Цифровой двоичный коррелометр

Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 19.07.79 (21) 2799725/18-24 51)м з с присоединением заявки Йо О 06 Г 15/336 Государственный комитет СССР ио дедам изобь.тений и откРытий(23) Приоритет Опубликовано 230581. Бюллетеиь Йо 19 Дата опубликования описания 23. 05, 81.2. Р 2) Авторы изобретени 71 Заявит 54) ЦИФРОВОЙ ДВОИЧНЫЙ КОРРЕЛОМЕТ ройства обходиопера- ответвсего эа счет межуточ ебуются Однако структурдостаточно сложнаямости множества прций, для которых тствующие блоки.Наиболее близкиявляется устройствлучать корреляцион аемомущее постаци к предл позвол ые функцоИзобретение относится к устройствам обработки информации и предназначено для определения вэаимокорреляционной функции случайных сигналов и может быть использовано для помехоустойчивого измерения параметров радиолокационных сигналов, а также в системах связи и автоматики.Известно устройство, позволяющее получать корреляционные функции сигналов с помощью преобразования ФурьеУолша, содержащее генераторы функции Уолша, блоки умножения и блоки интегрирования, с помощью которых осуществляется спектральное преобразование Фурье-Уолша и вычисляются значения корреляционной функции. Эти узды имеют сравнительно простую структуру и реализация каждого из них средствами аналоговой и/или цифровой техни- . ки не вызывает затруднений 1 . нарных эргодических случайных процессов. Устройство содержит сумматор,блок управления, подключенный ковходу генератора функций Уолша, выходы которого подключены к первымвходам первого и второго блоков умножений, вторые входы которых являются соответственно первым и вторымвходами коррелятора, выходы блоковумножения через соответствующие блокиинтегрирования подключены ко входампервого и второго блоков памяти,второй генератор функций Уолша,выходы которого подключены к первому 5 входу четвертого блока умножения,второй, вход которого соединен с выходом третьего блока умножения, входыкоторого подключены соответственнок выходам первого и второго блоков 20 памяти, выходы четвертого блока умножения соединены со входами сумматора.Два первых блока умножения и соответствующие им блоки интегрированияпредставляют собой два функциональ-ных узла, осуществляющие спектральное преобразование Фурье-Уолша иформирующие на выходах соответствующих интеграторов коэффициентыразложения случайных сигналов в орт 0 гональном базисе фурье-Уолша 2 , 8325 б 1Недостатком устройства является его сложность., Следует отметить, что получение коэффициентов разложения может быть осуществлено по алгориТму, отличающемуся от применяемого в известном в частности, по алгоритму быстрого преобразования фурьеУолша, для реализации которого требуются другие блоки, соединенные особым способом. Кроме того, коэффициенты разложения можно получать с помощью средств цифровой техники, где операции умножения и интегрирования заменяются операциями сложения,. Поэтому целесообразно блоки умножения и интегрирования, с помощью ко- торых осуществляется получения коэффициентов разложения в ортогональном базисе Уолша, выделить в единые функциональные блоки - блоки преобразования Фурье-Уолша, 2 ОЦель изобретения - упрощение конструкции устройства.Указанная цель достигается тем,что в цифровой двоичный коррелометр, 25содержащий генератор Функций Уолша,выход которого соединен с первымивходами преобразователей Фурье-уолша,второй вход первого из которых является первым входом коррелометра,выходы преобразователей Фурье-Уолшаподключены соответственно к информационным входам первого и второгоблоков памяти, выходы которых соеди- .нены соответственно с первым и вторым входами блока умножения, управляющие входы блоков памяти и генератора функций Уолша соединены соответственно о первым и вторым выхода.ми блока управления, введен коммутатор, первый вход которого является 4 Овторым входом коррелометра, второйвход подключен к выходу блока умножения, третий вход коммутатораподключен к третьему выходу блокауправления, а выход коммутатора соединен со вторым входом второго преобразователя Фурье-Уолша.. На чертеже представлена функциональная схема цифрового двоичногокоррепометра. 50Устройство содержит генератор 1функций Уолша, два преобразователя2 и 3 Фурье-Уолша (в известномустройстве преобразование ФурьеУолша осуществляют два первых блокаумножения и соединенные с ними интеграторы), первые входы которых соединены с выходами генератора функцийУолша, второй вход одного из нихявляется первым входом устройства,два блока 4 и 5 памяти, соединенные 60соответственно с выходами преобразователей 2 и 3, блок б умножения, входы которого соединены с одноименными выходами блоков 4 и 5 памяти,коммутатор 7, первый вход которого 65 является вторым входом устройства, второй вход коммутатора соединен с вЫходом блока б умножения, а выход соединен со вторым входом второго преобразователя 3 фурье-Уолша, блок 8 управления, соединенный с генератором 1 функций Уолша, блоками 4 и 5 памяти и коммутатором 7 и осуществляющий их взаимодействие, и выход коррелометра, являющийся выходом блока 5 памяти.Блок 8 управления содержит генератор 9 синхрониэирующих импульсов, выход которого соединен со входом генератора 1 Уолша, счетчик 10, вход которого соединен с выходомгенератора 9, а выходы разрядов счетчика подключены к управляющим входам коммутатора 7, а также к управляющим входам 4 и 5 памяти и триггер 11 формирования сигнала концаработы, вход которого соединен с выходом переполнения счетчика 10, анулевой выход триггера соединен со входом запуска генератора 1 Уолша,Коррелометр работает следующимобразом,По сигналу "начала работы"счетчик 10 и триггер 11 устанавливаются в нулевое состояние, прикотором коммутатор 7 подключает кблоку 3 входной сигнал у(с),а с нулевого выхода триггера 11 сигнал запуска поступает на генератор 1,который запускаясь этим сигналом,вырабатывает функции Уолша, которыепоступают на первые входы преобразователя 2 и 3 Фурье-уолша, Работа генератора 1 синхронизируется импульсами, поступающими с выхода генератора 9, а количество. этих импульсов подсчитывается счетчиком 10,Код в счетчике 10 соответствует временному интервалу генерирования функций Уолша генератором 1. В течение времени, соответствующему интервалу ортогональности,на котором осуществляется преобразование ФурьеУолша, коммутатор 7 подключает ко второму входу преобразователя 3)те входы коммутатора, на которые поступает сигнал у(с). На первый вход преобразователя 2 поступает входной сигнал х(с), Преобразователи 2 и 3 реализованы на схемах цифровой техники, поэтому в них операции умножения и интегрирования заменены более простыми операциями сложения. На выходах преобразователей 2 и 3 формируются коэффициенты разложения а и б: входных сигналов в базисе функций Уолша Ч.(с)=о ф,-рСуммирование по аргументу производится на интервале ортогональносЦиФровой двоичный коррелометр, содержащий генератор функций Уолша, выход которого соединен с первыми входами преобразователей Фурье-Уолша, второй вход первого из которых является первым входом коррелометра, выходы преобразователей Фурье-Уолша подключены соответственно к информационным входам первого и второго блоков памяти, выходы которых соединены соответственно с первыми и вторыми входами блока умножения, управляющие входы блоков памяти .и генератора функций Уолша соединенысоответственно с первым и вторым выходами блока управления, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения, в коррелометр введен коммутатор, первый вход которого является вторым входом коррелометра, второй вход подключен к выходу блока умножения, третий вход коммутатора подключен к третьему выходу блока управления, а выход коммутатора соединен со вторым входом второго преобразователя Фурье-уолша. Ю -1(-,р (3)50 ти, соответствующем прохождению и синхроимпульсов на вход счетчика 10. По окончанию интервала ортогональности генератор 1 оказывается в исходном состоянии и готов к формированию нового цикла функций Уолша. К этому моменту времени формирование коэффициентов разложения завершено и их значения по сигналу от блока 8 управления записываютея в блоки 4 и 5 памяти, откуда далее поступают на первые и вторые входы соответственно блока б умножения, где Формируются коэффициенты разложения взаимокорреляционной Функции этих сигналов9К= аЬ,) 15Запись коэффициентов а, Ь в блоки 4 и 5 памяти и формирование хотя бы первого коэффициента разложения корреляционной Функции К = а Ь8производится по одному сйнхроимйуль п су. Далее генератор 1 начинает Формировать новый цикл функций Уолша, а коммутатор 7 подключает по. сигналам управления от счетчика 10 ко второму входу преобразователя 3 25 значения коэффициентов Кф, которые формируются или сразу после записи коэффициентов а;, Ь в блоки 4 и 5 памяти или же по мере поступления синхроимнульсов.Но аналогии с выражением (1) в преобразователе 3 осуществляется операция 1( И- е К (Ф)=М Г К. М(2)где ) - аргумент, по которому производится суммирование и те-кущее значение которого соответствует коду счетчика 10;С - номер функции Уолша. 40Известно, что система функций уолша на интервале ортогональности симметрическая, то есть переменныеТ в обозначении И,равноправны и их можно менять местами. Поэта му выражение можно записать также следующим образом Из выражения (3) видно, что на данном этапе в преобразователе 3 осуществляется операция получения корреляционной Функции по коэффициентам разложения К. в ортогональ.Ном базисе функций Уолша,Момент окончания Формирования значений К Е (т) и окончания работы. устройстваопределяется моментом переполнения счетчика 10, что соот ветствует завершению формирования цикла фуНкций Ис). По сигналу переполнения триггер 11 окончания работы опрокидывается, сигнал с нулевого выхода триггера 11 блоки рует работу генератора 1. По этому сигналу значения К Е (Ф) переписываются в блок 5 памяти и могут быть введены на внешние регистрирующие устройства.В связи с введением в схему устройства нового блока " коммутатора, образовалась новая связь этого блока с блоком управления. В связи с введенными изменениями блок управления не усложнился, так как генератор 9 импульсов, счетчик 10 и триггер 11 являются узлами, осуществляющими необходимые Функции блока управления и наличие которых обязательно для любого варианта блока управления; с помощью генератора 9 осуществляется синхронизация работы генератора функций Уолша,счетчик 10 определяет интервал ортогональности функций Уолша, триггер 11 ,осуществлят запуск генератора функций Уолша и определяет момент окончания работы устройства.По сравнению е известным кон-. струкция предлагаемого устройства проще, так как она не содержит сложных блоков - второго генератора функций Уолша, четвертого блока умножения и соединенного с ним сумматораПредлагаемый цифровой двоичный коррелометр, сочетая в себе простоту аппаратурной реализации с достаточно высокой точностью работы, может найти широкое применение в измерительцой технике и в системах связи и автоматики. Формула изобретения832561 дачам ра погажу Составитель В. ЖовинскнйТехред А. Ач Корректор Н. С Редактор М. Ликович Эакаэ 3748/7 аж 745 ударственного изобретений а Ж, Ра4 Тир Подписно ВНИИПИ Гос комитета СССР по делам и открытий 113035, Москв ушская наб., д. 4/ лиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, е Источники информации,принятые .во внимание при экспертизе1. Ситников.О.П., Глызин В,И.Применение функций Уолша для построе-.- ния схем корреляторов. Труды Уральского политехнического института, 1965, Р 149.2. Авторское свидетельство СССР Р 557385, кл. 6 06 6 7/19, 1976.