Устройство для поиска максимума корреляционной функции Советский патент 1979 года по МПК G06F17/15 G06F17/18 

Изобретение относится к измери.тельной технике и автоматике. Известен коррелятор с поиском экстремума, содержащий блок задержки блок умножения, блок интеграторов, блок Ножки экстремума, сумматор, блок вычитания и блок определения за жима задержки 1. Недостатком его является необходимость потенциального блока определения знака задержки, что усложняет устройство. Наиболее близким по техническому решению является устройство для поиска максимума корреляционной функции, содержащее блок управления, пер вый и второй аналого-цифровые преобразователи, входы которых являются соответственно первым и вторым входами устройства, а выходы подк.гаочены соответственно к блоку дискретной задержки и блоку задержки, выход которого подключен к первым входам бло ков умножения, вторые входы которых соединены с соответствующими выхода ми блока дискретной задержки, вьлходы блоков умножения через соответствую щие цифровые интеграторы соединены с блоком выделения экстремума 2. Цель предлагаемого изобретения упрощение устройства. Для этого в устройство введены дешифратор и масштабный блок, информационные входы которых соединены с выходом блока выделения экстремума, выход дешифратора соединен с входом блока управления первый выход которого соединен с управляющими входами аналого-цифровых преобразователей и блоков задержки, управляющий вход масштабного блока подключен к выходу дешифратора. Структурная схема предлагаемого устройства для поиска максимума корреляционной функции приведена на чертеже. Оно содержит аналогоцифровые преобразователи 1 и 2, блок 3 дискретной задержки на (п - 1) ячеек, блок 4 задержки на п/2 ячеек; блоки умножения 5, цифровые интеграторы 6,блок 7 выделения экстремума, дешифратор 8, масштабный блок 9, блок 10 управления, цифроаналоговый преобразо- ватель 11, выходы 12, 13 и 14 устройства. Входные преобразователи 1 и 2 подключены соответственно ко входу блока 3 дискретной задержки и к входу блока 4, выход которого соединен с первыми входами блоков 5 умножения, вторыми входами подключенных к соответствующим выходам блока 3 дискретной задержки. Выходы блоков 5 умножения подключены к соответствующим интеграторам 6, выходы которых соединены с блоком 7 выделения экстремума. Первый выход блока 7 соединен со входом дешифратора 8 и первым входом масштабного блока 9, второй вход которого соединен с выходом дешифратора 8. Выход блока 10 управления связан с управляющими входами преобразователей 1 и 2 и блоков 3 и 4 задержки. Второй выход блока 7 сравнения подключен к цифро-аналоговому преобразователю Пик выходу 12 устройства, к выходам 13 и 14которого подключены соответственно выход масштабного блока 9 и выход цифроаналогового преобразователя 11,

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

На входы преобразователей 1 и 2 полаются исследуемые случайные коррелированные сигналы, которые преобразуются в цифровую форму .в соответствии с применяемым алгоритмом вычисления корреляционной функции. При использовании мультипликативного алгоритма, например оба входных сигнала преобразуются, в многоразрядный двоич ный код, а при использовании знакового алгоритма оба входных сигнала преобразуются в двоичные последовательности импульсов и т.п.

Сигналы с выхода преобразователя 1 поступают в блок 3 дискретной задержки, представ л як)щий собой (п + 1)разрядный регистр сдвига, где этот сигнал последовательно такт тактом задерживается на величину.

А-Г--2 ДГ.

mviH

где N - 1,2,3,

-номер диапазона поиска, задаваемый блоком 10 управ-. ления;

-минимальный шаг

ДГ.

М.ИН временной задержки, соответствующий первому диапа зону поиска.

Сигналы с выхода преобразователя 2 задерживаются на время f 11/2 дТ блоком 4 задержки и поступают на первые входы (п + 1) блоков 5 умножения на вторые входы которых подаются задержанные сигналы с соответствующих выходов блока 3 дискретной задержки. Блоки 5 умножения перемножают поступакядие на их входы сигналы, а результаты перемножения суммируются цифровыми интеграторами б, представляющие. собой накапливающие сумматоры или счетчики, в зависимости от применяемого алгоритма вычисления корреляционных функций в

Блок 7 выделения экстремума параллельно или последовательно сравнивает коды значений корреляционной функции, зафиксированных интеграторами 6 Так как сигнал jCt) задерживается блоком 4 на постоянное время t-11/2 дГ, то ордината корреляционной функции соответствующая аргументу будет располагаться на оси аргументов в средней {П/2+ 1)-й точке.

Все ординатыS расположенные слева от средней нулевой точки будут иметь отрицате.льное значение арс гумента т и соответственно отрицательный номер k точки, а все ординаты, расположенные справа от нулевой точки , будут иметь положительное значение аргумента Г и соответ л ственно полржительный номер fc точки (1С ±1, ± 2,. . ± hl2) , Блок 7 выдает номер К точки, в которой находит ся максимальное значение оценки кор реляционной функции, и величину это . го максимума Значение корреляционной функции выдается в цифровой форме на выход 12 устройства. в аналоговой форме с помощью цифро- аналогового преобразователя 11 на выход 14,

Код номера точки Ё. , соответствуя щей максимуму корреляционной функции, подается на вкодеа дешифратора 8 и масштабного блока 9, на выходе которого получаем значение временной задержки -Г ±КДС ± fc 2 -1йГ „н .

Полученное значение временной за держки Т в цифровой или аналоговой форме подается на вьаход 13 устройства«

0 Дешифратор 8, в зависимости от . кода номера точки 1 , выдает в блок 10 управления сигнал в соответствии с соотношением

+ 1 при /ll/ n/2 , 5 - 1 при ,

О при . По сигналам дешифратора 8, блок 10 управления изменяет диапазон поиска временного сдвига случайных 0 коррелированных сигналов с По сигналам +1 блок 10 управления изменяет номер диапазона поиска Nj э сто рону увеличения (N, 1,2,3); а по сигналам блок 10 управления 5 уменьшает номэр. диапазона поиска

N(N| .еа 3,2,1)о При этом по двоичному закону соответственно меняет- . ся шаг временной задержки uf и выходной сигнал масштабного блока 9 о

Предлагаемое устройство начинает поиск с первого диапазона, п посл.е- довательно увеличивая диапазон поиска, определяет временной сдвиг между дву. случайными коррелированными . сигналами и значение максиг« ума корреляционной функции. При работе пред