чего цифровые отсчеты с первого выхода сумматора 22 проходят че- рез открытый элемент И 38 и поступают на сумматор 42, в котором суммируются с кодом регистра 43, и результат суммирования по импульсу, поступающему на первый син- хровход накапливающего сумматора, запи- сывается в регистр 43. В дальнейшем работа накапливающего сумматора аналогична. Накапливающий сумматор 22i реализуется по такой же схеме только в связи с тем, что там отсутствует суммирование за- держанных корреляционных функций, в нем отсутствуют триггер, элементы И, элементы ИЛИ и элемент задержки.

Формула изобретения Устройство для определения взаимной корреляционной функции, содержащее два аналого-цифровых преобразователя, коррелятор, генератор тактовых импульсов, счетчик, синхронизатор, семь блоков задержки, семь сумматоров и коммутатор, причем ин- формационные входы первого и второго аналого-цифровых преобразователей являются соответствующими информационными входами устройства, выходы первого и второго аналого-цифровых преобразовате- лей соединены с соответствующими входами коррелятора, синхровход которого соединен с синхровходами первого и втйро- го аналого-цифровых преобразователей и с первым выходом генератора тактовых им- „пульсов, второй выход которого соединен с счетным входом счетчика, выход переполнения которого соединен с входом запуска синхронизатора, выход и управляющий вход .коммутатора являются соответственно выходом и входом разрешения считывания результатов устройства, отличающее- с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него дополнительно введены восемь накапливающих сумматоров, выходы которых соединены с информационными входами коммутатора, а синхровходы соединены с выходом переполнения счетчика, выход коррелятора соединен с информационными входами с первого по седьмой блоков задержки и с первыми информационными входами с первого по восьмой накапливающих сумматоров, вторые информационные входы со второго по восьмой накапливающих сумматоров соединены соответственно с выходами с первого по седьмой сумматоров, тактовый вход первого накапливающего сумматора соединен с первым выходом синхронизатора, второй выход которого соединен с тактовыми входами второго, четвертого, шестого и восьмого накапливающих сумматоров, третий выход синхронизатора соединен с тактовыми входами третьего и седьмого накапливающих сумматоров, тактовый вход пятого накапливающего сумматора соединен с четвертым выходом синхронизатора, тактовый вход и пятый выход которого соединены соответственно с вторым выходом генератора тактовых импульсов и тактовым входом первого блока задержки, выход которого соединен с первыми входами первого, третьего, пятого и седьмого сумматоров/шестой выход синхронизатора соединен с тактовым входом второго блока задержки, первый выход которого соединен с первыми входами второго и шестого сумматоров, второй выход второго блока задержки соединен с вторыми входами третьего и седьмого сумматоров, седьмой выход синхронизатора соединен с тактовым входом третьего блока задержки, первый выход которого соединен с вторыми входами второго и шестого сумматоров, второй выход третьего блока задержки соединен с третьими входами первого и пятого сумматоров, третий выход третьего блока задержки соединен с третьими входами третьего и седьмого сумматоров, восьмой выход синхронизатора соединен с тактовым входом четвертого блока задержки, первый выход которого соединен с четвёртым входом первого сумматора и первым входом четвертого сумматора, второй выход четвертого блока задержки соединен с третьим входом второго сумматора и четвертым входом пятого сумматора, третий выход четвертого блока задержки соединен с четвертым входом третьего сумматора и третьим входом шестого сумматора, четвертый выход четвертого блока задержки соединен с четвертым входом седьмого сумматора, девятый выход синхронизатора соединен с тактовым входом пятого блока задержки, первый выход которого соединен с вторым входом четвертого сумматора, второй выход пятого блока задержки соединен с пятым входом первого сумматора, с четвертым входом второго сумматора, третий выход пятого блока задержки соединен с пятым входом пятого сумматора и четвертым входом шестого сумматора, четвертый выход пятого блока задержки соединен с пятым входом третьего сумматора, пятый выход пятого блока задержки соединен с пятым входом пятого сумматора, десятый выход синхронизатора соединен с тактовым входом шестого блока задержки, первый и второй выходы которого соединены соответственно с третьим входом четвертого сумматора и шестым входом первого сумматора, третий выход шестого блока задержки соединен с пятым входом второго сумматора и шестым входом пятого сумматора, .четвертый и пятый выходы шестого блока задержки соединены соответственно с пятым входом шестого сумматора и шестым входом пятого сумматора, шестой выход шестого сумматора соединен с шестым входом шестого сумматора, одиннадцатый БН- ход синхронизатора соединен с тактовым входом седьмого блока задержки, первый

0

эыход которого соединен с четвертым входом четвертого сумматора, второй выход седьмого блока задержки соединен с седьмым входом первого сумматора и шестым входом второго сумматора, третий выход седьмого блока задержки соединен с шестым входом седьмого сумматора и седьмым входом пятого сумматора, четвертый выход седьмого блока задержки соединен с седьмым входом третьего сумматора.

if j Т

JL С

±

Т™

й/г/

.ji

Ж sfe

I

гг.

ЬШШ

А

5

«о с«: