Цифровой коррелятор Советский патент 1982 года по МПК G06F17/15 

1

Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники и может быть использовано в системах автоматического управления, в которых используется взаимная корреляционная функция анализируемого сигнала и опорного час-, тотно-модулированного сигнала.

Известен коррелятор, реализующий релейный алгоритм вычисления взаимной ,р корреляционной функции, содержащий линейно-частотный преобразователь, блок задержки, усилители-ограничители,, элементы неоднозначности, накопители. Сравнительно невысокое бы- jj стродействие этого коррелятора не позволяет исследовать высокочастотные сигналы ll.

Из известных устройств наиболее. , близким к предлагаемому по техничвс-. 20 кой сущности и достигаемомурезультату прототипом) является устройство, содержащее аналого-цифровой преобразователь , вход которого является входом коррелятора, генератор тактовых импульсов, регистр сдвига, группу сумматоров, управляющие входы которой подключены к выходу генератора тактовьх импульсов, управляющим входам аналого-цифрового преобразователя и регистра сдвига, первые информационные входы группы суммато-( ров подключены к выходу аналого-цифрового преобразователя, а вто|Л1е информационные входы - к соответствующим выходам регистра сдвига 2}.

Недостатком известного коррелятора является относительно низкое быстродействие.

Цель изобретения - повышение быстродействия, и следовательно расши рение частотного диапазона.

Поставленная цель достигается YeM, что в цифровой коррелятор, содержащий первый аналого-цифровой преобразователь, вход которого является первым входом коррелятора, а выход подключен к первым вхбдам сумматоров, вторые входы которых соединен с соштветствующими разрядными выхо дами первого регистра, управляющие входы аналого-цифрового преобразователя-, сумматоров и первого регис ра подключены к выходу генератора тактовых импульсов, бведен блок оп ределения момента максимума, содер жащий второй аналого-цифровой прео разователь, вход которого является вторым входом коррелятора, а выход соединен со входом второго регистр и с первым входом блока сравнения, второй вход которого подключен к выходу второго регистра, выход которого соединен со входам первого регистра, управляющие входы второго аналого-цифрового преобразователя, второго регистра и блока сравнения подключены к выходу генератора тактовых импульсов. На фиг.1 изображена структурная схема цифрового коррелятора; на фиг.2 - структурная схема определения момента максимума , на фиг.З - временная диаграмма работы устройства. Цифровой коррелятор содержит . аналого-цифровой преобразователь 1, генератор 2. тактовых импульсов, регистр 3 сдвига, группу сумматоро k и блок 5 определения момента максимума, содержащий аналого-цифровой преобразователь 6, регистр 7 и блок 8 сравнения, Вход аналого-цифрового преобразователя } является входом исследуемого сигнала X(-t} , первые информационные входы группы сумматоров k соединены с выходом аналого-цифрового преобразователя 1, а вторые информационные входы - с соответствующими выходами регистра 3 сдви га. Вход аналого-цифрового преобразователя 6 блока 5 определения момента максимума является входом опорного частотно-модулированного сигнала (-t) г: Асо9 iTtf {t)-t, выход аналого-цифрового преобразователя 6 подключен к информацион ным входам регистра 7 и блока 8 сравнения. Второй информационный вход блока 8 сравнения соединен с выходом регистра 7, а выход подключен к информационному входу регистра 3 сдвига. Выход генератора 2 тактовых импульсов соединен с управляющими входами всех элементов устройства. Устройство работает следующим образом. Исследуемый сигнал х(4;) поступает в аналого-цифровой преобразователь 1, где преобразуется в соответствующий код Xj в моменты времени f,где - частота следования выходных импульсов генератора 2 тактовых импульсов. Многоразрядный код/Х -|и информация о знаке Х подаются на первые информационные входы сумматоров 4. На фиг.1 это соединение изображено двойной линией. На входы блока 5 определения момента максимума поступают тактовые импульсы с выхода генератора 2 тактовых импульсов и опорный частотно-модулированный сигнал }(-t) . На выходе аналого-цифрового преобразователя 6 формируется код , пропорциональный значению моменты времени fc | . После прохождения тактового импульса код переписывается в регистр 7, а на выходе аналого-цифрового преобразователя 6 формируется код . Тактовый импульс, следующий за тактовым импульсом, после которого неравенство ЛУизменяется на .. , проходит через блок 8 сравнения и поступает на информационный вход регистра 3 сдвига. Таким образом, после достижения максимума опорным частотномодулированным сигналом очередной тактовый импульс проходит через блок 5 определения момента максимума (фиг.З) и поступает на информационный вход регистра 3 сдвига. Тактовые импульсы, поступая на управляющий вход регистра 3 сдвига, сдвигают его содержимое на один разряд и записывают в первый разряд число Д., причем , если тактовый импульс поступает на информационный вход регистра 3 сдвига, в противном случае . На вторые информационные входы сумматоров k с соответствующих выходов регистра 3 сдвига поступают значения А,, где К 0, l,...,iM-l) - порядковый номер сумматора k} Ь mW- количество разрядов регистра 3 сдвига. Цикл вычисления начинается после обнуления сумматоров k и заполнения регистра 3 сдвига. Если 1, то к содержимому К-го сумматора прибавляется значение Х(, в npotwBHOM случае 5 число, хранящееся в этом сумматоре остается без изменения. За N такто в сумматорах сформируются суммы с, V А 4 . R /- .мцЛ Для получения К-ой ординаты оцен взаимной корреляционной функции, достаточно значение Sw умножить на коэффициент пропорциональности § fKwtyiLp % ) Введение блока определения момента максимума позволяет значитель но повысить быстродействие цифровог коррелятора. Действительно, если за время прохождения положительной полуволны известного опорного частотно-модулированного сигналa(STav,y 1) проходит п тактовых импульсов, то в предлагаемом за это время производится п операций сложения значений содержимым сумматора, в то время как в предлагаемом корреляторе за тот же промежуток времени в этом сумматоре производится сложение одного значения X-i к содержимому сумматора, причем Xi соответствует моменту времени такому, что , Р сохранении информации о фазе опор-, ного частотно-модулированного сигна ла в предлагаемом цифровом корреляторе снижено число операций сложения в единицу времени, что позволяет повысить быстродействие корр лятора. Экономический эффект в нас тоящее время подсчитать не предста ляется возможным. Формула изобретения. Цифровой коррелятор, содержащий первый аналого-цифровой преобразователь , вход которого является первым входом коррелятора, а выход подключен к первым входам сумматоров, вторые входы которых соединены с соответствующими разрядными выходами первого регистра, управляющие входы аналого-цифрового преобра- зователя, сумматоров и первого регистра подключены к выходу генератора тактовых импульсов, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, в коррелятор введен блок определения момента максимума, содержащий второй аналого-цифровой преобразователь, которого является вторым Пв 3 Ot.tH/rkrt f, входом коррелятора, а выход соединен с входом второго регистра и с первым входом блока сравнения, второй вход которого подключен к выходу второго регистра, выход которого соединен с входом первого регистра, управляющие входы второго аналого-цифрового преобразователя, второго регистра и блока сравнения подключены к выходу генератора тактовых импульсов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Жовинский В.Н., Арховский В.Ф. Корреляционные устройства. М., Энергия, IS, с. 138, 2. Авторское свидетельство СССР № 1 22610, кл. G Об F 15/336, 1972 (прототип).

y. /

Фуг.

У

ф(/(.3