Коррелометр

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ па 834716 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 01.08.79 (21) 2806098)18-24 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М, Кл

G 06 F 7)19

Гееудерстеенный комитет

Опубликовано 30.05,81. Бюллетень.ИИО

Дата опубликования описания 05.06.81 (53) УДК 681 333 (088.8) но делам изобретений

N етнрытий

В. С. Голиков и Б. А. Довбня (72) Авторы изобретения.1 +

Харьковский институт радиоэлектрон и (71) Заявитель (54) КОРРЕЛОМЕТР

Изобретение относится к устройствам обработки информации, предназначено для определения автокорреляционной функции случайных сигналов и может быть использовано в радиолокации, в системах связи и автоматики.

Известен коррелометр, содержащий генератор функций Уолша, сумматор, ключи и интеграторы, который позволяет получать корреляционные функции случайных сигналов с использованием базиса функций Уолша (1).

Недостатком коррелометра является сложность представления получаемой корреляционной функции в общеизвестной форме, что ведет к сужению области его применения.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является коррелометр, который позволяет получать автокорреляционную и взаимокорреляционную функции случайных процессов и содержит сумматор, блок управления, подключенный ко входу генератора функций Уолша, выходы которого подключены к первым входам первого и второго блоков умножения, вторые входы которых являются соответственно

2 первым и вторым входами коррелометра,выходы блоков умножения через соответствующие блоки интегрирования подключены ко входам первого и второго блоков памяти, третий и четвертый блоки умножения и второй генератор функций Уолша, выходы которого подключены к первому входу четвертого блока умножения, второй вход которого соединен с выходом третьего блока умножения, входы которого подключены соответственно к выходам первого и второго блоков памяти, выходы четвертого блока умножения соединены со входами сумматора (2).

Недостатком этого коррелометра является отличие получаемой с его помощью корреляционной функции от общеизвестной, 15 что обусловлено сложением«по модулю два» аргумента сдвига с текущим временем

Такая корреляционная функция, называемая диадной, применима для анализа диадно-стационарных случайных процессов, которые в общем случае являются арифметически нестационарны ми, т.е. нестационарными в общепринятом смысле, что затрудняет ее применение в традиционных случаях ° при корреляционном анализе случайных

3 процессов с использованием базиса функций Уолша.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей за счет получения арифметической корреляционной функции на базисе Уолша.

Поставленная цель достигается тем, что в коррелометр, содержащий сумматор, первый генератор функций Уолша, выходы которого подключены соответственно к первой группе входов первого блока умножения, второй вход которого является входом коррелометра, а выходы соединены с соответствуюшими входами блока интегрирования, выходы которого подключены к соответствую,щим входам блока памяти, второй и третий блоки умножения и второй генератор функций Уолша, выходы которого подключены соответственно к первой группе входов второго блока умножения, вторая группа входов которого соединена с соответствующими выходами третьего блока умножения, входы которого подключены к соответствующим выходам блока памяти, выходы второго блока умножения соединены с соответствующими входами сумматора, введены два счетчика, блок ключей и генератор синхрони; зирующих импульсов изменяющейся частоты, выход которого подключен ко входам генераторов функций Уолша и первого счетчика, разрядные выходы которого соединены с соответствующими управляющими входами блока ключей, информационный вход которого соединен с выходом сумматора, выход первого счетчика подключен к управляющему входу блока памяти и ко входу второго счетчика, разрядные выходы которого соединены с соответствующими управляющими входами генератора синхронизирующих импульсов.

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства.

Коррелометр содержит блоки 1 — 3 умножения, генераторы 4 и 5 функций Уолша, блок 6 интегрирования, блок 7 памяти, сумматор 8, генератор 9 синхронизирующих импульсов, счетчики 10 и 11 и блок 12 ключей, который в моменты поступления на его управляющие входы соответствующих сигналов с разрядных выходов счетчика 10 подключает информацию со своего входа на выход устройства.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии блок 6, сумматор

8, блок 7 памяти и счетчики 10 и 11 обнулены. Код с разрядных выходов счетчика 11 устанавливает в генераторе 9 начальное значение частоты следования синхроимпульсов, которому соответствует период Ь1,. Генератор 4 по мере поступления íà его вход синхроимпульсов вырабатывает функции

Уолша, которые поступают на первые входы блока 1 умножения, на второй вход которого поступает стационарный эргодический случайный сигнал x(t). Сигналы с выходов

8347 1о

4 блока 1 умножения поступают на входы блока 6 интегрирования, на входах которого формируются коэффициенты разложения случайного входного сигнала в ортогональном базисе Фурье-Уолша.

I, а; = — I -/- x(t) ° W (t) dt

7,. о где W (t) — функция Уолша с номером 1;

T > — интервал ортогональности системы функций Уолша.

10 Значение аргумента t для функций Уолша определяется следующим образом: t =

= 1Й in, где п — количество синхроимпульсов, поступивших с момента начала работы на вход генератора функций Уолша и на

15 вход счетчика 10. Поступление текущего значения коэффициентов а на входы блока 7 памяти в течение времени (О-Т :) не приводит к изменению его содержимого, так как на его управляющий вход сигналы с выхода переполнения счетчика 10 в это время не

20 поступают. Блок 3 умножения, умножая

«нулевые» значения коэффициентов сами на себя, т.е. возводя в квадрат значение а ——

= О, формирует на своих выходах также

«нулевые» значения, поэтому и результат перемножения их с функциями Уолша в блоке 2 умножения является также «нулевым» и сумматор 8 продолжает находиться в исходном состоянии. Сигнал на выходе устройства отсутствует.

Момент окончания интервала ортогональности определяется моментом появления импульса на выходе переполнения счетчика 10, что происходит по истечении времени Т g = NЫ g с момента начала работы устройства, где N — коэффициент пересчета счетчика 10.

К этому моменту времени в блоке 6 завершено формирование коэффициентов а, а генератор 4 оказывается в исходном состоянии и готов к формированию нового цикла функций Уолша. По импульсу с выхода счетчика 10 значения коэффициентов

40 а переписываются в блок 7 памяти, значение содержимого счетчика 11 меняется на единицу, что приводит к изменению периода синхроимпульсов, формируемых в генераторе 9.

4s Генератор 4 начинает формировать новый цикл функций Уолша на интервале ортогональности (Tg- Т ) = N htz где Ь1 — новое значение периода синхроимпульсов, и процесс формирования коэффициентов ар на интервале Т - Tz повторяется.

От блока 7 памяти значения а, соответствующие предыдущему интервалу ортогональности, поступают на входы блока 3 умножения, где формируются коэффициенты разложения диадной автокорреляционной функции входного сигнала

К =Ма

I где М вЂ” постоянный коэффициент.

В блоке 2 умножения значения К, постуf пающие с выходов блока 3, перемножаются с функциями Уолша Wi (Ц. поступающими от генератора 5 на первые входы блока 2. результаты перемножения с выходов блока 2 поступают на входы сумматора 8, где формируются значения диадной корреляционной функции

}}Ф Ф, К ф} = К,Ъ Щ

Значение временного сдвига ф в единицах времени определяется следующим образом где ht — величина периода синхроимпульсов, соответствующего j интервалу ортогональности, на котором определяются К .

Код, соответствующий временному сдвйгу ®, от счетчика 10 поступает на управляющие входы блока 12 ключей, на вход которого поступают значения диадной корреляционной функции К () от сумматора 8.

Блок ключей посылает на свой выход значения диадной корреляционной функции в моменты, соответствующие поступлению на его управляющие входы значений, равных целым степеням двойки = 2}}"}, где

m = О, 1, 2. Известно, что в точках с временным сдвигом, равным целым степеням двойки, диадная корреляционная функция совпадает с арифметической. ПоЭтому на выход блока 12 ключей поступают m значений обычной арифметической корреляционной функции сигнала x(t).

В моменты времени, соответствующие окончаниям интервалов ортогональности, происходит ступенчатое изменение частоты синхроимпульсов, на вторые входы блока

2 умножения поступают новые значения Кф и на выход устройства — новые значения обычной корреляционной функции.

Использование предлагаемого устройства расширяет область его применения, так как введение в схему новых элементов — двух счетчиков, ключевого устройства и генератора синхронизирующих импульсов с изменяющейся частотой следования импульсов взамен блока улравления, применяющегося в известном, позволяет получать не только диадную корреляционную функцию, значения которой формируются на выходе сумматора, но также и обычную арифметическую корреляционную функцию. Это дает возможность использовать данное устройство при корреляционном анализе не только

834716

6 диадно-стационарных, но и арифметическистационарных случайных сигналов.

Кроме того, устройство позволяет получать и другие статистические характеристики случайных сигналов. Так, на выходе блока интегрирования формируются значения спектра а разложения сигнала x(t) по ортогональной системе функций Уолша, а на выходе блока 3 умножения — значения энергетического спектра К данного случайного сигнала с точностью до постоянного коэффициента М, определяющегося условиями нормирования.

10

Формула изобретения чей, информационный вход которого соединен с выходом сумматора, выход первого счетчика подключен к управляющему входу блока памяти и ко входу второго счетчика, . разрядные выходы которого соединены с соответствующими управляющими входами генератора синхронизирующих импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 383071, кл. G 06 G 7/19, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР

50 № 557385, кл. G 06 G 7/19, 1975.

Коррелометр содержащий сумматор первый генератор функций Уолша, выходы которого подключены соответственно к первой группе входов первого блока умножения второй вход которого является входом кор20 релометра, а выходы соединены с соответствующими входами блока интегрирования, выходы которого подключены к соответствующим входам блока памяти, второй и третий блоки умножения и второй генератор функций Уолша, выходы которого подключены соответственно к первой группе входов второго блока умножения, вторая группа входов которого соединена с соответствующими выходами третьего блока умножения, входы которого подключены к соответствующим выходам блока памяти, выходы второго блока умножения соединены с соответствующими входами сумматора, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет получения арифметической корреляционной функ35 ции на базисе Уолша, в коррелометр введены два счетчика блок ключей и генератор синхронизирующих импульсов, выход которого подключен ко входам генераторов функции Уолша и первого счетчика, разрядные выходы которого соединены с соответствующими управляющими входами блока клю834716

1 сдактор Т. М ",>мслпггай

Заказ 4077 6 с: ап:,:.! .>t М. )Еопинский! к 1» т h . 1зонна Корректор Г. Назарова

I )!jan. )i< 1 > 11одписное

В11ИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобрсчений и о1крытий! 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раугиская наб., д. 1/5

Филиал ППИ «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4