Устройство для определения временного положения центра импульсного сигнала

 

СОНИ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН щ)g 0 01 R 27/28

ОПИСАНЙЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H A8 "ÎÐCÈ0ÌÚ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕНИЦЙ HGMNTET

flQ ИЗОБРЕТЕНИЯ 4 И ОТНРЬПИЯМ

f!PH ГКНТ СССР (21) 47014/2/; (22) 06.06,89 (46) 23,05,9). Би-, 1" I9 (/2) Е.Vi.&еренштейн (53) 621,3 .7.75, 088.8) (56) Авторское св;.детельство СССР

Р 13688)9., кл. С О{ R 29/02, !986

Lucafn. .ng cen< ег vf band 1 imited

pulse. using 8а nplid сemplate match ing, p гэс ° 1ЕЕ, 8 :até .-з ссоп Rag, Conf, апо Совпав, Ec<;nnmó, "-lemson, 1976Ä. р.333-3 4, (54) УСТРОЙСТВй ДП". ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВРЕ ЯНЦ0 0 (1Г)) 07+7 11Я ЦЕЯlРд ИЯДт1gb0j- 01 Q

СИГНАЛА (57) . .. .зобрете:; Не может быть исполь„„ЯЦ„„1651244 А ) зовано при поверке и настройке радиоэлектронных устройств. Цель изобретения — расширение класса обрабатываемых сигналов — достигается путем исключения ограничения на вид сигнала, так как не используется эталонньй сигнал, а также возможности работы с симметричными сигналами в условиях зоздействия некоррелированньж помех. Для этого в устройство, содержащее накопитель 1 значений входного сигнала и коррелятор 2, введены счетчик 5 импульсов и блок 3 определения максимального значения, при этом для управления всеми блоками устройства вводится синхронизатор 4.

1 з.п. Ь-лы. 5 ил.

1651244

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для определения временного положения центра импульсного сигнала симметрич"

5 ной формы в случаях, когда возможен прием как полезного сигнала, так и прием смеси, состоящей из полезного сигнала и шума (помехи).

Цель изобретения — расширение класса обрабатываемых сигналов, эа счет исключения ограничения на вид сигнала в связи с тем, что не используется эталонный сигнал, а также возможности работы с сигналами в условиях воздействия некоррелированных помех, На фиг. 1 представлена структурная схема устройства, на фиг.2 — функциональная схема накопителя значений сигнала, на фиг.3 — функциональная схема синхронизатора, на фиг.4— функциональная схема коррелятора, на фиг.5 — временные диаграммы, поясняющие работу синхронизатора.

Устройство (фиг. 1) содержит накопитель 1 значений принимаемого сигнала, вход которого является входом устройства, коррелятор 2, блок 3 поиска максимума, выход которого является выходом устройства, синхронизатор 4 и счетчик 5 импульсов. Ин1 формационные входы коррелятора 2 соединены с соответствующими выходами накопителя 1.

Накопитель 1 значений принимаемо35 го сигнала содержит (фиг. 2) два формирователя 6 и 7, М-2 первых элементов 8 задержки и М-1 вторых элементов 9 задержки соединенных по1

40 следовательно и подключенных соответственно к второму и первому выходам формирователя 6, М-1 элементов

ИЛИ. 10, первые входы которых объединены и подключены к первому выходу (А) синхронизатора 4 и являются входом "Сброс" накопителя, вторые входы соединены с входами соответствующих вторых элементов 9 задержки, элемент ИЛИ 11, первый вход которого подключен к выходу формирователя 7, 50

II второй вход — к входу "Сброс накопителя, а третий вход — к выходу М элемента 9 задержки. Регистр сдвига, включающий М поразрядно соединенных между собой К-разрядных ячеек 12, 55 причем вход первой ячейки является информационным входом накопителя.

Вход записи первой ячейки 12 подключен к второму Выходу формирователя 7, входы записи ячеек с второй по M-1 соответственно подключены к выходам элементов 8 задержки с M-2 по первый, вход записи М ячейки 12„ подключен к второму выходу формирователя 6, Вход синхронизации первой ячейки 12 подключен к выходу элемента ИЛИ 11, а ячеек 12 с второй по М-й соответственно соединены с выходами элементов ИЛИ 10 с М-1 по первый. Входы управления ячеек 12 подключены к шине "Лог. 1" 13, а их выходы являются выходами накопителя.

Вход формирователя 7 является входом

"Запись". накопителя и подключен к второму выходу синхронизатора 4, а выход формирователя 6 подключен к третьему выходу синхронизатора 4 и является входом "Сдвиг" регистра 1.

Синхронизатор 4 (фиг. 3) включает последовательно соединенные генератор 14 импульсов и элементы 1518 задержки, последовательно соединенные элементы 19 и 20 задержки, последовательно соединенные элемент

21 задержки, счетчик 22, выход которого подключен к ждущему генератору

23, входу элемента 21 задержки, инвертору 24 (элемент НЕ), последовательно соединенного с элементом И 25, второй вход которого подключен к выходу элемента 18 задержки. Выход ждущего генератора 23 подключен к входу элемента ИЛИ 26, входу элементов 19, 27 задержки, счетному входу второго счетчика 28 импульсов, вход сброса которого подключен к выходу элемента 29 задержки, вход которого

1соединен с входом элемента И 30 и выходом инвертора 31, включенного последовательно с счетчиком 28 импульсов. Второй вход элемента И 30 подключен к выходу элемента 27 задержки, а выход — к входу ждущего генератора 23.

Коррелятор (фиг. 4) включает М/2 умножителей 32, выходы которых подключены к входам сумматбра 33, вход которого через элемент 34 задержки, подключен к входу синхронизации коррелятора, соединенному также с входами синхронизации умножителей, входы умножителей с 1 по М/2 соответственно подключены к информационным входам с М по М/2 + 1, а их вторые входы — к информационным входам с 1 по М/2 соответственно.

5 1б

Полный цикл работы устройства состоит из двух тактов: такт I — прием информации, такт II — обработка информации. Цикл работы устройства на -;инается с выдачи импульса с выхода

А синхронизатора 4 на вход "Сброс" регистра 1 и на вход сброса (обнуления) счетчика 5 импульсов. После приема импульса на вход "Сброс" регистра 1 в ячейки этого регистра с первой по М заносятся К-разрядные двоьчные слова, все разряды слов равнь, нулю. Значения кода на выходах с первого по М регистра соответствуют словам, записанным в 1, 2, 3...М ячейки этого регистра. Одновременно со сбросом регистра 1 происходит обнуление счетчика 5 импульсов. Через время t < w шах (;,, t„. ) где

t — время срабатывания регистра по входу Сброс,, с,, — время сброса счетчика 5 импульсов после выдачи импульса с вьхода Л синхронизатора 4 происходит выдача сигнала с. выхода В синхронизатора 4 на вход пЗапись регистра l. При этом происходит прием в первую ячейку регистра К-разрлдпого слова от информационного входа. Значение кода на выходе первой ячейки соответствует принятому слону„ На остальных выходах регистра

1 сохраняются прежние нулевые значения. Через время t после выдачи импульса с BELîöà В синхронизатора (t2 > времени записи в регистр входного слова) с выхода С синхронизатоpG подается сигнал на Вход Сдвиг регистра 1. После получения этого сигнала в И ячейку регистра записывается содержимое (И-1) ячейки, в (М-1) ячейку записывается содержимое (М-2) ячейки и т,д., во вторую ячейку записывается содержимое первой ячейки, которая после этого обнуляется. Через время г. после поступления сигнала на вход "Сдвиг" регистра 1 (t t <@< времени срабатывания регистра 1 по входу Сдвигн) выдается импульс на вход "Запись" регистра 1 с выхода В синхронизатора ° Цикл работы устройства, состоящий из выдачч синхронизатором импульса на вход

"Запись" регистра i, приема информации в 1-ю ячейку регистра, выдачи синхронизатором импульса на вход нСдвигн регистра и сдвига (от ячейки к ячейке) информации в регистре 1, повторяется М/2 раз, После этого этап приема информации завершается. К

51244

40 ла, поданные на входы М/2 и (M/2+1) коррелятора 2. С выходов умножителей

32 произведения подаются на входы сумматора 33. Через время, необходимое для срабатывания умножителя 32, 45 после подачи синхронизирующего сигнала на вход коррелятора 2 этот сигнал поступит на вход синхронизации сумматора 33, на выходе которого будет сформировано значение функции

50 (1). Задержка подачи синхронизирующего сигнала на вход сумматора 33 обеспечивается элементом 34 задержки.

Через время t<, большее времени формирования значения на выходе корре55 лятора 2 после поступления импульса

1 на синхронизирующий вход после формирования импульса с выхода Е синхронизатора 4 на выходе D формируется импульс на вход Y блока 3 поиска

35 этому моменту значения. записанные в ячейки с второй по (M/2+1), соответствуют значениям входного сигнала в моменты времени с первого по M/2.

В ячейки с (M/2+2) по M записаны слова,каждый разряд которых равен нулю.

В первую ячейку также записано слово, все разряды которого равны нулю.

Через время t после приема М/2 импульса на вход Сдвиг" регистра синхронизатор формирует сигналы: с выхода С синхронизатора 4 на вход нСдвиг" регистра 1 и с выхода F синхронизатора 4 на вход счетчика 5 имЧерез время t<< шах(С

), где "с — время срабатывания счетчика 5 по счетному входу после выдачи сигнала с выхсда F синхронизатора 4 происходит формирование синхронизатором с выхода F импульса на синхронизирующий S вход коррелятора, на выходе которого формируется значение Р, равное сумме произведений

М12

P =.К (3„. pQ,, (1) где „- значение сигнала на первом входе умножителя, значение сигнала на втором входе умножителя, Это происходит следующим образом.

С входа синхронизации сигнал поступает на входы умножителей 32, на информац-.онные входы которых подаются коды с выходов регистра 1. При этом на первом умножителе перемножаются числа, поданные на входы 1 и М коррелятора 2 (фиг. 4) на втором — числа

) поданные на входы 2 и (М-1) и т.д., на М/2 умножителе перемножаются чис1651244 максимума. Если значение выхода счетчика 5 импульсов равно (М/2 — 1),т.е. в такте обработки информации в регистре 1 выполнено (М/2-1) сдвигов

5 информации, то на выходе блока 3 поиска максимума будет сформировано то значение выхода счетчика импульсов, которое имело место в момент, когца на выходе коррелятора 2 было наибольшее sa весь цикл работы устройства значение. Через время и (t „м ь времени формирования значения йа выходе блока 3 поиска максимума после подачи сигнала на вход Y блока 3) после выдачи импульса с выхода D синхронизатора 4 на выходе А синхронизатора 4 формируется импульс, подаваемый на вход "Сброс" регистра

1 и на вход обнуления счетчика 5 импульсов. С этого момента начинается новый цикл работы устройства. Реп стр i готов к приему информаЦии.

Остановимся подробнее на работе синхронизатора 4. Цикл работы синхронизатора 4, совпадающий с циклом работы устройства, начинается с формирования генератором 14 импульсов сигнала, который с выхода А синхронизатора 4 поступает на вход "Сброс" регистра 1 и сброса (обнуления) счетчика 5 импульсов. Через время

{t = t g E ) сигнал, сформированный генератором 14 поступает на выход В синхронизатора 4 и далее на вход "Запись" регистра 1. Задержка на время t < обеспечивается элементом

15 задержки через время t< (t

"Запись" ) сигнал генератора 14 пос- 40 тупает на выход С синхронизатора 4 через элемент ИЛИ 26 на вход "Сдвиг" регистра 1. Задержка на время обеспечивается элементом 16 задержки. ерез ape t +t (t tс* 11Юф сумма времен срабатывания счетчика

22 импульсов и элемента НЕ 24) после выдачи сигнала на выход С синхронизатора 4 сигнал генератора 14 через элемент И 25 вновь поступает на выход В синхронизатора 4 и вход элемента 16 задержки. Задержку на время

t +t -обеспечивают элементы 17 и 18 задержки. Этап работы синхронизатора, состоящий в выдаче сигнала на выход  — задержке на время t — вы2. даче сигнала на выход С вЂ” задержке на время t +t повторяется M/2 раэ. (Íà диаграмме фиг,5 показан случай

М = 8), В это время на вьгходе счетчика 22 импульсов сохраняется лог."0" следовательно на выходе элемента НЕ

24 и входе элемента И 25 поддерживается лог. " 1", что обеспечивает прохождение сигнала с выхода элемента

17 задержки через элемент 18 задержки и элемент И 25 к выходу B синхронизатора 4 и входу элемента 16 задержки.

После поступления М/2 импульсов на вход счетчика 22 завершается такт работы синхронизатора 4. На выходе счетчика 22 появляется лог. "1", на выходе элемента НЕ 24, входе элемента И 25 появляется лог. "0", что исключает в дальнейшем прохождение сигналов через элемент И 25 к выходу

В синхронизатора 4. По фронту импульса на выходе счетчика 22 импульсов блоками 23, 27 — 31 формируется последовательность (М/2-1) импульсов, которая поступит через элемент ИЛИ 26 на выход С синхронизатора 4 и на выход F синхронизатора 4 и далее с выхода С вЂ” на вход "Сдвиг" регистра 1 и с выхода Г - на счетный вход счетчика импульсов 5, Передний фронт импульса с выхода счетчика 22 через время t@, необходимое для надежного срабатывания генератора 23., поступит на вход

"Сброс" счетчика 22, после чего произойдет его обнуление. Сигнал с выхода элемента 27 через время t< поступает на выход Е синхронизатора 4 и далее на синхронизирующий вход коррелятора 2. Задержка на время обеспечивается элементом )9 задержки.

Через время t, необходимое для срабатьгвания коррелятора 2, сигнал поступит на выход D синхронизатора 4 и далее на блок 3 поиска максимума.Задержка на время t обеспечивается элементом 20 задержки. Блоки 23, 2731 формируют последовательность (М/Z-1) импульсов, интервал между которыми Равен Ее + + спм» где t гг,1й время срабатывания блока 3 поиска максимума. Время задержки t выбирается так, чтобы при поступлении

М/2 импульса на вход счетчика 22 импульсов лог. 0 на входе элемента

И 30 "опережал" M/2 импульс на другом входе этого элемента. Время задержки t выбирается таким образом, чтобы спад M/2 импульса на входе элемента И 30 "опережал" сброс счетчика 22.

1651244

Через время L „после выдачи (M/2-1) импульса на выход П синхронизатора 4 завершается второй такт работы синхронизатора 4, генератор

5 импульсов 14 формирует новый сигнал на вход А синхронизатора, после чего начинается новый цикл работы устройства.

Рассмотрим подробнее процесс накопления и выдачи принимаемого сигнала в накопителе 1. Информационным входом является вход А, предназна1ченный для приема К-разрядного двоичного сигнала. Входы Ч1, Z Т являются управляющими. Изменение информации в ячейке возможно только в случае, когда на вход V подан сигнал, соответствующий "1". Изменение информации происходит следующим образом. Если на вход 1 подана "1", то при подаче сигнала на вход С, соответствующего "i", в ячейку будет записано число, поданное на вход А этой ячейки, Если на входе 1 — логический 0, то при подаче сигнала на вход С, соответствующего логической единице, в ячейку будет записано число, каждыйг разряд которого равен нулю. формирователь 6 предназначен для того, чтобы при записи информации в ячейку 12 сигнал на вход С поступал тогда, когда на входе 1 установится значение "1".

В режиме Запись" сигнал лог. 11, поданный на вход Запись 7 регистра поступает на вход формирователя

6. С его выходов сигналы поступают на входы 1 и Ся первой ячейки 12, На входы U< всех M ячеек подается 40 постоянно логическая единица. Таким образом, при подаче сигнала "Запись" происходит прием в первую ячейку числа, поданного на информационный вход А регистра 1. Состояние ос- 45 тальных ячеек при этом не изменяется.

При подаче сигнала на вход "Сброс" накопителя 1 этот сигнал через элементы ИЛИ 10 поступает на входы CZ всех ячеек 12. При этом на входе 1 50 каждой ячейки присутствует логический "0". Следовательно, в каждую ячейку записано К-разрядное число, каждый разряд которого равен нулю.

При подаче на вход Сдвиг" накопителя 1 этот сигнал поступит на вход формирователя 6. С второго выхода формирователя 6 сигнал поступит на вход 1 М ячейки. С первого выхода формирователя 6 сигнал поступит через элемент ИЛИ 10 на вход С этой ячейки. Следовательно, в И-ю ячейку будет записано число подана ное на вход Л этой ячейки с выхода

M-1 ячейки. Через время, необходимое для надем:ной записи информации в

И ячейку, сигналы с выходов формирователя поступят «а входы 1 и С

И-1 ячейки (на вход С2 сигнал поступает через элемент KIJI 10} произойдет запись в И-й ячейку числа с выхода И-2 ячейки. Далее будет выполнена запись в И-2 ячейку с вы-хода И-З, в II-3 ñ âûõîäà Ì-4..., в третью с выхода второй, во вторую с выхода первой. Последовательное выполнение записи с выхода 1 ячейки в

i+1 после того, как выполнена запись с выхода гг-1-й в i+2-ю (i

1,..., M-2) обеспечивается элементами задержки в цепях распространения сигналов с выходов формирователя

6. На вход 1 первой ячейки сигнал с второго выхода формирователя 7 не поступает. Сигнал подается только на вход С2 с первого выхода формирователя

6 через элемент ИЛИ 11. Следовательно, в ячейку 1 будет записано К-разрядное слово, каждый разряд которого равен нулю.

Ф о р м у л а и з î б р е т е н и я

1. Устройство для определения временного положения центра импульсного сигнала, содержащее накопитель, вход которого является входом устройства, Г и коррелятор, и тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения класса принимаемых сигналов, введены синхронизатор, счетчик импульсов и блок поиска максимума, первые входы которого подключены к выходу коррелятора, при этом информационные входы коррелятора соединены с соответствующими выходами накопителя, вход "Сброс" которого подключен к первому выходу синхронизатора и входу счетчика импульсов, вход "Запись" подключен к второму выходу, а вход Сдвиг" — к третьему нывыходу синхронизатора, четвертый выход которого подключен к второму входу блока поиска максимума, пятый выход — к входу синхронизации коррелятора, шестой выход — к входу сброса счетчика импульсов, выходы которого подключены к третьему входу блока

1651244

12 поиска максимума, выход которого является выходом устройства.

2. Устройство по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что накопитель выполнен в виде регистра сд;:га, включающего M последовательно соединенных К-разрядных ячеек, вход первой из которых является информационным входом накопителя, двух формирователей, M-2 первых элементов задержки и M-1 вторых элементов задержки, соединенных последовательно и подключенных соответственно к первому и второму выходам первого формирователя M-1 элементов ИЛИ, первые входы которых объединены и подключены к входу Сброс" накопителя, а вторые входы соединены с входами соответствующих вторых элементов задержки, М элементов ИЛИ, первый вход которого подключен к выходу второго формирователя, второй вход — к входу

"Сброс" накопителя, а третий вход— к выходу М-1 вторых элементов задержки, вход записи первой ячейки регист5 ра подключен к второму выходу второго формирователя, входы записи ячеек регистра с второй по М-1 соответственно подключены к выходам первых элементов задержки с М-2 по первый, вход записи М-й ячейки подключен к 0 второму выходу первого формирователя, вход синхронизации первой ячейки подключен к выходу (М-1)-го элемента ИЛИ, а входы синхронизации ячеек— с второй по М соответственно соединены с выходами элементов ИЛИ с M-1 по первый, входы управления ячеек pell гистра подключены к шине Логическая единица, а их выходы являются выходами накопителя, вход второго фор-!! !! мирователя является входом Запись накопителя, а вход первого формиро-!! !! вателя является входом Сдвиг накопителя.

3651244

Е

1651244

860f3A.

Составитель H.Ìèõàëeâ

Редактор С,Патрушева Техред А.Кравчук Корректор Н.Ревская

Заказ 1605 Тирад 422 Подписное

3НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул, Гагарина, I01