Коррелятор

Союз Советских Социалистических Республикс присоединением Гоеударетвениый комите Приоритет нистров ССС 681,333(088,8)(53 етсньпубликовано 30.05,77. ата опубликования оп ол изооретениткрытнй я 27.06.7 са 2) Автор изобретени) КОРРЕ на уровне шумов ввиду, с одной стороны, малости используемой упругон нелинейности и болыпого ослабления (около 90 дБ), а с другой - ограниченной амплитуды акустических волн, возбуждаемых в звукопроводе,Цель изобретения - упрощение устройства при получении любого заданного соотношения скоростей сигналов, кроме этого, повышение мощности его ьыходного сипала.Это достигается тем, что первая линия задержки выполнена акустической на звукопроводе из материала. обладающего упругоэлск. трической нелинейности, а вторая - электромагнитной, отводы второй линии задержки, подключены к электродам, размещенным через равные расстояния вдоль первой линии задержки, а выходом устройства является выход фильтра, вход которого соединен с одних пз отводов второй линии задержки.Схема предлагаемого устройства показана на чертеже.Устройство содержит две линии задержки для входных сигналов Р(1) и 6, связанных друг с другом. Первая акустическая линия задержки представляет собой звукопровод 1, выполненньш из диэлектрического материала, обладаошего упругоэлектрической нелинейно- стью, на входной его торец подается сигнал г, а выходной соединен с согласованной нагрузкой 2. На звукопровод периодически Изобретение относится к устроиствам для аналоговой корреляционной обработки сигналов и используется в вычислительной технике для вычисления корреляционной функции двух стационарных сигналов, т. е. для одновременного выполнения операций задержки перемножения и усреднения сигналов. Корреляторы применяются также для повышения помехозащищенности и распознавания кодированных сигналов в системах связи, радиои гидролокации.Известны корреляторы 11, содержащие блоки задержки перемножения и усреднения. К недостатку этих устройств следует отнести сложность выполнения блоков перемножения.Известен коррелятор - прототип 12, содержащий фильтр, первую и вторую нагруженные линии задержки, вход первой из которых является первым входом устройства, а вход второй - вторым, использующий нелинейное взаимодействие акустических поверхностных волн,Однако в таком устройстве, во-первых, скорости распространения входных сигналов не могут произвольно регулироваться для решения каждой конкретной задачи, а определяются материалом звукопровода акустических линий, и возможности регулировки требуют значительного усложнения у.стройства. Во-вторых, выходной сигнал очень мал и находится 10 15 20 25 30нанесены электроды 3, 4, В качестве нелинейного диэлектрика звукопровода могут быть использованы монокристаллы ниобата лития, кварца, титаната стронция и твердых растворов на его основе, танталата ниобата калия и другие, а также керамические параэлектрики типа титаната бария-стронция и титаната стронция-свинца (на параэлектрики подается постоянное смещающее напряжение). Звуко- провод мояет быть монолитным или составным из отдельных секций нелинейного диэлектрика, а также из секций нелинейного диэлектрика, разделенных секциями линейного диэлектрика без электродов. Он может быть рассчитан па распространение как объемных, так и поверхностных волн. Длина звукопровода берется такой, чтобы время распространения акустической волны в нем Т = //о(1 - длина, о - скорость акустической волны) было больше длительности импульсов обрабатываемых сигналов.Вторая линия задержки для сигнала 6(1) взята электромагнитной, Она образована катушками индуктивности, соединяющими отдельные секции электрода 3, и емкостями отдельных секций. Выходой конец электромагнитной линии нагружен согласованным сопротивлением, Направление распространения сигнала в электромагнитной линии мояет совпадать или быть противоположным направлению распространения в акустической линии. С электромагнитной линии через фильтр 5 снимается выходной сигнал Ф(1), На входе и выходе электромагнитной линии могут быть установлены фильтры-пробки для выходного сигнала, например конденсаторы б, 7, если выходной сигнал низкочастотный.Работает устройство следующим образом.На вход звукопровода 1 подается импульсный акустический сигнал Р(Ц, например, с пьезоэлектрического преобразователя или неиосрсдственно из водной среды (в гидролокации). Пройдя звкопровод со скоростью а, оп поглощается нагрузкой 2. Одновременно па электромагнитную линию передачи подается сигнал 6(1) от местного генератора. Пройдя по линии со скоростью о, он поглощается нагрузочным резистором. Электрическое напряжение электромагнитной волны на емкостях модулирует упругие константы материала звукопровода между соответствующими электродами за счет упругоэлектрической нелинейности, модулируя при этом и акустическую волну Р(Ц, распространяющуюся в звукопроводе. В результате нелинейного взаимодействия сигналов Р(1) с частотой в, и 6(Ц с частотой со появляются сигналы комбинационных частот, в частности о+н и о - н. Лмплитуды сигналов комбинационных частот о. - н прямо пропорциональны произведению амплитуд Р и 6(1) в соответствующих точках линии, Снимаемый суммарный по длине линии сигнал Фявляется корреляционнойфункцией двух входных сигналовФ(У) =а Р(-.) 6 Гл+ (1 - я) сК-.,д- хгде масштабный коэффициент а прямо пропорционален амплитудам входных сигналовг и 6 и коэффициенту упругоэлектрической нелинейности материала звукопровода10е=о/опричем е)0 для волн, распространяющихся в одном направлении, и е(0 длявстречных волн. Расширение пределов интегрирования до - с в : +справедливо, таккак при выбранной длине звукопровода ре 15альное время интегрирования Т больше длительности импульсов сигналов,Преимуществом предлагаемого корреляторапо сравнению с прототипом является, во-первых, возможность варьирования и подбора соотношения скоростей е, что достигается соответствующим выбором величины индуктивностей электромагнитной линии. Это расширяеткруг логических операций, выполняемых устройством, позволяет произвольно изменятьмасштаб времени выходного сигнала. Во-вторых, по электромагнитной линии можно передавать сигнал значительно большей мощности, чем по акустической, что в сочетании сбольшей величиной упругоэлектрической неЗ 0 линейности по сравнению с упругой обеспечивает значительно большие мощности выходного сигнала коррелятора, Наконец, в предлагаемом устройстве облегчается проблема развязки входных сигналов.35 Формула изобретенияКоррелятор, содержащий фильтр, первую и 40 вторую нагруженные линии задержки, входпервой из которых является первым входом устройства, а вход второй - вторым, отлич а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения устройства при получении заданного соотно шения скоростей сигналов, первая линия задержки выполнена акустической на звукопроводе из материала, обладающего упругоэлектрпческой нелинейностью, а вторая - электромагнитной, отводы второй линии задержки 50 подключены к электродам, размещенным через равные расстояния вдоль первой линии задержки, а выходом устройства является выход фильтра, вход которого соединен с одним из отводов второй линии задержки.55 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. новинский В. Н Арховский В, Ф. Корреляционные устройства. М Энергия, 1974, с. 1 5, 128.60 2. Каринский С, С. Устройства обработкисигналов на ультразвуковых поверхностных волнах. М., Сов. радио, 1975, с, 104 в 1.Грузова едак Тираж 815Совета Министри открытийская наб., д. 4/5 Типография, пр. Сапунова, 2 Заказ 1379/17ЦНИИП Изд.501Государственного комитетапо делам изобретений113035, Москва, Ж, Рауш Корректор Н, АуПодписнов СССР