Многоканальный коррелятор
Оll ИCAНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
Союз Советскни
Соцналистическнн
Республик
«л К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 31.07.78 (21) 2651581/18-24 с присоединением заявки М(23) Приоритет— Опубликовано 30.07.80. Бюллетень М 28 (5t)M. Кд. G 06 F 15/31 т аоударотаенный комитет СССР по денни изооретеиий и открытий (53) УДК 681,323 (088.8) Дата опубликования описания 30.07.80 (72) Авторы изобретения B. М. Рубинов, Л. И. Терновский и Э. В. Бибулин Особое конструкторское бюро при»Физико-техническом институте АН Узбекской CCP (73) Заявитель (54) МНОГОКАНАЛЬНЫЙ КОРРЕЛЯТОР Многоканальный коррелятор относится к средствам специализированной вычислительной техники и предназначен штя оперативного анализа стационарных, центрированных случайных процессов, в системах связи, автоматического ругелирования и управления. Известен коррелятор, в котором взаимный сдвиг сигналов осутцествляется внешней линией задержки, представляющей cof0 бой линию на приборах с зарядовой связью $1$. Использование матрицы полевых транзисторов в качестве системы запоминания одного из сигналов усложняет аппаратурную реализацию устройства, а также техттологию его изготовления, Использование линии задержки на приборах с зарядовой связью, помимо перечисленных выше недостатков, ограничивает частотный диапазон обрабатываемых сигналов и предопределяет появление высокочастотного шума на выходах устройства. Кроме того, времен- ной интервал поиска корреляционной функции ограничен малым временем запомнив иия одного из сигналов матрицей полевых транзисторов. Работа устройства в целом зависит от внешних факторов: температуры, влажности, а также колебания напряжения источников питания. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является коррелятор, содержащий внешний блок задержки, матрицу запоминающих элементов на кольцевых магнитных сердечниках, блоки управ-. ления матрицей (например, кольцевые коммутаторы). Матрица имеет вертикальные и горизонтальные шины $2). Недостаток такого коррелятора связан с необходимостью внешнего блока задержки, что усложняет прибор. Цель изобретения - упрощение устройства. Путем организации упомянутой матрицы удается исключить блок задержки. Эта цель достигается тем, что в многоканальный коррелятор, содержащий блок интеграторов, матрицу запоминаюпптх элементов на кольцевых магнитных сердечниках, через каждый из которых проходят соответствующие вертикальнье и горизонтальные шины, первый и второй многоканальные кольцевые коммутаторы с л -вы5 ходами, входы которых являются соответственно первым и вторым входами коррелятора, выходы первого многоканального кольарвого коммутатора подключены к горизонтальным шинам, в матрицу введены 1О диагональные шины, которые подключены к соответствующим выходам второго мно»гоканального кольцевого коммутатора, каждая вертикальная шина соединена с ссор ветствующим входом блока интеграторов, каждая диагональная шина прошивает 0 сердечников, причем каждый сердечник прошит одной диагональной шиной, а чиоло сердечников, прошитых диагональными шинами до главной диагонали равно номе ру выхода второго многоканального кольцевого коммутатора, вторые концы всех шин объединены и подключены к шине нулевого потенциала. На фиг. 1 представлена схема многоканального коррелятора; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства. Многоканальный коррелятор содержит матрицу 1 запоминающих элементов, выполненную на магнитных кольцевых сердечниках, многоканальные кольцевые коммуTQTopbl 2 и 3, блок 4 интеграторов причем входы коммутаторов 2 и 3 являются входами устройства, а I bIXOIIIIMH уст- 35 ройства — выходы блока 4 интеграторов, и шины 5, 6 и 7. Коммутатор 2 связан своими выходами с диагональными шинами 5, коммутатор 3 выходами связан с горизонтальными шинами 6, а блок 4 ин- ® теграторов входами связан с вертикальными шинами 7. Запоминающие серпечникй находятся на пересечении шин 5, 6 и 7, Концы шин 5, 6 и 7, не связанные с блоками 2, 3 и 4, объединены и заземлены, причем первая диагональная шина, следующая за главной диагональной шиной, имеющей наибольшее число сердечников, является продолжением первой диагональной, вторая - второй и т.д. Число сердечников, пронизанных диагональными шинами, равно числу выходов коммутатора 2. Многоканальный кольцевой коммутатор 2 развопит один из входных сигналов по диагональным шинам 5. Многоканальный кольцевой коммутатор 3 разводит второй входной сигнал по горизонтальным шинам 6. Блок 4 интеграторов работает таким образом, что сигналы, связанные с пере52 4 магничиванием сердечников из состояния отрицательного насьпцения в положительное, не накапливаются, т.е. интеграторы на своих входах имеют селекторы по полярности. Каждый сердечник матрицы 1, находящийся на пересечении шин 5, 6 и 7, представляет собой функциональный элемент по хранению отсчета записываемого сигнала и получению его произвепения с отсчетом считывающего сигнала. цикл работы каждого сердечника вкл чает в себя запись, считывание и подготовку к новой записи. В качестве входных сигналов могут быть аналоговые, либо двоичные сигналы. Рассмотрение функционирования устройства для последнего случая включает оба варианта. Многоканальный коррелятор работает следующим образом, Пр эстранственное взаиморасположение диагональных шин 5 и горизонтальных шин 6 обеспечивает взаимный относительный временной сдвиг входных сигналов. Вертикальные шины 7 в соответствии с величиной сдвига организуют выходные каналы устройства. Умножение соответствующих отсчетов сигналов осуществляется непосредственно в элементе памяти магнитной матрицы 1 при одновременном запоминании одного сомножителя. В описываемом устройстве осуществляется логическое умножение двух соответствующих значений входных сигналов для случая двоичных сигналов и аналоговое— дпя случая аналоговых сигналов; В последнем случае линейность характеристики запись-считывание осуществляется режимно известными способами. Если и только если в соответствующие моменты времени и сдвига значения сигналов совпадают и равны "1, то выходной сигнал коммутатора 3 "считает запомненный ранее сигнал коммутатора 2, т.e. логическое умножение осуществляется процессом считывания первого сигнала, попаваемого на вход коммутатора 2 вторым, подаваемым на вход коммутатора 3, Наведенный вследствие этого на выходной шине данного сердечника сигнал накапливается блоком 4, интеграторов, В случае двоичных сигналов блок 4 интеграторов представляет собой набор двоичных счетчиков, опрашивая" последовательно выходы которых можно восстановить корреляционную функцию. 52 6 Сигнал, поступающий на вход коммутатора 3, задерживается на величину з " " где n — число требующихся отсчетов корреляционной функции (в данном случае 5); - - интервал дискретизации входных сигналов, Коммутаторы 2 и 3 работают синхронно, так что сигнал с выхода коммутатора 3 (фиг. 2в) находится по времени меж цу сигналом отсчета,с выхода коммутата ра 2 (фиг. 2а) и сигналом записи"1», иопоньзуемого для подготовки записи (фиг. 26}, Это обеспечивает режим реального времени и последовательность операций записисчитывания. Таким образом, предлагаемое устройство реализует получение оценки корреляционной функции по слепующему алгоритму где S (Ka t ) и (,В ) — отсчеты вход4 ных сигналов n — число отсчетов. В устройстве крайняя левая выходная шина соответствует нулевому сцвигу, а крайняя правая — максимальному для данного сцвига. Отказ от матрицы запоминающих элементов в виде полевых транзисторов и замена ее матрицей магнитных элементов способствует аппаратурному упрощению устройства, а также технологии изготовления. Организация временного сдвига сигналов осуществляется просто геометрией шин, что в противовес используемым линиям задержки на приборах с зарядовой связью упрощает устройство и повышает его надежность Использование магнитных сердечников позволяет снизить требование к колебаниям напряжений источников питания и внешНМх факторов, в то время HBK полупроводниковые приборы к ним чувствительны. Использование магнитных элементов также обеспечивает фильтрацию высокочасточ ных шумов входных сигналов и расширяет интервал поиска пика корреляционной функ« ции, Для избежания ситуации ложного счи- тывания, при котором запомненное ранее единичное значение сигнала не считалось сигналом с коммутатора 3, но может быть считано вновь появившимся нулевым значением этого сигнала, каждому значению выходного сигнала коммутатора 2 предшествует сигнал записи "1". В этом случае искажение корреляционной функции не происходит, так как блок 4 интеграторов не реагирует на запись в сердечнике 1, а при последующем ложном считыва- 45 нии наводятся сигналы на всех выходных шинах 7 одновременно. В конечном итоге это приводит просто к появлению посто-, янной составляющей на выходах интеграторов. 50 Итак, подобная схема записи входного сигнала коммутатора 2 принята цля избежания ситуации, при которой записанная ранее "1» в данный сердечник не счита55 лась 1 считывающего сигнала, что могло бы привести к хаотичным по BblxoQBM ложным считываниям, и представляет сс бой цикл подготовки записи. Таким образом, описанный многоканаль ный коррелятор может найти широкое применение в системах радиолокации, навигации, связи и автоматического управления. 5 7523 Принято следующее соответствие значений входных сигналов и выходных сигналов для коммутаторов 2 и 3. Если входные сигналы принимают значение 1 то выходной сигнал коммутатора 2 перемагничивает сердечники в состояние положительного насыщения, а коммутатора 3в состояние отрицательного насыщения и, наоборот, если входные сигналы принимают значение «О», 10 Однако в этом случае для сигнала, подаваемого на вход коммутатора 3, горизонтальная шина, соответствующая данному моменту прихода нулевого значения, просто пропускается, и, следовательно, ес-15 ли на сердечниках данной шины хранились даже "1", то они не внесут свой вклад в соответствующее значение орцинаты корреляционной функции. Это случай, когда первый сомножитель равен "0 и их логичес- 20 кое произведение также равно "0 . Если на сердечниках данной горизонтальной шины хранились нули, то сигнал считывания с коммутатора 3 поцтвердит это их состояние и навецет на выходных 25 шинах 7 лишь сигнал помехи. Это случай, когда второй сомножитель равен 0". Таким образом, цикл записи состоит в намагничивании сердечника в состояние положительного насыщения, а цикл считыва- 30 :ния — в перемагничивании сердечника в состояние отрицательного насыщения. Формула из Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент Франции М 2299679, кл. Я 06 G 7/12, 1976. 2. шибанов Ю. И. и др. Автоматические цифровые корреляторы. М., "Энергия", 1971, с, 117 752352 8 о б р е т е н и я вертикальная шина соединена с соответст вующим входом блока интеграторов, кажМногоканальный коррелятор, содержа- дая диагональная шина прошивает и серщий блок интеграторов, матрицу запомина дечников причем каждый сердечник проющих элементов на кольцевых магнитных g шит одной диагональной шиной, а число сердечниках, каждый из которых прошит сердечников, прошитых диагональными шисоответствующей вертикальной и горизон- нами до главной диагонали равно номеру тальной шинами, первый и второй многска- выхода второго многоканального кольценальные кольцевые с -выходаМи ком- вого коммутатора, вторые концы всех шин мутаторы, входы которых являются сост 10 объединены и подключены к шине нулевоветственно первым и вторым входами кор- го потенциала. релятора, выходы первого многоканального кольцевого коммутатора подключены к горизонтальным шинам, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью упрощения коррелятора в матрицу введены диагональные шины, которые подключены к сооч ветствующим выходам второго многока-. нального кольцевого коммутатора, каждая 752362 Фиг.2 Составитель В. Жовинский Редактор И. Нанкина Техред Н. Барадулина Корректор Н, Григорук Заказ 4750/9 Тираж 751 Подписное UHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий. 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/,5, Филиал ППП "Патент", г. Ужгород,,ул. Проектная, 4
