Двухканальный коррелометр Советский патент 1979 года по МПК G06F17/15 G06G7/19 

1

Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники и к радиоизмерительной технике и может быть использовано при разра ботке СВЧ-коррелометров для исследования случайных сигналов в реальном масштабе времени с шириной спектра; свыше 4 ГГц.

Известен коррелометр, содержащий два входных канала, в каждом из которых включен квантователь, выходы каналов раздельно соединены с перемножителем, причем один канал соединен прямо, а другой - через схему дискретной задержки, выход перемножителя через усреднитель и блок дискретной памят-и соединен с индикатором l.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является коррелометр, содержащий блок синхронизации, индикатор, первый блок умножителя, расширители импульсов, квантователи, блок усреднения 2. При этом в каждом из

двух каналов последовательно включены входной аттенюатор, квантователь и расширитель импульсов выборки. Выход так- -тового генератора импульсов через делители частоты соединен с квантователями и с синхронизатором. Выходы упомянутых каналов соединены со входом умножения, выход которого подключен к распределителю. Последний через блок отсчета соединен с индикатором.

Исследуемые сигналы. поступают через аттенюаторы на квантователи, где они преобразуются в импульсы выборок дискретных значений входных сигналов. В одном канале частота выборок равна i- , а в другом fiis ie i -частота генератора, а -pj- и коэффициенты деления частоты делителей. Здесь h и hi выбираются так, чтобы отношение -&J было. целым числом, отличным от нуля. Задержка ме:вйу. вторыми импульсами выборок будет .равна разнице их периодов, т. е. , то же - между треть3 и.1пyлf(,lм( уавоенной раоности, а п оПиюм ел уча о г - i 1-1 2 3 (--1 } Л С ; - 1 |-, г-до 1 -1, , .:...I --i. Псх;.те нары импульсов ныборок с но-мером ( -1) цикл повторяется аиало гичным образом. 1-абота блока умноження синхронизируется с усрецнителим так, чтобы на соответствуюп.ше ячейки усрецнителя попадали результаты перемножения импульсов с одинаковыми задерж ками. При этом коррелометр, имеющий такт вый генератор с частотой ЮС) МГц, h 1ОО, 1-п«1, шаг задержки 10 не, обес печивает исследованне сигналов с часто- той до 50 МГц. Недостатком известного коррелометра являются трудности, связанные с расширением его диапазона рабочих частот в сторону выше 4 ГГц. Это обусловлено тем, что практически нельзя выполнить делители частоты на тактовую частоту около 4 ГГц, Целью изобретения является расширение диапазона частот входных сигналов и определения спектральной плотности. Это достиг ается тем, что в двухка- нальный коррелометр дополнительно введё пы второй блок умножения, сумматор, генератор косинусов, генератор смещения, регистр оперативной naMHTVt- и в каж дый, из двух каналов - формирователь стробимпульса, ключ, причем информационные входы ключей являются соответ ственно первым и вторым входами коррелометра, управляющий вход каждого ключа соединен с выходом соответствую щего формирователя стробимпульса, вход первого из которых подключен к первому выходу блока синхронизации непосредственно, а вход второго - через генератор смещения, выход каждого ключа через соответствующий расщиритель импульсов подключен к информационному входу соо ветствующего квантователя, управляющи входы квантователей, регистра оператив ной памяти и блока усреднения объедине ны и подключены ко второму выходу бло ка синхронизации, входы первого блока умножения соединены соответственно с выходами первого квантователя и регист ра оперативной памяти, вход которого подключен к выходу второго квантователя, выход первого блока умножения соединен с информационным входом блока усреднения и с первым входом индикаго ра, второй вход которого объединен с первым входом сумматора и соединен с 14 iKOjiBbfM Mt ixo.ioM оисратора коси-усп, вто- ЮЙ выход которого ПОДКЛЮЧСЧ к Пе 1ВОМу входу BTopot o блок;. ум)1ожои11я, вто|-Юй вход KOTopoiO сое Л1ПОН с первым выходом блока усредргения, выход которого подюпочен ко входу генератора ксх инунуса, выход второг-о блока умножения подключен ко второму входу сумматора, выход которого соединен с третьим входом индикатора. На чертеже приведена структурная схема предложенного коррелометра. Коррелометр содержит блок 1 умножения, блок 2 усреднения, И1 дикатор 3, два входных канала, в каждом из которых последовательно включены ключ 4, расщиритель 5 импульсов и квантователь 6. Выхоа„первого канала непосредственно, а второго - через регистр 7 операивной памяти раздельно соединены со входами блока 1 умножения, выход которого соединен со входом последовательной цепи, составленной из блока 2 усреднения, второго блока 8 умножения, сумматора 9 и индикатора 3. Второй выход блока 2 усреднения соединен со входом генератора 10 функции косинуса, один выход которого соединен с блоком 8 умножения, а другой - с сумматором 9 и .индикатором 3. Первый выход блока 11 синхронизации соединен через генератор 12 смещения и формирователь 13 стробимпульсов со вторым входом ключа 4 первого канала и через второй формирователь 13 стробимпульсов - со вторым входом ключа 4 второго канала,. Второй выход блока 11 синхронизации соединен с синхронизирующими входами обоих квантователей 6, блока 1 умножения, регистра 7 оперативной памяти и блока 2 усреднения. Коррелометр работает следующим образом. Ключи 4 открываются импульсами от формирователей 13 стробимпульсов 13, на входы которых подаются задающие импульсы со сравнительно небольщой разницей повторения за счет генератора 12 смещения 12. Эта разница необходима для создания периодически изменяющейся задержки времени между стробимпульсами. Шаг задержки JJ fc ,-T, f-fe (i-,,l f - частота смещения стробим- где о пульсов, задаваемая в генераторе 12 смещения; Ь J - частота, поступающая от хрог-еиер.чтора 11. Тогда иеобхолимый сдвиг- частоты бу дет равен f -- После ключей 4 выборки сигналов пр ходят расширители 5 импульсов, где они расширяются и затем поступают на кван тователи 6. ;iiecb сигнал преобразуется в цифровую форму, удобную для дальнейшей обработки. Один из цифровых сигналов записывается в регистре 7 оператив ной памяти, после которого в блоке умн жения он умножается на значение выборок другого канала. Результаты умножения накапливаются в блоке 2 усреднения и усредняются до необходимого, заранее установленного времени усреднения. Затем сигнал поступает на блок 8 умножения, где перемножается со значением косинуса сигнала от генератора 10 косинуса, синхронизированного с работой блока 2 усреднения. Результаты перемножения накапливаются в сумматоре 9 и синхронно с работой генератора 10 косинуса поступают на индикатор 3. На экране индикатора можно одновременно наблюдать значения корреляционной функции и спектральной плотности моатности ( в том числе взаимной). Работа узлов коррелометра синхронизирована блоком 11 синхронизации. Например, для исследования корреляционной функции и спектральной плотности,,в диапазоне час-. тот до 5 ГГц можно взять д Г ОД не, f 1 МГц и ,99 Гц. Таким образом, положительный эффект в предложенном устройстве достигается за счет того, что вместо деления частоты введено ее смёш;ение с последуюш ей цифровой обработкой выборок. Коррелометр прошел технические испы тяния, которые показали возможлость зна чительного расширенна диапазона рабочих частот. Формула изобретения Дв хканальный коррелометр, содержащий блок синхронизации, индикатор, пер- п:м6 вый блок умножения, расширители импульсов, квантователи, блок усреднения, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с расширения диапазона частот axoftных сигналов, в коррелометр пополнительно ршедены второй блок умножения, сумматор, генератор косинусов, генератор смещения, регистр оперативной памяти и в каждый из двух каналов - формирователь стробимпульса, ключ, причем информационные входы ключей являются соответственно первым li вторым входами коррелометра, упраапяющий вход каждого ключа соединен с выходом соответствующего формироЕштеля стробимпупьса, вход первого иа которых подключен к первому выходу блока синхронизации непосредственно, а вход второго - через генератор смещения, выход каждого 1шюча через соответствующий расширитель импульсов подключен к информационному входу соответствующего квантователя, управляющие входы квантователей, регистра оперативной памяти и блока усреднения объединены и подключены ко второму выходу блока синхронизации, входы первого блока умножения соединеы соответственно с выходами первого квантователя и регистра оперативной памяти, вход которого подключен к выходу второго квантователя, выход первого блока умножения соединен с информационным входом блока усреднения и с первым входом,и адикатора, второй вход которого объед(1}1ен с первым входом суму матора н соединен с первым выходом генератора косинуса, второй выход которого подключен к первому входу второго блока умножения, второй вход которого соединен с первым выходом блока усреднения, второй выход которого подключен ко входу генератора косинуса, выход второ о блока 1множения подключен ко второму входу сумматора, выход которого соединен с третьим входом индикаора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Техническое описание прибора Х6-4. 2.Авторское свидетельство СССР 498626, кл. G Об F 15/34 опублик. 1976 (прототип).