Знаковый коррелятор

 

Изобретение относится к области вычислительной техники, в частности к области некогерентного приема амплитуднои частотно-манипулированных сигналов, и может быть использовано при проектировании на элементах цифровой техники корреляционных приемников амплитуднои частотно-манипулированных сигналов (с пассивной и активной паузой). Цель изобретения - повьшение надежности работы. Цель достигается за счет введения в коррелятор генератора прямоугольных импульсов и двух каналов обработки сигналов, которые имеют сложную структуру . Коррелятор обладает более простым аппаратурным решением. 1 ил. а (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

0 А1 (19) (11) (51) 4 С 06 F 15 336

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3920124/24-24

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (22) 01. 07 ° 85 (46) 15.11.87. Бюл. Р 42 (7 2) В. Н. Детков, Л.M. Журавлева и Г.И.Сычев. (53) 681. 3(088. 8) (56) Мирский Г. Я. Аппаратурное определение характеристик случайных процессов. M. Энергия, 1967, с. 310.

Пестряков В.Б. Шумоподобные сигналы в системах передачи информации.

М.: Советское радио. 1973, с. 35-39, рис. 2, 3, 7.

Авторское свидетельство СССР

)) 1024933, кл. G 06 F 15/336, 1981. (54) ЗНАКОВЫЙ КОРРЕЛЯТОР (57) Изобретение относится к области вычислительной техники, в частности к области некогерентного приема амплитудно- и частотно-манипулированных сигналов, и может быть использовано при проектировании на элементах цифровой техники корреляционных приемников амплитудно- и частотно-манипулиреванных сигналов (с пассивной и активной паузой). Цель изобретения— повышение надежности работы. Цель достигается за счет введения в коррелятор генератора прямоугольных импульсов и двух каналов обработки сигналов, которые имеют сложную струк. туру. Коррелятор обладает более прос- ® тым аппаратурным решением. 1 ил.

1 13525

Изобретение относится к некогерентному приему амплитудно- и частотно-манипулированных сигналов и может быть использовано при проектировании

5 на элементах цифровой техники корреляционных приемников амплитудно- и частотно-манипулированных сигналов (с пассивной и активной паузой).

Цель изобретения — повышение надежности работы.

На чертеже изображена структурная схема коррелятора.

Ф

Знаковый коррелятор содержит усилитель-ограничитель 1, генераторы

2 и 3 прямоугольных импульсов, четыре канала 4-1, 4-2, 4-3, 4-4 обработки сигналов, элемент ИЛИ 5, элемент

НЕ 6, элементы И 7-8, реверсивный счетчик 9, генератор 10 тактовых импульсов, кольцевой распределитель 11 импульсов и элемент ИЛИ-НЕ 12. Каждый канал обработки содержит элементы

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 13-15, П-триггер 16 ° 25 элемент HE 17, элементы И 18-20 и реверсивный счетчик 21, информационный вход 22, установленный вход 23, выход 24.

Коррелятор работает следующим дб образом.

Входной анализируемый сигнал поступает на вход 22 устройства, откуда поступает на вход усилителя-ограничителя 1, который обеспечивает выде35 ление знаковой функции входного сигнала на выходе усилителя-ограничителя

1, причем положительному значению входного сигнала на выходе усилителя-ограничителя 1 соответствует еди40 ничный логический сигнал, а отрицательному и нулевому значению сигнала соответствует нулевой логический сигнал на выходе усилителя-ограничителя 1.

Генератор 2 вырабатывает прямо- угольные импульсы со скважностью равной 2 и сдвинутые друг относительно друга на 90 . Аналогичные сигналы, 50 но только с частотой повторения Г2, формирует на своих выходах генератор 3. Сигналы на выходах генераторов 2 и 3 имеют нулевой и единичный логические уровни.

Сигнал Х с выхода усилителя-огра55 ничителя 1 поступает на первые входы элементов 13 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ в каждом канале.

00 2

На вторые входы этих элементов подаются с выходов генераторов 2 и 3, соответственно сигналы YI Y"I Y2 и Y 2.

В результате на выходе элемента 13 первого канала 4-1 формируется функция несовпадения знаков сигналов

Х и YI на выходе элемента 13 второго канала 4-2 формируется функция несовпадения знаков сигналов Х и Y I a на выходах элементов 13 третьего 4-3. и четвертого 4-4 каналов формируются соответственно функции несовпадения сигналов Х и У2 и сигналов Х и У 2.

На вход ?3 коррелятора поступают короткие импульсы сигнала установки, которые обеспечивают начало нового цикла работы. Под действием этого импульса реверсивные счетсики 9 и 21 устанавливаются в исходное (нулевое) состояние, в распределителе 11 импульсов в первом рязряде устанавливается "единица", а в остальных пяти разрядах — "нули".

После окончания сигнала установки

"единица" в .распределителе 11 импульсов начинает продвигаться по кольцу под действием импульсов, поступающих íà его тактовый — вход с выхода генератора 10.

Импульсы с выходов первого и второго разрядов распределителя 11 импульсов через элемент ИЛИ-НЕ 12 поступают на третьи входы элементов

И 7 и 8, и на первый входы элементов

И 18 и 19 каждого канала обработки и удерживают эти элементы закрытыми по этим входам. Импульсы с выходов третьего, четвертого, пятого и шестого разрядов распределителя 11 импульсов поступают на вторые входы элементов

И 20 соответственно первого, второго, третьего и четвертого каналов обработки, открывая эти элементы для прохождения через них сигнала с выходов элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 15 на входы элемента ИЛИ 5, а через него и элемент НЕ 6 — на вторые входы элементов И 7 и 8, на первые входы которых поступают с выхода генератора 19.

За время действия импульса на втором входе каждого элемента И 20 каналов обработки в зависимости от уровня сигнала (единица ипи нуль) на его первом входе, соответственно на вход суммирования или вычитания реверсивного счетчика 9 через открытый по двух входам (второй и третий) 1352500 элемент И 7 или И 8 поступает один импульс с выхода генератора 10.

При перезаписи единицы" во второй разряд распределителя 11 импульсов с выхода его второго разряда на тактовые С-входы D-триггеров 16 поступает один тактовый импульс ° Под действием переднего фронта этого импульса, сигналы на выходах D-триггеров 16 принимают значения функций несовпадения знаков сигналов, которые действуют в эти моменты времени. на входах соответствующих элементов 13 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ

ИЛИ. Сигналы на выходах элементов НЕ

17 будут инверсными по отношению к сигналам на выходах D-триггеров 16 соответствующих каналов обработки.

Если в момент поступления импульса на тактовый С-вход D-триггера 16 сигналы на входах соответствующего элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕГО ИЛИ 13 имеют одинаковые логические уровни (знаки), то на его выходе и выходе D-триггера

16 установятся нулевые логические уровни, а на выходе элемента НЕ 17 единичный логический уровень. Поэтому импульс положительной полярности, формируемой на выходе элемента ИЛИ-НЕ

12 и равной по длительности четырем периодам следования импульсов генератора 10 (с третьего по шестой периоды), проходит через элемент И 18 на вход суммирования счетчика 21. В случае несовпадения знаков сигналов на входах элемента 13 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, этот импульс поступает через элемент ч

И 19 на вход вычитания счетчика 21.

Срабатывание счетчика происходит по заднему фронту данного импульса, т.е. срабатывание производится в момент перезаписи "единицы" в распределителе 11 импульсов из шестого разряда в первый. Таким образом, за время между двумя импульсами сигнала установки, в счетчике 21 первого 4-1 и третьего 4-3 каналов обработки, формируются оценки действительных частей обобщенных коэффициентов знаковой взаимной корреляции между входным сигналом Х и сигналами У1 и У2, которые формируют генераторы 2 и 3 на частотах Г1 и Г2. Соответственно в счетчиках 21 второго 4-2 и четвертого 4-4 каналов обработки формируются оценки мнимых частей обобщенных коэффициентов знаковой взаимной кор" реляции между входным сигналом Х и соответствующими сигналами Y 1 иY 2.

Процесс вычисления и сложения модулей действительной и мнимой частей обобщенного коэффициента знаковой взаимной корреляции входного сигнала и опорных сигналов, формируемых генератором 2, процесс вычисления и сложения модулей действительной и мнимой частей обобщенного коэффициента знаковой взаимной корреляции входного сигнала Х и опорных сигна-: лов, генерируемых генератором 3 и вычитание полученных при этом второй суммы из первой, производится в реверсивном счетчике 9.

Нулевой логический уровень сигнала на выходе старшего разряда счетчика 21 означает, что в остальных разрядах этого счетчика в прямом коде записано положительное число, а единичный логический уровень — отрицательное число в дополнительном коде. Возможны три случая: число, записанное в счетчике 21, положительное; число, записанное в счетчике 21, отрицательное; число, записанное в счетчике 21, равно нулю.

Сигнал на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 15 каналов обработки

4-3 и 4-4 является суммой по модулю 2 сигналов, действующих на выходе

D-триггера 18 и на выходах "Заем" и старшего разряда счетчика 21 соответствующих каналов обработки (4-3 и 4-4). а сигнал на выходе элемента

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 15 каналов обработки

4-1 и 4-2 является инверсным значени-,. ем суммы по модулю 2 сигналов, действующих на выходе D-триггера 16 и на выходах "Заем" и старшего разряда счетчика 21, соответствующих каналов обработки. так как в первом случае первый вход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ

14 подключен к входу элемента НЕ 17, а во втором случае — к его выходу.

Для каналов обработки 4-1 и 4-2 уровень сигнала на.выходе элемента

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 15 во время действия импульса на одном из счетных входов счетчика 21 имеет единичный логический уровень, если модуль числа в соответствующем счетчике 21 увеличивается и — нулевой логический уровень, если модуль числа в соответствующем счетчике 21 уменьшается. Для каналов обработки 4-3 и 4-4 сигнал на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 15 будет иметь нулевой логический уровень при увеличении модуля числа в счетчике

5 13

21 и единичный логический уровень при уменьшении модуля числа в счетчике

21. Если за время одного такта работы генератора 10 сигнал на первом входе элемента И 20 (выход элемента

15), открытого по второму входу сигналом единичного логического уровня, поступающего с выхода распределителя

11 импульсов, будет иметь единичный логйческий уровень то элемент И 7 будет открыт по двум входам, и через него на вход суммирования счетчика поступит один импульс с выхода генератора 10. Если уровень сигнала на первом входе элемента И 20 будет нулевой, то будет открыт по двум входам элемент И 8 и импульс с выхода генератора 10 поступит на вход вычитания счетчика 9. При поступлении на вход

23 сигнала установки, счетчики 9 и

21 устанавливаются в исходное состояние (во всех разрядах записаны

"нули"), а в первый разряд распределителя импульсов 11 записывается

"единица".

Если в счетчике 21 первого канала обработки будет записываться положительное число (число импульсов, поступающих на вход вычитания этого . счетчика меньше числа импульсов, поступающих на вход суммирования), то количество импульсов, поступающих на входы суммирования и вычитания счетчика 21 будет равно количеству импульсов, поступающих на соответствующие входы счетчика 9 в моменты времени, когда элемент И. 20 данного канала обработки открывается импульсом . с выхода распределителя 11 импульсов.

Таким образом, если бы за один цикл работы распределителя 11 импульсов импульс с его выхода поступал бы на второй вход элемента И 20 только первого канала 4-1 обработки, а на первые входы элементов И 7 и 8 только в момент действия этого импульса поступал тактовый импульс с выхода генератора 10, то в счетчике 21 первого канала 4-1 обработки и в счетчике 9

1 будут записаны одинаковые положительные числа.

Для правильной работы коррелятора необходимо, чтобы число разрядов в счетчике 9 и в счетчиках 21 каналов обработки удовлетворяло неравенству м-1 Т

2 >

Э о

52500

6 где Т вЂ” период следования импульсов сигнала готовности; — период следования импульсов на выходе элемента ИЛИ-HF 12, 5. разряда реверсивного счетчика соеди нен с первым входом второго элемента

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, вторые входы элементов И обоих каналов обработки сигнала объединены, входы начальной установки реверсивных счетчиков объединены и являются установочным входом коррелятора, второй вход перЗ5 вого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ первого канала обработки сигнала и второй

45

55

Формула изобретения

Знаковый коррелятор, содержащий усилитель-ограничитель, вход которого является информационным входом коррелятора, первый генератор прямоугольных импульсов, генератор тактовых импульсов, два канала обработки сигнала, каждый из которых содержит три элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, элемент НЕ, два элемента И и реверсивный счетчик, причем в каждом канале обработки сигнала первый вход первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ подключен к выходу усилителя-ограничителя, входы суммирования и вычитания реверсивного счетчика подключены соответственно к выходам первого и второго элементов И, первые входы которых подключены соответственно к выходу и входу элемента HE выход старшего вход первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ

ИЛИ второго канала обработки сигнала подключены соответственно к первому и второму выходам первого генератора прямоугольных импульсов, о т л и ч аю шийся .тем, что, с целью повышения надежности работы, в него введены второй генератор прямоугольных импульсов, третий и четвертый каналы обработки сигналов, последовательно включенные дополнительные элементы

ИЛИ и НЕ, первый и второй дополнительные элементы И и реверсивный счетчик, входы суммирования и вычита".ия которого подключены соответственно к выходам первого и второго дополнительных элементов И; первые входы которых подключены к выходу генератора тактовых импульсов, вторые входы — подключены соотв ет с тв ечно к входу и выходу дополнительного элемента НЕ, распределитель импульСоставитель Е. Ефимова

Редактор Ю. Середа ТехредМ. Ходанич Корректор А, Тяско

Заказ 5567/49 Тираж 671 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

7 13525 сов, тактовый вход которого подключен к выходу генератора тактовых импульсов, элемент ИЛИ-НЕ, входы которого подключены соответственно к выходам первого и второго разрядов распреде5 лителя импульсов, а во все каналы обработки сигналов введены D-триггер и третий элемент И, причем в каждом канале обработки сигналов выход

D-триггера подключен к входу элемента НЕ, à его D-вход соединен с выходом первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первый вход третьего элемента И подключен к выходу второго элемента

ИСКЛЮЧАКМЦЕЕ ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу третьего элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первый вход которого подключен к выходу Заем реверсивного счетчика, второй вход третьего элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ первого и второго каналов обработки сигналов подключен к выходу элемента

НЕ, а третьего и четвертого каналов обработки сигналов — к входу элемента 26

НЕ, причем первые входы первых элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ третьего и четвертого каналов обработки сигналов подключены к выходу усилителяограничителя, вторые входы первых элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ третьего и

00 8 четвертого каналов подключены соответственно к первому и второму выходам второго генератора прямоугольных импульсов, выходы третьих элементов

И всех каналов обработки сигналов подключены соответственно к входам дополнительного элемента ИЛИ, вторые входы третьих элементов И всех каналов подключены соответственно к выходам третьего, четвертого, пятого и шестого разрядов распределителя импульсов, выход элемента ИЛИ-НЕ подключен к третьим входам первого и второго дополнительных элементов И и к вторым входам первого и второго элементов И всех каналов обработки сигналов, тактовые входы 0-триггеров всех каналов обработки сигналов объединены и подключены к выходу второго разряда распределителя импульсов, вход установки которого соединен с входами установки дополнительного реверсивного счетчика, реверсивных счетчиков третьего и четвертого каналов обработки сигналов и подключен к установочному входу корреллятора выход старшего разряда дополнительного реверсивного счетчика является выхо— дом коррелятора.