Цифровой автокоррелятор

 

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано в системах автоматического управления и контроля, а также в устройствах цифровой обработки сигналов. Цель изобретения - упрощение автокоррелятора. Изобретение позволяет определять требуемые отсчеты автокорреляционньпс функций высокочастотных узкополосных сигналов с асимметричным спектром методом разложения их на квадратурные составляющие . Автокоррелятор содержит генератор 3 опорного напряжения, фазовращатель 4, фильтры нижних частот 1, 6, аналого-цифровые преобразователи 7 и 8, элементы задержки 10, II, 14, блоки умножения 2, 5, 15, 16, 17, 23, 26 и вычитания 18, 20, сумматоры 9, 13, 19, блоки задания констант 21, 24, накапливающие сумматоры 22, 25 и генератор 12 тактовых импульсов. 1 ил. i (Л с ю СХ) о Сдд с

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„12 0387 .

А1 (51) 4 G 06 F )5/336

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОЕРЕТЕНИ ц, Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ЕЭ1;(21) 3843567/24-24 (22) 15.01.85 (46) 30.12.86. Бюл. У 48 ,(72) В.С. Джус, В.И. Зарицкий, В.И. Климченко и Д.И. Леховицкий (53) 681. 32(088.8) (56) Грибанов Ю.И. и др. Автоматические цифровые корреляторы.-M.: Энергия, !971, с. 116, 127-129, 138.

Жовинский В.Н. Корреляционные. устройства. — M. Энергия, 1974, с. 89-95.

Авторское свидетельство СССР

N 862158, кл. G 06 F 15/336, 1980. (54) ЦИФРОВОЙ АВТОКОРРЕЛЯТОР (57) Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано в системах автоматического управления и контроля, а также в устройствах цифровой обработки сигналов. Цель изобретения упрощение автокоррелятора. Изобретение позволяет определять требуемые отсчеты автокорреляционных функций высокочастотных узкополосных сигналов с асимметричным спектром методом разложения их на квадратурные составляющие. Автокоррелятор содержит генератор 3 опорного напряжения, фазовращатель 4, фильтры нижних частот l, 6, аналого-цифровые преобразователи 7 и 8, элементы задержки

10, 11 14, блоки умножения 2, 5, 15, 16, 17, 23, 26 и вычитания 18, 20, сумматоры 9, 13, 19, блоки задания констант 2), 24, накапливающие сумматоры 22, 25 и генератор 12 так товых импульсов. 1 ил.

0387

1 128

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в системах автоматического управления и контроля, а также в устройствах цифровой обработки сигналон.

Цель изобретения — упрощения автокоррелятора.

На чертеже изображена структурная схема цифрового автокоррелятора.

Цифровой автокоррелятор содержит первый фильтр I нижних частот (ФНЧ), первый блок 2 умножения, генератор

3 опорного напряжения, фазонращатель

4, второй блок 5 умножения, второй

ФНЧ 6, первый 7 и второй 8 аналогоцифровые преобразователи (АЦП), второй сумматор 9, первый 10 и второй

11 элементы задержки, генератор 12 тактовых импульсов, первый сумматор

13, третий элемент 14 задержки, седь мой 15, четвертый 16 и третий 17 блоки умножения, первый блок 18 вь|читания, третий сумматор 19, второй блок

20 вычитания, первый блок 21 задания констант, первый накапливающий сумматор 22, пятый блок 23 умножения, второй блок 24 задания констант, второй накапливающий сумматор 25, шестой блок 26 умножения, вход 27 и выход 28.

Автокоррелятор работает следующим образом.

На первые входы блоков 2 и 5 умно. жения подается входной узкополосный сигнал с асимметричным спектром

f (t) =a(t) cos (ы. t+W(t)), а на вторые входы — напряжение с выхода генератора 3 опорного напряже ния в виде. cos yt непосредственно и через фазовращатель 4 н виде sin!0 t.

В результате такого перемножения сигналов и их последующей фильтрации на выходе ФНЧ 1 и 6 получают сигналы н виде квадратурных составляющих

f (t) f (t)ños(1 (t) и Е(Е) =Е(Е)зхпЧ(Е), представляющие собой соответственно действительную и мнимую части комплексной функции высокочастотного узкополосного сигнала. Этч сигналы, преобраэонанные с помощью АЦП 7 и 8 н цифровую форму поступают на входы элементов 10 и 11 задержки, в которых задерживаются на требуемую величину hk. Далее задержанные и незадер)канные оцифрованные значения квадратурных составляющих входного процесса f(t) перемножаются в соответствии с правилами умножения комплексных величин. В сумматоре 9 производится сложение незадержанных сигналов

f (kt) и f (t)s . Полученная сумма

5 )сигналов f (Ьt), +f (st)s с выхода сумматора 9 поступает на вход элемента

14 задержки с дискретным временем задержки bk на выходе которого формируется задержанная сумма

t0 f (gt-я1 ) +f (at-gk)<

Задержанная и незадержанная суммы квадратурных составляющих f(it) и

f (b t)< перемножаются в блоке 15 умножения следующим образом:

Pf (d t)c +f (Ь t),) jf (Ь t-Zk)c +f (Ь t

-gk)gj =М (1)

С помощью блоков 16 и !7 умножения производится вычисление двух пРоизвеДений f (Ь ) f (a t-)lk)S и

f (Я (.) f (n t-Ь1) соответственно, которые затем поступают на входы блока

18 вычитания сумматора 19.

На выходе блока 18 вычитания формируется разность вида:

$f (t) f (t-Ь1<),) -g f (ät), ° f (ЬЕМ1 (2) которая представляет собой мнимую часть произведения двух комплексных величин.

На выходе сумматора 19 формируется сумма вида: (((at)t f (at-лк)Д +(((ьг) ((at—

-14) (3) которая затем поступает на вход

35 блока 20 вычитания.

С помощью блока 20 из ранее полученной суммы М, по выражению (1) вы- читается сумма (3), н результате этого получается требуемое значение действительной части произведения днух комплексных величин:

М-(f (a t)s f (s t-ь1с), +f (at) f (ье-Ьk)s f (аt), - f (ьt--ьК), +f (ь t) f (Лt-ь k), (4)

Полученные таким образом действительная (4) и мнимая (2) части произведения двух комплексных неличин накапливаются и усредняются соответ5р ственно в накапливающих сумматорах

22 и 25. Окончательная оценка требуемого k-ro отсчета функции антокорреляции формируется на выходе сумматора 13, входами которого являются

55 действительные и мнимые асти произведения комплексных величин, взвешенные соответственно в .оках 23 и

26 умножения константами соз ау1с и

sinM,gk, хранимыми в блоках задания

1280387 констант 21 и 24. Оценка требуемого

k-го отсчета автокорреляционной функции случайного узкополосного сигнала длительностью N дискретных отсчетов в цифровом автокорреляторе определения выражением: л

У(1)= —:.К If(iat) f(i t-1), +

N С

1 Ф

+f (i3t)< f (ip t — А 1с) ) cashed 41с+—

1=4

ff (iь ), f (ipt-д1с), -f (i t), f (1д t-ak)zl sin rJ,bk.

Для организации синхронной работы отдельных блоков в цифровом автокорреляторе и вычисления оценки требуемого отсчета автокорреияционной функции в соответствии с выражениями (1) †(5) используется генератор 12 тактовых импульсов. формула изобретения ка умножения.

Составитель Е. Ефимова

Редактор Л. Пчелинская Техред Л.Олейник Корректор С. Черни

Заказ 7051/42 Тираж 671

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное Ф

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Цифровой автокоррелятор, содержащий семь блоков умножения, фазовращатель, генератор опорного напряжения, два фильтра нижних частот, два аналого-цифровых преобразователя, два блока задания констант, два накапливающих сумматора, два элемента задержки, первый блок вычитания, два сумматора и генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с тактовыми входами обоих аналого-цифровых преобразователей, первые входы первого и второго блоков умножения являются информационным входом автокоррелятора, выход генератора опорного напряжения соединен с вторым входом первого блока умножения и через фазовращатель — с вторым входом второго блока умножения, выходы первого и второго блоков умножения через первый и второй фильтры нижних частот соответственно соединены с информационными входами первого и второго аналого-цифровых преобразователей соответственно, выход первого аналого-цифрового преобразователя

5 !

О

45 соединен с первым входом третьего блока умножения и через первый элемент задержки — с первым входом четвертого блока умножения, второй вход которого соединен с выходом второго аналого-цифрового преобразователя и через второй элемент задержки — с вторым входом третьего блока умножения, выходы первого и второго блоков задания констант соединены соответственно с первыми входами пятого и шестого блоков умножения, вторые входы которых соединены с выходами первого и второго накапливающих сумматоров соответственно, выходы третьего и четвертого блоков умножения соединены с первым и вторым входами первого блока вычитания соответственно, выход которого соединен с входом второго накапливающего сумматора, выходы пятого и шестого блоков умножения соединены с первым и вторым входом первого сумматора соответственно, выход которого является выходом автокоррелятора, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения устройства, в него введены третий элемент задержки, второй блок вычитания и третий сумме— тор первый и второй входы второго сумматора соединены с выходами первого и второго аналого-цифровых преобразователей соответственно, выход второго сумматора соединен с первым входом седьмого блока умножения и через третий элемент задержки — с вторым входом седьмого блока умножения, выход которого соединен с первым входом второго блока вычитания, второй вход которого соединен с выходом третьего сумматора, выход второго блока вычитания соединен с вхо- дом первого накапливающего сумматора, выход четвертого блока умножения соединен с первым входом третьего сумматора, второй вход которого соединен с выходом третьего бло