Дискриминатор временного сдвигадвух когерентных случайных сигналов

Союз Соаетских Социалистических РеспубликОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ нц 807314 АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 030479 (21) 2745406/18-2 51)М. Кл,рисоединением заявки Но 15 3 сударстаениый комитет СССР о делам изобретений и открытий(53) У етень Ко 7 публиковаио 23028 681.32 (088,8 Дата опубликования описан 23.02.8(72) Автор изобретения в,и. ев скйй ннИИИ 1(71) Заявите ковск ордена Ленина им. В,И. Ле олитехнина 54) ДИСКРИМИНАТОР ВРЕМЕННОГО СДВИГА КОГЕРЕНТНЫХ СЛУЧАЙНЫХ СИГНАЛОВ у и а х лиасо а5 ых систем качестве (измерилектронных регулиров 5 О Изобретение относится к вычи тельной технике и электронной а матике, касается дискриминатора менного сдвига, который предназ чен для выявления временного ра ласования в корреляционн и может использоваться в чувствительного элемента тельного устройства) в э системах автоматического ния,Известные диксриминаторы, в отличие от коррелометров, имеют характеристику (зависимость величины ;напряжения на выходе от .величины :временного рассогласования входных сигналов), являющуюся нечетной функцией и соответствующую дискриминаторной кривой, При подаче когерентных напряжений на входы известных дискриминаторов нуль напряжения на выходе (соответствующий нулю дискри" минаторной характеристики) получается при несовпадении во времени сигналов на входе,Известно корреляционное устрой- . ство, представляющее собой знаковый дискриминатор временного сдвига,. содержащий два усилителя-ограничителя, выходы которых соединены с входами двух схем совпаден я и двухсхем антисовпадения, дв триггера,входы первого изкоторы связанысоответственно с двумя схемами совпадения, а второго - со схемамиантисовпадения, четыре двухпозици. онных ключа, причем входы первыхдвух соединены соответственно сосхемами совпадения, а двух других -со схемами антисовпадейия,. Управляющие входы двух первых ключей подключены к выходам второго триггера, ауправляющие входы вторых ключей - квыходам первого триггера, и формирующий трйггер с интегрирующей цепьюна выходе, причем все первые выходыключей соединены с одним входом формирующего триггера, а все вторые выходы - с другим. устройство имеетхарактеристику, являющуюся нечетнойФункцией 1)н,Однако в такой схеме нуль дискриминаторной характеристики соответствует несовпадению во времени входных сигналов. Известное устройствовычисляет корреляционную функциюдвух входных случайных сигналов повероятностям совпадения их знаков.Если для простоты анализа представить, что входными сигналами55 являются гармонические когерентныеколебания с периодом Т, то нул напряжения на выходе дискриминатора(соответствующий нудь дискриминаторной характеристики) при относительном временном сдвиге входных сигналов равен Т/4. Кроме того, схемадискриминатора сложна. Для получениябольшой крутизны фронтов импульсовусилителя ограничители должны иметьбольшой коэффициент усиления. Полосызахвата и удержания днскрнминаторнойхарактеристики узкие. Известно, чтовид дискриминаторной характеристикизанисит от параметров входных сигналов. При гармонических когерентныхвходных сигналах с периодом Т известное устройство имеет (теоретически)характеристику с шириной захвата иудержания, равной Т/2.Известно также корреляционноеустройство, построенное по типу звукового коррелятора несовпадения знаков, содержащее усреднители, знаковые преобразователи, два элементаИ, выходы которых соединены с соответствующими входами элементов ИЛИ(2),Однако известноеустройство отличается сложностью конструкции.Цель изобретения - упрощение дискриминатора и расширение зоны линейности нечетной дискриминационнойхарактеристики,Поставленная цель достигаетсятем, что в дискриминатор временногосдвига, содержащий измерительный прибор, дна усреднителя, дна блока выделения знака входи которых янляются соответственно первым и вторымвходами дискриминатора, первые выходы блоков выделенияэнака подключены соответственно к первым входампервого н второго элементов И, вторые входы которых подключены соответственно ко вторым выходам второгои первого блоков выделения знаков,выход первого и второго элементовИ соединен с соответствующими входаии элемента ИЛИ, введены триггер,третий и четвертый элементы И, первыевходы которых соединены с выходомэлемента ИЛИ, а вторые - подключенысоответственно к первому и второмувыходам триггера, входы которогосоединены соответственно с первымвъйодом первого блока выделения знака н со вторым выходом второго блока выделения знака, выход третьегоэлемента И подключен к первому выводу измерительного прибора н ковходу первого усреднителя, выходчетвертого элемента Б соединен совторым входои измерительного прибораи со входом четвертого усредиителя.На фиг. 1 представлена блок-схема дискриминатора временного сдвига;на фнг. 2 - энюры напряжений в различных точках схемы,25 ЗО 35 45 50 60 б 5 Дискриминатор временного сдвигасодержит блоки 1 и 2 выделения знака(например триггеры Шмитта), элементыИ 3 и 4, элемент ИЛИ 5,триггер б,элементы И 7 и 8, измерительныйприбор 9, усреднители 10 и 11 и является знаковым.При сравнении но времени двухслучайных когерентных напряжений посовпадению их знаков возможны четырекомбинации знакон: (+ +) - совпадение положительных знакон 1 (- -)совпадение отрицательных знаков;(+ ") - антисонпадение положительных знаков; (- +) - антисовпадениеотрицательных знаков,Если обозначать стрелкой последовательность появления комбинацийзнаков, например (+ + -+ + -),Фо можно прочитать: за совпадением следуетантисовпадение положительных знаков.Пусть чередования. комбинаций знаков(- + -э- -) - обратной последовательностью и обозначаются ( ).Если имеется нременной сдвигмежду когерентными сигналами и первое напряжение опережает второе, тонаблюдается прямая последовательность чередований знаков. Если первое напряжение отстает от второго,то наблюдается обратная последовательность чередований знаков, Приотсутствии временного сдвига происходят чередования знаков (+ + - - -)и (- - -ф + +), которые назовем фнулевой последовательностью и обозначим (О) .На входы несимметричных триггеров 1 и 2 поступают когерентные случайные сигналы, между которыми требуется измерить относительный временной сдвиг, С помощью знаковыхпреобразователей производится клиппирование входных сигналон, Клиппирование напряжения на выходах преобразователей 1 и 2 содержит информацию только об изменениях знаковвходных сигналон,Дискриминатор временного сдвигавычисляет по вероятностям совпадения знаков функциюК (,) зцп (д) (1 Рс )9нгде1 при Ь= (-);здрав (Ь) = -1 при Д= ( );1 при -1 при Ь = (О)Определение К (С) может бытьпрактически реализовано путем логической сортировки импульсов, сигнализирующих о знакосонпаденнях входных сигналов, на две группы (надва канала) по признакам прямой иобратной последовательности чередования в каждой группе (каждом канале) импульсов, по времени и выделения их постоянной составляющей.Дискриминатор работает следующимобразом,На фиг. 2 показаны напряжениямежду выходами первого О и второгоб триггеров. При антисовпаденииположительных знаков, (+ -) этихнапряжений действует напряжение навыходе схемы совпадения 3 (фиг.2 в),при антисовпадении отрицательныхзнаков (- +) действует напряжениена выходе схемы совпадения элементаИ 4 (фиг. 2 г ). На выходе элементаИЛИ 5 действует напряжение как прикомбинации знаков (+ -), так и при(- +) (фиг. 2 д ) . С выхода элементаИЛИ 5 и выходов триггера б напряжения подаются на входы элементов И 7и 8, С помощью триггера б и элементов И 7 и 8 осуществляется логическая сортировка импульсов по признакам прямой и обратной последовательности, Триггер б управляетсяпередними фронтами положительных импульсов по одному входу с прямоговыхода блока 1, по второму входовс инверсного выхода блока 2, Нафиг, 26 показано напряжение междувыходами триггера б, При обратнойпоследовательности чередования знаков входных сигналов действует импульсное напряжение на выходе схемы совпадения элемента И 7 (фиг.2 ж),при прямой последовательности - навыходе схемы совпадения элемента И 8(фиг.2 ф ). Таким образом, определяется в приведенной выше формуле зна.чение множителя з 1 дп ( Ь ), Если импульсное напряжение появляется навыходе схемы совпадения 7, то этоозначает, что з 1 цп ( Ь ) = -1, если - на выходе схемы совпадения элемента И 8, то з 1 дп (Ь ) = 1,.Выше было показано, что К (С ) == Р . Вероятность РН может бйть вычислена по длительностям интерваловвремени, соответствующих совпадениюи несовпадению знаков входных сигналов (фиг, 2 ж, )нИ Тн(где Т - промежуток времени, за который производится усреднение;И - количество интервалов (импульсов) времени несовпадения знаков входных сигналовза время Т;длительность 1-го интервала(импульса) несовпадениязнаков входных сигналов, Другими словами РИ есть постоян:ная составляющая импульсного напряжения на выходах элементов И 7 или 8.Выделение постоянной составляющейосуществляется либо измерительнымприбором 9; либо интегрирующими цепями (интеграторами) 10 и 11. Нафиг, 2 ц, показана эпюра напряжениямежду выходами интегрирующих цепей10 и 11.Схема содержит небольшое количество элементов. Наиболее рационально устройство можно выполнитьна интегральных микросхемах, либона транзисторах и полупроводниковыхдиодах. Возможно создание дискрими натора в виде интегральной микросхемы в одном блокеформула изобретенияДискриминатор временного сдвигадвух когерентных случайных сигналов,содержащий измерительный прибор, дваусреднителя два блока выделениязнака, входы которых являются соот 25 ветственно первым и вторым входамидискриминатора, первые выходы блоковвыделения знака подключены соответственно к первым входам первого ивторого элементов И, вторые входыЗр которых подключены соответственно ковторым выходам второго и первогоблоков выделения знака, выходы первого и второго элементов И соединеныс соответствующими входами элементаИЛИ,. о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью упрощения дискриминатораи расширения зоны линейности нечетной дискриминационной характеристики,в дискриминатор введены триггер, третий и четвертый элементы И, первые0 входы которых соединены с выходом .элемента ИЛИ, а вторые - подключенысоответственно к первому и второмувыходам триггера, входы которогосоединены соответственно с первым4 выходом первого блока выделения знака и со вторым выходом второго блокавыделения знака, выход третьего элемента И подключен к первому выводуизмерительного прибора и ко входуо усреднителя, выход четвертого элемента И соединен со вторым выводом измерительного прибора и со входомвторого усреднителя,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРМ 271909, кл. б Об 6 7/52, 1970.2. Курочкин С.С. Многоканальныесчетные системы и коррелометры.М.,Энергия, 1972, с. 223-228.8 О 7 314 Составитель В. ЖовинскийТехред С. Беца Корректор О. Билак дактор Н. Лаза 4/75 Тираж 756 ВНИИПИ Государственног по делам изобретени 113035, Москва, Ж"35, РаушЗака лиал ППП "Патент", г. Ужгород,.ул. ПроектнаяПодписноекомитета СССРи открытииая наб., д 4