Высокочастотный коррелометр Советский патент 1979 года по МПК G06F17/15 

I

Изобретение относится к области специ; ализированных средств вычислительной техники « может быть использовано при разработке аппаратуры для исследования быстрых случайных сигналов со спектром до сотен мегагерц, а также для их преобразования в последовательность кодов и наблюдения корреляционной функции.

- Известен высокочастотный коррелометр 1, который содержит два канала, каждый из которых составлен из схемы выборки и расширителя импульсов выборки. Выходы каналов соединены со входами умножителя. Тактовый генератор соединен с одной схемой выборки через первый делитель частоты, а с другой - через второй делитель частоты с кратным соотношением коэффициентов деления. Однако принцип расширения спектра исследуемых сигналов, который заключается в образовании «скользящей) задержки момента квантования между каналами коррелометра, имеет ограниченные возможности его реализации из-за отсутствия быстродействующих делителейчастоты свыше 100 Мгц.

Из известных высокочастотных коррелометров наиболее близким по технической

сущности к предложенному является коррелометр типа Х6-1 |2. Он содержит блок регистрации, первый и второй входы которого подключены к соответствующим цифроаналоговым преобразователям, первый и второй квантователи, первые входы которых являются соответственно первым и вторым входами коррелометра, вторые входы квантователей подключены к соответствующим источникам вспомогательных сигналов, управляющий вход первого квантователя соединен с выходом генератора тактовых импульсов и со входом счетчика числа усреднений, выходы квантователей соединены с соответствующими входами блока умножения, выход которого подключен ко входу счетчика-накопителя.

Недостатком известного коррелометра является то, что он не м.ожет. работать в реальном масштабе времени, так как измеряет только дискретные значения корреляционной функции. Кроме того, из-за трудностей с реализацией расширителя.импульсов и линий задержки наносекундного диапазона очень ограничивается частотный спектр исследуемых сигналов. Целью изобретения является расширение спектра исследуемых сигналов, а также рбеспеченне возможности работы в реальном масштабе времени. Указанная цель достигается за счет того, что в высокочастотный коррелометр введены счетчик временных координат, преобразователь код-временной интервал, блок элементов И и регистр результата, выход которого подключен к коду первого цифроаналогового преобразователя, а вход соединен свыходом блока элементов И, первый вход которого подключен к выходу счетчика-накопителя, а второй - к выходу счетчика числа усреднений, к управляющему входу счетчика-накопителя и ко входу счетчика временных координат, разрядные выходы которого подмючены ко входам второго цифроаналогового преобразователя и к первому входу преобразователя код - -временной интервал, второй вход которого подключен К выходу генератора тактовых импульсов, а выход - к управляющему входу второго квантователя. На фиг. I показана функциональная схема предлагаемого высокочастотного коррелометра; на фиг. 2 представлены временньге диаграммы сигналов в отдельных точках предлагаемого коррелометра. Входы предлагаемого высокочастотного коррелометра (фиг. 2) через первый и второй квантователи 1 и 2 раздельно соединены со входами блока умножения 3. Амплитудный вход каждого квантователя соединен со своим источником вспомогательных сигналов 4 и 5. Выход блока умножения 3 через счетчик-накопитель 6, блок элементов И 7, ре.гистр результата 8 и первый цифроаналог вый преобразователь 9 соединен с одним из .входов блока регистрации 10, другой код которого через второй цифроаналоговый преобразователь II и счётчик времениых координат 12 соединен со счетчиком числа усреднений 13, выход которого соединен со входом установки нуля Счетчика-накопителя бис управляющим входом блока элементов И 7. Выходы счетчика временных координат 12 соединены со входами преобразователя код - временной интервал 14, выход которого соединен с управляющим входом второго квантователя 2. Выход :тактового генератора 15 соединен с временным входом первого квантователя 1, счетчика числа усреднений 13 и преобразователя код - временной интервал 14. Предложенный высокочастотный коррелометр работает следующим образом. Исследуемые сигналы поступают на сигнальные входы квантователей 1 и 2, где их сумма с сигналами источника вспомогательных сигналов 4 и 5 преобразуется в один бит двоичной информации. Моменты преобразовання б них задаются временем поступЛенин импульсов стробирования от генератора тактовых импульсов 15 на временной вход квантователя. Последний для обеспечения быстродействия может быть выполнен в виде триггера на туннельном диоде. Длительность стробирующих импульсов должна быть порядка 1 нсек. Тогда обеспечивается ширина спектра исследуемых сигналов до сотен мегагерц. Преобразователь код - временной интервал 14 задает задержку Д TI между моментами квантования в обоих каналах. Величина этой задержки поддерживается постоянной с помощью счетчика временных интервалов 12 в течение времени накопления одного значения корреляционной функции, где f частота следования импульсов стробйрования;N - число усреднений. Коды выборок исследуемых сигналов с выходов квантователей 1 и 2 (фиг. 2 а, б) поступают на блок умножения 3. Результаты перемножения накапливаются в счетчике-накопителе 6 в течение периода накопления, определяемого из выражения (I) (фиг. 2 в). Конец периода Накопления задается сигналом переполнения счетчика усреднений 13, который открывает блок элементов И 7 для записи в регистр результата 8 усредненного значения корреляционной функции с определенного числа старших разрядов счетчика-накопителя 6. Одновременно указанный сигнал счетчика 13 устанавливает счетчик-накопитель 6 в нулевое состояние и к содержимому счетчика временных координат 12 добавляют единицу. При этом параллельный код на входе преобразователя код - временной интервал 14 и задержка между импульсами стробирования в квантователях 1 и 2 увеличивается на один шаг по времени и начинается накопление другого значения корреляционной функции. Весь упомянутый процесс накопления повторяется М раз (где М - число дискретных значений корреляционной функции) до переполнения счетчика временных координат 12. После NM тактов генератора 15 с регистра результата 8 на цифроаналоговый преобразователь 9 выдается М цифровых значейий корреляционной функции Для наблюдения корреляционной функции на индикаторе (осциллографа или самописца) коды функции с регистра результата 8 и ее аргумента со счетчика временных координат 12 в цифроаналоговых преобразователях 9 и 11 преобразуются в напряжения, которые управляют соответственно амплитудным и временным входами блока регистрации 10. Положительный эффект достигается за счет использования нового элемента - преобразователя «код - временной интервал |4, управляемого счетчиком временных координат 12, и введения квантования суммы исследуемого сигнала и сигнала смещения по времени с помощью импульса наносекундной длительности одновременно с квантованием по амплитуде. Описанный высокочастотный коррелометр прошел технические испытания, которые показали, что он обеспечивает исследование корреляционных функций широкополостных сигналов со спектром до 200 Мгц. Формула изобретения Высокочастотный коррелометр, содержащий блок регистрации, первый и второй входы которого подключены к .соответствующим цифроаналоговым преобразователям, первый и вУорой квантователи, первые входы которых являются соответственно первым и вторым входами коррелометра, вторые входы квантователей подключены к соответствующим источникам вспомогательных сигналов, управляющий вход первого квантователя соединен С выходом генератора тактовых импульсов и со входом счетчика числа усреднений, выходы квантователей соединены с соответствующими входами блока умножения, выход которого подключен ко

вйв в;ходу счетчика-накопителя, отличающийся тем, что, с целью расширения спектра исследуемых сигналов, в высокочастотный коррелометр введены счетчик временных координат, преобразователь код - временной ингервал, блок элементов И и регистр результата, выход которого подключен ко входу первого цифроаналогового преобразователя, а вход соединен с выходом блока элементов И, первый вход которого подключен к выходу счетчика-накопителя, а второй - к выходу счетчика числа усреднений, к управляющему входу счетчика-накопителя и ко входу счетчика временных координат, разрядные выходы которого-подключены ко входам второго цифроаналогового преобразователя и к первому входу преобразователя код - временной интервал, второй вход которого подключен к выходу генератора тактовых импульсов, а выход - к управляющему входу второго квантователя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 498626, кл. G 06 F 15/34, 1974. 2.Техническое описание коррелометра X6-I, 1971.