Многоканальный релейный коррелометр

Многоканальный релейный коррелометр

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1МНОГОКАНАЛЬНЫЙ РЕЛЕЙНЫЙ КОРРЕЛСМЕТР, содержащий аналого-цифровой преобразователь, информационный вход которого является первым входом коррелоидатра, а вход синхронизации объединен с входе синхронизации первого регистра сдвига и подключен к выходу М-гр разряда счетчика, содержащего Iw+rn) разрядов (где т 1 f М - число отсчетов в i-м блоке, i 1,N), выход старшего разряда которого соединен с первым BXOJJOM синхронизации второгр .Р гистра сдвига, содержащего D ячеек, (где Ф - число ординат корреляционной функции), вход счетчика объединен с вторым входом синхронизации второго регистра сдвига и входом синхронизации сумматора и подключен к йыходу генератора импульсов , разрядные выходы старшей ячейки второго регистра сдвига подю1ючены к соответствующим входам первой группы входов первой ячейки, входы второй группы входов первой ячейки которого подключены к соответствующим разрядным выходам первого регистра сдвига, информационный вход которого подключен к выходу компаратора, вход которого является вторым входом коррелометра, о т л. и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повькиения быстродействия , в него введен блок вычисле (Л ния промежуточных сумм, инфop лaциoнные входы которого подключены к соответствующим разрядным выходам ангшого-цифрового преобразователя, а входы адреса чтения подключены к соответствующим разрядным выходам старшей ячейки второго регистра сдвига, вход синхронизации блока вычисления промежуточных сумм подключен к выходу генератора импульсов , а выходы подключены к соот ,ветствующим информационным входам сумматора.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

В

РЕСПУБЛИК

09) 01) 3 G 06 F 15/336

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ., М ASTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3428090/18-24 (g2) 22.04.82 (46) 23.12.83. Бюл. В 47 (72) В.П.Абрамович, А.И.Березенко, В.И.Дендеберов, Д.П.Фролов и И.И.Якимович (71 ) Акустический институт им; акад.

Н.Н.Андреева (53) 621.3(088.8) (56) 1. Жовинский S.Н., Арховский В.C.

Корреляционные устройства. N., "Энергия", 1974, с. 130.

2. Авторское свидетельство СССР

Ю 422010, кл. с 06 F 15/336, 1974 (прототип). (54)(57)iМНОГОКАНАЛЬНЫЙ РКЛЕЙНЫЙ

КОРРБЛОМЕТР содержащий аналого-цифровой преобразователь, информационный вход которого является первым входом коррелометра, а вход синхронизации объединен с входом синхронизации первого регистра сдвига и подключен к выходу М-го разряда счетчика, содержащего (Ю+т1 разрядов (где в = 2

8o IA N - число отсчетов в i-м блоке, i = 1,М), выход старшего разряда которого соединен с первым входом синхронизации второго регист ра сдвига, содержащего,Э ячеек, (где .Э - число ординат корреляционной функции), вход счетчика объединен с вторым входом синхронизации второго регистра сдвига и входом синхронизации сумматора и подключен к выходу генератора импульсов, разрядные выходы старшей ячейки второго регистра сдвига подключены к соответствующим входам первой группы входов первой ячейки, входы второй группы входов первой ячейки которого -подключены к соответствующим разрядным выходам первого регистра сдвига, информационный вход которого подключен к выходу компаратора, вход которого является вторым входом коррелометра, отличающийся тем, что, с целью повышения быстр дей- Е ствия, в него введен блок вычисления промежуточных суьм, информационные входы которого подключены к соответствующим разрядным выходам .аналого-цифрового преобразователя, а входы адреса чтения подключены к соответствука им разрядным выхо дам старшей ячейки второго регистра сдвига, вход синхронизации блока вычисления промежуточных сумм подключен к выходу генератора нм ,пульсов, а выходы подключены к соот- .ветствующим информационным входам сумматора.

1062718

2. Коррелометр по п. 1, о т л ич а ю шийся тем, что блок вычисления промежуточных сумм содержит сумматор, элемент памяти, дешифратор и счетчик, содержащий (Ф+е+4 ) разрядов, разрядные выходы которого соединены с соответствующими входами дешифратора, а выходы Лк младших разрядов и выход старшего разряда счетчика подключены к соответствующим входам адреса записи элемента памяти, вход синхронизации которого объединен с входом синхронизации счетчика и является входом синхронизации блока, выход старшего разряда счетчика подключен к соответствующему входу адреса чтения эле1 изобретение относится к специализированным средствам вычйслительной техники и может быть использовано для .построения многоканальных релейных коррелометров случайных стационарных эргодических сигналов.

Известен коррелометр, реализующий релейный алгоритм. вычисления оценки взаимной корреляционной функции, содержащий линейно-частотный преобразователь, блок задержки, усилители-ограничители, элементы неоднозначности и накопители (13.

Однако сравнительно невысокое быстродействие этого коррелометра не позволяет исследовать высокочастотные сигналы.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и предлагаемому результату является устройство, содержащее аналого-цифровой преобразователь, информационный вход которого является первым входом коррелометра, управляющий вход аналого-цифрового преобразователя подключен к первому выходу бло- ка управления, соцержащего генератор импульсов и счетчик, а выходк первому входу дешифратора, содержащего элементы И или ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу .компаратора, первый вьЫод - к входу блока фиксации среднеквадратического отклонения, а второй выходк входу сумматора, вход управления которого соединен с вторым выходом счетчика, вход которого подключен к выходу блока фиксации среднеквадратического отклонения, а третий выход — к первому входу компаратора, второй вход которого является вторым входом. коррелсэ4етра (.2 3.

40 мента памяти, остальные входы адреcà чтения которого являются соответствующими входами адреса чтения блока, входы первой труппы выходов элемента памяти подключены к соответствующим входам первой группы информационных. входов сумматора, выходы которого подключены к соответствующим информационным входам . элемента памяти,.выходы второй группы выходов которого являются соответствующими выходами блока, вход управления режимом работы сумматора подключен к выходу дешифратора, а входы второй группы информациойных входов являются соответствующими информационными входами блока;

Недостатком известного устройства является относительно низкое быстродействие, обусловленное последовательнйм порядком обработки данных.

Цель изобретення - повышение быстродействия коррелометра, т.е. расширение частотного диапазона исследуемых сигналов.

Укаэанная цель достигается тем, что в многоканальный релейный коррелометр, содержащий аналого-цифровой преобразователь, информационный вход которого является первым входом коррелометра, а вход синхронизации объединен с входом синхронизации первого регистра сдвига и подключен к выходу К -ro разряда с «етчика, содерж щего (hA+m ) разрядов (где e = toy М, М вЂ” число отсчетов в -м блоке, 1,ИГ, выход старшего разряда, которого соединен с первым входом синхрони.зации второго регистра сдвига, содержащего Р ячеек (где и -число ординат корреляционной функции), вход счетчика объединен с вторым входом синхронизации второго ре- гистра сдвига и входом синхроииэа« ции сумматора и подключен к .выходу генератора импульсов, разрядные выходы старшей ячейки второго регистра сдвига подключены к соответствую щим входам первой группы входов первой ячейки, входы второй группы входов первой ячейки которого подключены к соответствующим разрядным выходам первого регистра сдвига, информационный вход которого подключен к выходу компаратора, вход которого является вторым входом коррЬлометра, введен блок вычисления промежуточных сумм, информационные

1062718 входы которого подключены к соответствующим разрядным выходам аналогоцифрового преобразователя, а входы адреса чтения подключены к соответствующим разрядным выходам старшей . ячейки второго регистра сдвига, вход синхронизации блока вычисления промежуточных сумм подключен к выходу генератора импульсов, а выходы подключены к соответствующим информационным входам сумматора.

Причем, блок вычисления промежуточных сумм содержит сумматор, элемент памяти и счетчик, содержащий (М+м + 1) разрядов, разрядные выходы которого соединены с соответствующими входами дешифратора, а выходы W младших разрядов и выход старшего разряда счетчика подключены к соответствукщим входам адреса за- 20 писи элемента памяти, вход синхронизации которого объединен с входом синхронизации счетчика и является входом синхронизации блока, выход . старшего разряда счетчика подключен 25 к соответствукжгему входу адреса

Чтения элемента памяти, остальные входы адреса чтения которого являются соответствующими входами адреса чтения. блока, выходы первой груп- 30 пы выходов элемента памяти подключены к соответствующим входам первой группы информационных входов сумматора, выходы которого подключены к соответствуихйим инФормационным 35 входам элемента памяти, выходи второй группы выходов которого являются саответствукгкгими выходами блока, вход управления режимом работы сугматора подключен к выходу дешиф- 40 ратора, а входы второй группы информационных входов являются соответст-. вующими информационными входами бло.ка.

На фиг. 1 изображена структурная схема многоканального релейного коррелометра на фиг, 2 — структурная схема блока вычисления промежуточных сумм.

Коррелометр содержит аналого-цифровой преобразователь (АЦП} 1, 50 блок 2 вычисления промежуточных суви, сумматор 3 ° компаратор 4, первый 5 второй 6 регистры сдвига, счет: ик 7, генератор 8 импульсов,Блок 2 вычисления промежуточных сумм содер- 55 жит сумматор 9, дешифратор 10, элемент 11 памяти и счетчик 12.

Коррелометр работает следукгщим образом.

Входной случайный сигнал X(t) 60 преобразуется в АЦП 1 в двоичные многоразрядные числа с частотой i равной частоте следования импульсов TH 1 выхода М -го разряда счетчика 7, содержащего (I +гп) pasps я дов, последовательность отсчетов входного сигнала разбивается.на блоки по N = 2 чисел Х;., где

О, 1...,, (Ю 1) — номер блока, О, 1...,, (М вЂ” 1) — номер числа в блоке. Из чисел каждого блока с номером i, поступающих с разрядных, выходов АЦП 1 на соответствующие входы одной из групп информационных входов сумматора 9, за время прохождения М импульсов ТИ 1 в блоке 2 формируется 2 сумм м-г

5А %=С(-1 Х, 2=0 где а - значения разрядов двоично2 го числа номера суммы А = (а,,а а; ... ., ам,г, А = О, 1, (>® - 1).

Pl)

Частота 1.г = /2, где Г частота выходных импульсов TH 2 генератора 8 импульсов. Импульсы ТИ 2 поступают на вход синхронизации элемента 11 памяти блока 2 вычисления промежуточных сумм и вход. счетчика 12, в котором формируется (М +в+ 1) — разрядный двоичный код (а 2, а„,..., а®+ состоящий из трех частей: а младших разрядов равны

А номеру суммы 8А,;, разряды .(а®, а„,г,..., а,,„)=,2-номЕРУ отсчета j(;. блока с номером i старший разряд а}, „= О при четном, а„+ = 1 при i нечетном. Для каждого зйаче» ния г(; число я поочередно принимаг2 ет значения от 0 до (2" - 1) .

В дешифраторе 10 формируется число а. = а а„а, +...+ аМ ...а которое поступает на вход управления режимом работы сумматора 9, работающего в режиме сложения, при а = О, и в режиме вычитания при

2 а = 1. Число а. равно значению разряда с номербм числа А

Элемент 11 памяти содержит 2 ячеек памяти, разрядность которых соответствует максимальному значению сумм $ ., . На входы åñà запи си элемента 11 памяти поступает с выходов М младших разрядов и старшего разряда счетчика 12 (М+ 1> -разрядный код (ао а г,..., àе-„а „2, а на входы адреса чтения (% + 1) -разрядный код, младшие щ разрядов которо- . го равны выходному коду регистра 6 сдвига, а старший разряд равен а -èíâåðñíîìó значению выходной величины старшего разряда счетчика 12. Элемент 11 памяти можно разбить на две половины по

2 ячеек, в правую из которых входят ячейки с номерами 0,1,. °, (И-1}, а во вторую — ячейки с номерами В,(M+1} ..., .(2M-1г . В ячейках с номерами А одной половины элемента 11 памяти находятся сфор1062718 мированные сулэ1ы 8Л;, в ячейках памяти другой половинй накапливаются сумма В ;+ При четных i(a+ = о) ячейки Йервой (второй) половины элемента 11 памяти подключаются к 9(3 ) сумиатору, при нечетных с сумматором 9(3 ) соединены ячейки второй (первой ) половины элемента 11. Промежуточное значение сумлы 8 )1из ячейки памяти с номеЯ н,)-1 ром А одйой иэ половины элемента 11 памяти поступает на соответствующие входы другой группы информационных входов сумматора,9 при высоком потенциале на входе синхроб иизацин элемента 11 памяти (ТИ 2=1} .

В сумматоре 9 к промежуточной сумме добавляется одно слагаемое

cI

Л i+1,j А,iu, j-1

Результат, при ТИ 2=0, записывается в ту же ячейку памяти с номером А. После окончанйя формирования

1О cyMM S,;,„ (через speMtt С „ = М „ =

= .M ° 2 /r ) половины элемента 11 памяти переключаются.

Пример формирования сумм ЯА; прн ш = 1, М = 2, А = (а0а„) .

0 1 2 3

0 0 0 0 0 0 9 =Х . Запись в первую половину блока 11

010 . t ai

1 1

1 0 01

2 О 1 0 0 0 9 «)(0 0 1 9„=-Х„.

000100.$.=$.+X.

0 1 0 0 S„=S. 1.g

11 1 О

2 0 1 1 0

2i 2i0 1

9 1 1 1 0 1 5 =5 -х

Э1 Ма 11

0 0 О 0 1 1 9 . =Х ° Запись во вторую половину блока 11.

0 1+1,0 0,1+1

1 1 0 0 1 1 .S1 ° 0=-Х„11++1

ВхоД"ой слУчайный сигнал 7(t) „ „ „ B ciop poBaHH, pe

ПРЕООРааУЕтСЯ В КОМПаратОРЕ 4 У СИГ- 5 сдвига Разрядные выходы

) я5 гистре сдви

g = если старшей ячейки регистра б сдвига если с 0 подключены к соответствующим входам который в М-м регистре э сдвига, к М младшим разрядам) адреса чтесодержащем М разрядов, квантуется импульсамн ТИ 1 по времени с частония элемента 11 памяти блока 2. той 1 и преобразуется в и-разряд- 46 На РазРЯдных выходах ар

На аз ядных выходах старшей ячейки регистра 6 сдвига с частотой ный двоичный код.В = (ъ@ ь,, „), где B,; = B ((Mi4)) SgJ поочередно формируются коды В„"» 1, В4.32, э .В;. которые выбирают из . элемента 11 памяти суммы з ф Э..=з1 в(ю(м; р )=(ц . 45 м-1 Ь д(®1

Второй регистр б сдвига содержит В = М.2 ячеек разрядности N, ф где к 0,1,...,(D-1). где Р - количество определяелых, Время выборки сумм при изменении ординат оценки корреляционной функ- от о др (Э-1) равно 1 4»щ,=@2 =.(„, ции. Импульсы ТИ 1, поступая с вы- т.е. за время цикла работЪи регистхода генератора 8 импУльсов íà сооТ- ра б сдвига в блоке 2 вычксления вествующий вхоД синхРонизации Ре-, о сф ируются гистра 6 сдвига сдвигают информа» цию в нем на одну М-раррядную ячейку. Разрядные выходы старшей ячейки 55 В сумматоре 3 ФормируЮтся суммы регистра б сдвига подключены к соот ветствующим входам первой группы ,входов первой (младшей) ячейки. им- Нк ам . е,,1-g "ij" @8 0 ") з1%"1 tt пульсы.TH Э, частота следования которых г = f, /и ./м 2™, поступая 60 которйе равны оценкам ординат релейс выхода старшего разряда счетчи- :,ной корреляционной функции, вычис Ъ . "1 ка 7 на другой вход синхронизации литых известньиж устройством по регистра 6 сдвига, записывают в его,MN отсчетам входных сигналов нри первую ячейку через соответствуищие D M 2 . Для,.получения к-й ординаа входы второй группы входов первой $$ ты оценки взаимной корреляционной

1062718 фиг.2

Составитель A. Иванова

Редактор Н.Лазаренко Техред М.надь Корректор.М.Шарсыи

Заказ 10220/51 Тираж 70б Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 функции R „ сигналов X(t) и Y(t) достаточно, как и в известном устройстве, значения Н умножить на пос. тоянный коэффициент g, завйсящий от закона распрделения входных сигналов.

Я„„(мкад„ » Н

Введение блока вычисления промежуточных сумм позволяет в М раэ повысить быстродействие коррелометра.

Действительно, если в известном устройстве для блоков Хр и В;, формирования сумами З производится за

М тактов, то в предлагаемом устройстве для каждого блока Х заранее, f5 независимо от значений сйгналу Y(tg, подготавливаются суммы В йри всех возможных значениях В и для конкретного В. в сумматор 3 из блока 2 -Ф однотакТной операцией вызывается соответствующая сумма. Если, например, М = 5, Р = 5 2 =- 160. f1 °3— частота квантования входных сигналов, то f> = 32f для предлагаемого коррелометра и. f> = 160f< для иэ1 вестного, что позволяет испольэовать элементы с меньшим быстродействием.

При одинаковой частоте следования импульсов ТИ 2 высшая частота исследуемых сигналов в М раэ выше в предлагаемом устройстве.