Коррелятор

 

Изобретение относится к цифровой электроизмерительной технике и предназначено для аппаратурного определения в масштабе реального времени корреляционных функций случайных процессов. Цель изобретения - расширение частотного диапазона обрабатываемых сигналов и упрощение устройств. Коррелятор содержит информационные входы 1 и 2, первый и второй дельта-модуляторы 3 и 4. Первый 5 и второй 6 регистры сдвига, первый 7 и второй 8 коммутаторы, первый 9 и второй 10 блоки знаковых умножителей, первый 11 и етсфой 12 распределители импульсов, первый 13 и второй 14 блоки накопителей, блок 15 синх ронизации, первый 16 и второй 17 блоки регистров памяти, первую 18 и вторую 19 группы выходов коррелятора. В изобретении реализуется новая характеристика стохастической связи сигналов, которая также может использоваться традиционно, например для вычисления кросспектра, получения передаточных характеристик систем и т.п. Благодаря высокой точности при значительной простоте ее целесообразно использовать вместо знаковой импуяьсно-кодовой модуляции. 2 э.п. ф-лы, 3 ил., 3 табл. К./ с:

СОЮЗ COSETCKMX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

s G 06 F 15/336

ГОСУДАРСТВЕ ННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4625869/24 (22) 26.12.88 (46) 15.01.92. Бюл. N 2 (72) О.Р.Пристайко, А.В,Тимченко и С.И.Бобало (53) 681.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N- 1339584, кл. G 06 F 15/336, 1986 (54)КОРРЕЛЯТОР (57) Изобретение относится к цифровой злектроизмерительной технике и предназначено для аппаратурного определения в масштабе реального времени корреляционных функций случайных процессов. Цель изобретения — расширение частотного диапазона обрабатываемых сигналов и упрощение устройств. Коррелятор содержит информационные входы 1 и 2, первый и вто„„БЫ „„1705835 А1 рой дельта-модуляторы 3 и 4, Первый 5 и второй 6 регистры сдвига, первый 7 и второй

8 коммутаторы, первый 9 и второй 10 блоки знаковых умножителей, первый 11 и второй

12 распределители импульсов, первый 13 и второй 14 блоки накопителей. блок 15 синх ронизации, первый 16 и второй 17 блоки регистров памяти, первую 18 и вторую 19 группы выходов коррелятора. В изобретении реализуется новая характеристика стохастической связи сигналов, которая также может использоваться традиционно, например для вычисления кросспектра, получения передаточных характеристик систем и

° т.п. Благодаря высокой точности при значительной простоте ее целесообразно использовать вместо знаковой импульсно-кодовой модуляции, 2 э.п. ф-лы, 3 ил., 3 табл.

1705835 ственно

10 (3) Изобретение относится к цифровой электроизмерительной технике и предназначено для аппаратурного определения в масштабе реального времени корреляционных функций случайных процессов.

Цель изобретения — расширение частотного диапазона обрабатываемых сигналов и упрощение устройства.

На фиг.1 изображена структурная схема коррелятора; на фиг,2 — схема блока знаковых умножителей; на фиг,3 — схема блока накопителей, Коррелятор содержит первый 1 и второй

2 информационные входы, первый 3 и второй 4 знаковые дельта-модуляторы, первый

5 и второй 6 регистры сдвига. первый 7 и второй 8 коммутаторы, первый 9 и второй 10 блоки знаковых умножителей, первый 11 и второй 12 распределители импульсов, первый 13 и второй 14 блоки накопителей, блок

15 синхронизации, первый 16 и второй 17 блоки регистров памяти, первую 18 и вторую 19 группы выходов коррелятора.

Блок знаковых умножителей 9 (10) состоит из четырех элементов И 20-23 и двух элементов ИЛИ 24 и 25.

Блок накопителей 13 (14) выполнен на реверсивных счетчиках 26.

В корреляторе реализуется новая характеристика стохастической связи сигналов, которая может быть использована и традиционно. Благодаря высокой точности при значительной простоте ее целесообразно использовать вместо знаковой импульсно-кодовой модуляции.

Реализуется следующий алгоритм вычисления кросскорреляционной функции к двух входных сигналов х(т) и y(t)

N m (m) =Z ФФт (1)

1 для положительных сдвигов пи(0,1..„. P), и

N-Imj (m) = ; dfх) d(Y$ (2) для отрицательных сдвигов mg-P... 1).

8 (1) и (2) {dg ")) и {бк(" ) /de 1 |. {-1,0,1) являются знаковыми дельта-кодовыми последовательностями входных сигналов x(t) и

y(t) и формируются по правилу: (1, xi — xi — 1 e

di1 = ";О,— E < х — xi — g(я (,-1,xi — xi-q < — e

1. у — yi — 1 е

di"- О,— е < yi — у — i(e ()

-1,у; — у — „(— F. где i = 1ЛМ;

N = ENT(0/T), 15

0 и Т вЂ” интервал реализации и частота

-1 дискретизации входных сигналов соответ{х ), {у;) — отсчеты входных сигналов.

Алгоритм (3) предусматривает запоминание текущих отсчетов входных сигналов на время Т = 1/T формирование раэност-i ных сигналов /х = х -х -1 и l = yi-yi-i. ux сравнение с соответствующими порогами

E и — c, определяющими разрешающую способность метода.

Коды {di() несут информацию о знаке разности между текущими и задержанными отсчетами входных сигналов и позволяют выявить характер изменения последних, Появление положительной единицы в знаковой дельта-кодовой последовательности свидетельствует о росте входного сигнала; отрицательной — о спаде входного сигнала; нуля — о постоянстве входного сигнала в пределах выбранного разностного окна

{ — e, e } Таким образом, знаковые дельтамодулированные сигналы не несут какойлибо количественной информации о величине входного сигнала, а указывают лишь на его характер изменения (поведение). Поэтому согласно теории информации частота следования знаковых дельта-модулированных сигналов может быть равна частоте Найквиста.

Перемножение знаковых дельта-кодов осуществляется в соответствии с табл.1.

Таким образом, в алгоритмах (1) и (2) оперируют знаками приростов. а не отсчетами входных сигналов, что имело место в корреляторах с импульсно-кодовой модуляцией, или взаимосвязанными шагами квантования как при линейной дельта-модуляции.

Приведенный алгоритм реализуется в предлагаемом устройстве следующим образом.

Входные сигналы x(t) и у(с) с входов 1 и

2 коррелятора поступают на информационные входы первого 3 и второго 4 дельта-модуляторов. С помощью тактовых импульсов, поступающих с первого выхода блока 15 синхронизации, в модуляторах 3 и 4 осуществляется преобразование аналоговых сигналов в знаковые цельта-кодовые последовательности {б ), {0 У) согласно алгоритму (3). При этом троичные дельта-кодовые символы d> преобразуются в двухраэрядные двоичные кодовые слова в соответствии с табл.2.

Знаковые дельта-кодовые последовательности {В(")) с выхода первого дельта-модулятора 3 поступают на информационный вход первого регистра 5 сдвига, второй вход второго блока 10 знаковых умножителей и

1705835 через первый коммутатор 7 на первый вход первого блока 9 знаковых умножителей.

Дельта-кодовые последовательности (В " ) с выхода второго дельта-модулятора 4 поступают на информационный вход второго регистра 6 сдвига и второй вход первого блока 9, знаковых умножителей. Под действием переднего фронта каждого импульса, поступающего с первого выхода блока 15 синхронизации, в регистрах 5 и 6 сдвига осуществляется сдвиг двухразрядных двоичных последовательностей. Число выходов (разрядность) блоков 5 и 6 равно числу сдвигов корреляционной функции одной полярности P. Сигналы с выходов первого 5 и второго 6 регистров сдвига через первый 7 и второй 8 коммутаторы поступают на первые входы первого 9 и второго 10 блоков знаковых умножителей.

Блоки 9 и 10 знаковых умножителей осуществляют поразрядные перемножения дельта-кодовых сигналов, присутствующих на их входах.

Работе блоков 9 и 10 соответствует табл.3.

Сигналы с выходов блоков 9 и 10 знаковых умножителей в виде параллельных двухразрядных кодов (см. табл.3) через распределители 11 и 12 импульсов, работающие по сигналам с вторых выходов блока 15 синхронизации, синхронно с коммутаторами 7 и 8 поступают на входы блоков 13 и 14 накопителей. Блоки 13 и 14 накопителей, реализованные на реверсивных счетчиках

26 (фиг.3), осуществляют накопление результатов перемножения (производят реверсивный счет соответствующих импульсов).

В конце интервала реализации 0 по фронту сигнала, поступающего с третьего выхода блока 15 синхронизации, происходит запись значений корреляционной функции с выходов блоков 13 и 14 в блоки 16 и

17 регистров памяти, что необходимо для оперативного хранения данных. На выходах первого 16 и второго 17 блоков регистров памяти; являющихся первой 18 и второй 19 группой выходов коррелятора, формируется значение корреляционной функции для положительных и отрицательных сдвигов соответственно. Работа устройства на последующих интервалах происходит анаЛОГИЧНО, Формула изобретения

1. Коррелятор, содержащий два дельтамодулятора, два регистра сдвига, два коммутатора. два распределителя импульсов, два блока накопителей, блок синхронизации, два блока регистров памяти, информационные входы дельта-модулятора являются соответствующими информацион5

55 ными входами коррелятора, выходы дельтакодовой последовательности первого и второго дельта-модуляторов соединены с информационными входами одноименных регистров сдвига соответственно, тактовые входы которых соединены с тактовыми входами обоих дельта-модуляторов и подключены к первому выходу блока синхронизации. второй выход которого подключен к тактовым входам обоих распределителей импульсов и управляющим входам обоих коммутаторов. группы выходов первого и второго распределителей импульсов подключены к соответствующим группам входов первого и второго блоков накопителей соответственно, группа выходов первого регистра сдвига соединена с группой соответствующих информационных входов первого коммутатора, информационный вход первого коммутатора соединен с выходом дельта-кодовой последовательности первого дельта-модулятора, выходы второго регистра сдвига соединены с соответствующими информационными входами второго коммутатора, выходы первого и второго блоков накопителей соединены с соответствующими информационными входами первого и второго блоков регистров памяти соответственно, тактовые входы которых объединены и подключены к третьему выходу блока синхронизации, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью расширения частотного диапазона обрабатываемых сигналов и упрощения устройства, в него введены два блока знаковых умножителей. причем первые входы первого и второго блоков знаковых умножителей соединены соответственно с выходами первого и второго коммутаторов, выходы дельта-кодовой последовательности первого и второго дельта-модуляторов соединены с вторыми входами второго и первого блоков знаковых умножителей соответственно, выходы котсрых подключены к информационным входам второго и первого распределителей импульсов соответственно, выходы первого блока регистров памяти являются группой выходов для положительных сдвигов коррелятора, выходы второго блока регистров памяти являются группой выходов для отрицательных сдвигов коррелятора, а дельта-модуляторы выполнены знаковымии.

2, Коррелятор по п.1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что блок знаковых умножителей содержит четыре элемента И и два элемента

ИЛИ, причем выходы nepeoro и второго элементов ИЛИ образуют выходы блока, первые входы первого и второго элементов И подключены к старшему разряду первого входа блока, первые входы третьего и чет1705835

Таблица 1

Таблица 2

Таблица 3 вертого элементов И подключены к младшему разряду первого входа блока. вторые входы первого и четвертого элементов И подключены к старшему разряду второго входа блока, вторые входы второго и третьего элементов И вЂ” к младшему разряду второго входа блока, выходы первого и третьего элементов И соединены соответственно с первым и вторым входами первого элемента

ИЛИ, выходы второго и четвертого элемента

И соединены соответственно с входами второго элемента ИЛИ.

3. Коррелятор по п.1, отличающийся тем, что первый и второй блоки накопителей

5 содержат группу реверсивных счетчиков, выходы которых являются группой выходов блоков накопителей, входы сложения и вычитания реверсивных счетчиков группы являются соответствующими входами группы

10 блоков накопителей.

Eйюл у

7®

/&ану м(ф

Юлил у ф3)

Фиг. 2

° ° ° ф /?З

Составитель В,орлов

Редактор Л.Пчолинская Техред М.Моргентал Корректор Т. Палий ю

Заказ 194 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва. Ж-35, Раушская наб.; 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101