Адаптивный автокоррелятор

 

Изобретение относится к цифровой электроизмерительной технике и может быть использовано для аппаратурного корреляционного анализа в режиме реального времени. Цель изобретения - повышение быстродействия. Автокоррелятор содержит знаковый дельта-модулятор 1, регистры 2 сдвига, знаковые умножители 4, мультиплексоры 5, блок 6 накопителей, блок 7 вычисления дисперсии 7. дешифратор 8 и блок 9 синхронизации.4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я) 5 G 06 F 15/336

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4791432/24 (22) 14.02.90 (46) 07.11.92. Бюл. М 41 (71) Львовский политехнически институт им. Ленинского комсомола (72) В.А.Погрибной и О.М.Свечин (56) Авторское свидетельство СССР

М 1705835, кл. 6 06 F 15/336. 1988. (54) АДАПТИВНЫЙ АВТОКОРРЕЛЯТОР. Ж 1774345 А1 (57) Изобретение относится к цифровой электроизмерительной технике и может быть использовано для аппаратурного корреляционного анализа в режиме реального времени. Цель изобретения — повышение быстродействия. Автокоррелятор содержит знаковый дельта-модулятор 1, регистры 2 сдвига, знаковые умножители 4, мультиплексоры 5, блок 6 накопителей, блок 7 вычисления дисперсии 7, дешифратор 8 и блок

9 синхронизации. 4 ил.

1774345

Изобретение относится к цифровой электроиэмерительной технике, в частности к цифровым корреляторам, и может быть использовано для аппаратурного определения в режиме реального времени ав- 5 токоррепяционной функции случайного процесса.

Целью изобретения является повышение быстродействия при заданной разрешающей способности, 10

Отдельный ранг коррелятора работает по алгоритму (i) 1 И вЂ” 1 — Уп (1) (1) Kxx (m) „„X Ок Od К+m ("),.15

К =о где f — ранг разности и кода; m — номер канала (сдвига).

Суммарная корреляционная функция (Z г) г (i) тгхх (п ) = Irxx (п1 ) (2)

25 вычисляется коррелятором.

На фиг. 1 представлена структурная схема автокоррелятора; на фиг. 2 — схема блока синхронизации; на фиг. 3 — схема знакового умножителя; на фиг. 4 — временные 30 диаграммы, поясняющие работу автокоррелятора.

Автокоррелятор содержит знаковый дельта-модулятор 1, регистры 2 сдвига, информационный вход 3, группы знаковых ум- 35 ножителей 4, мультиплекторы 5, блок 6 накопителей, блок 7 вычисления дисперсий, дешифратор 8, блок 9 синхронизации.

Блок синхронизации (фиг. 2) содержит генератор 10 тактовых импульсов, первый 40 счетчик 11, второй счетчик 12, регистр 13, блок 14 ключей, третий счетчик 15, мультиплексор 16, элемент ИЛИ 17.

Знаковый умножитель 4 (фиг. 3) содержит элементы NCIGlIO IAIOLL ÅÅ ИЛИ-НЕ 45

18, 19, элемент И 20, Коррелятор работает спеду1ощим образом.

Входной сигнал x(t) подается на вход знакового дельта-модулятора 1, а также на 50 вход блока 7, Под воздействием переднего фронта импульсов, поступающих из тактового генератора 10 (01о на фиг. 4), знаковый дельта-модулятор 1 формирует ЗДМ-код () ()»

Чб1 6 (-1,0,1}, К=-1,г по правилу с11 =-1 ° (r) „(г) х1-х1-г > д; б1 -О, I xi-xirI =д; di =1, xi-xi-r < - д, где r ранг разности и кода; д— разностная зона (см, фиг. 4). Дпя удобства реализации эти коды преобразуются в дельта-модуляторе 1 в двухразрядные двоичные O Bi(" : В1,Р C (00.10,01}. 7 В (0.1}, причем -1 0,1,0 Ф 00.1 Ф410, Частота дискретизации 1/Т сигнала x(t) не превышает частоту Найквиста. На фиг, 4 представлены фрагменты реализации случайного процесса x(t), сдвинутые по времени на период, равный mT(xi и xi+m на фиг. 4), а также соответствующие им коды первых т ех рангов di, di, Ф . А+в, @+и dl+m (1 (2) (з) () (2) э) сформированные по описанному выше правилу. Блок 7 вычисляет дисперсию

D= —" ZXf

Я1=1

Число выходов дешифратора 8 соответствует числу рангов коррелятора. Таким образом, дешифратор определяет. сколько рангов коррелятора необходимо подключить, чтобы получить результирующую корреляционную функцию заданной точности.

Двухразрядные кодовые последовательности с выходов дельта-модулятора 1 поступают на соответствующие номерам рангов двухразрядные регистры, 2.1...2.r сдвига длиной по Р сдвигов каждый, выполняющих функцию цифровой линии задержки. Под воздействием переднего фронта каждого импульса, поступающего со счетчика 12, в регистрах 2.1...2.г происходит сдвиг двухразрядных кодовых последовательностей. Последние с выходов регистров

2.1...2.r сдвига поступают на вторые входы знаковых умножителей 4 соответствующих

r групп. Каждая из указанных групп состоит иэ Р4-1 знаковых умножителей, число которых соответствует числу сдвигов (каналов) коррелятора.

В знаковых умножитепях 4 производится операция сравнения (соответствующая операция знакового дельта-умножения) двух ЗДМ-кодов, сдвинутых на некоторое число m, соответствующее номеру сдвига искомой корреляционной функции. Умножитель 4 осуществляет умножение ЗДМ-кодов (г) (г) (г) (г)

d1 0 dt d-m =(Bi.1 0+ Bi+rn,g R (г) (г) A Ы1,2 Q+ Bi +m,2 } °

Эта операция дает результат "1" при совпадении кодов и "0" в любом другом слу«ае.

1774345

Результаты ЗДМ-умножений поступают на соответствующие информационные входы мультиплексоров 5.0...5. Р, число которых соответствует числу сдвигов (каналов) коррелятора. На управляющие входы мультиплексоров 5.0...5.P поступает адрес иэ счетчика 11. Мультиплексоры 5.0...5,Р за один период Т (U12 на фиг. 4) опрашивают

ЗДМ-умножител и 4.1 ....4. r, задействова нные на данной реализации исследуемого процесса, Информация с выходов мультиплексоров подается на информационные входы блока 6 накопителей, состоящего иэ

Р+1 счетчиков импульсов. Тактовые входы счетчиков импульсов объединены с тактовым входом блока 6 накопителей, куда они поступают с выхода элемента ИЛИ 17 (Uig на фиг. 4).

Напряжение U>o представляет собой напряжение на выходе тактового генератора 10, U12 (фиг. 4) — напряжение на выходе второго счетчика 12. Диаграмма, представленная на фиг, 4, составлена для случая г=3, т.е. задейст вова но три ра н га коррелятора, На регистр 13 блока 9 поступает код из блока 7. Из регистра 13 код поступает на блок 14 ключей. Блок 14, выполненный на аналоговых ключах, в зависимости от кода. поступающего из регистра 13, подключает напряжение питания U«T на нужные регистры 2 сдвига и умножители 4. Выход регистра

13 подключен также к информационным входам мультиплексора 16, на тактовый вход которого подается адрес с выхода третьего счетчика. С выхода мультиплексора напряжение (01в на фиг. 4) поступает на второй вход элемента ИЛИ, на первый вход которого подается напряжение с выхода тактового генератора 10 (Ою на фиг. 4). Элемент ИЛИ формирует тактовую последовательность, соответствующую количеству подключенных рангов коррелятора (U>z на фиг. 4). На фиг. 4 представлены также диаграммы напряжений первых трех разрядов счетчиков блока накопителей (О >...Оэ), Таким образом, в устройстве реализовано вычисление алгоритма (1), (2) в масштабе реального времени и с высокой экономичностью.

Формула изобретения

Адаптивный автокоррелятор, содержащий два регистра сдвига, знаковый дельтамодулятор, два знаковых умножителя, первый мультиплексор, блок накопителей, блок синхронизации, первый выход которого соединен с тактовыми входами первого и второго регистров сдвига и знакового дельта-модулятора, выход сигнала первого ранга которого соединен с информационным входом первого регистра сдвига, информационный вход знакового дел ьта-модулятора

55 является информационным входом автокоррелятора, второй и третий выходы блока синхронизации соединены соответственно с тактовым входом блока накопителей и с управляющим входом первого мультиплексора, группа выходов блока накопителей является группой выходов значений корреляционной функции автокоррелятора, отличающийся тем, что. с целью павы шения быстродействия, в него дополнительно введены (r-2) (r — число анализируемых рангов знакового дельта-модулированного сигнала) регистров сдвига, r групп знаковых умножителей, р мультиплексоров (р — число сдвигов сигнала при вычислении автокорреляционной функции), блок вычисления дисперсии и дешифратор, причем вход блока вычисления дисперсии подключен к информационному входу автокоррелятора, выход блока вычисления дисперсии через дешифратор соединен с входом задания временного параметра блока синхронизации, i-й (i 1...., r) выход группы блока синхронизации соединен с входами разрешения работы l-го регистра сдвига, первого и второго знаковых умножителей и знаковых умножителей i-й группы, первым и вторым информационными входами первого знакового умножителя, с первым входом второго знакового умножителя и первыми входами знаковых умножителей первой группы, второй вход второго знакового умножителя соединен с первым выходом первого регистра сдвига, )-й ()=2, ..., Р) выход первого регистра сдвига соединен с вторым входом (j-1)-го знакового умножителя первой группы, выходы первого и второго знаковых умножителей соединены с первыми информационными входами соответственно первого и второго мультиплексоров, выход (j+1)-го знакового умножителя первой группы соединен с первым входом (j+1)-го мультиплексора, выход сигнала К-го(К=2, ..., г) ранга знакового дельта-модулятора соединен с информационным входом К-го регистра сдвига, с первыми входами знаковых умножителей r-й группы и вторым входом первого знакового умножителя r-й группы, 1-й (i=1, ..., P) выход k-ro регистра сдвига соединен с вторым входом (i+1)-го знакового умножителя k-й группы, выходы знаковых умножителей k-й группы соединены с k-ми информационными входами соответствующих мультиплексоров, выходы которых соединены с соответствующими информационными входами блока накопителей, тактовые входы с третьего по

r-й регистров сдвига соединены с первым выходом блока синхронизации, третий выход которого соединен с управляющими входами с второго по р-й мультиплексоров.

1774345

1774345 а х„ 00 Ot j < 030 I ORIGO

OJ{0 аО t O I а код

Составитель В Орлов

Техред М.Моргентал

Корректор С, Пекарь

Редактор

Заказ 3928 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета rio изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

g<

0»

Ц и 1ИШШШ .Шва.шша1Цшлш1И

Л. Г Г .П 1 О (О 5О) Щ коа Щ Щ Я){йj gpss @ ко5