Знаковый коррелятор

1 13525Изобретение относится к некогерентному приему амплитудно- и частотно-манипулированных сигналов и может быть использовано при проектировании на элементах цифровой техники корреляционных приемников амплитудно- и частотно-манипулированных сигналов(с пассивной и активной паузой).Цель изобретения - повышение надежности работы.На чертеже изображена структурная схема коррелятора.ФЗнаковый коррелятор содержит усилитель-ограничитель 1, генераторы2 и 3 прямоугольных импульсов, четыреканала 4-1, 4-2, 4-3, 4-4 обработкисигналов, элемент ИЛИ 5, элементНЕ 6, элементы И 7-8, реверсивныйсчетчик 9, генератор 10 тактовых импульсов, кольцевой распределитель 11импульсов и элемент ИЛИ-НЕ 12. Каждыйканал обработки содержит элементыИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 13-15, П-триггер 16,элемент НЕ 17, элементы И 18-20 иреверсивный счетчик 21, информационный вход 22, установленный вход 23,выход 24.Коррелятор работает следующимобразом.Входной анализируемый сигнал поступает на вход 22 устройства, откудапоступает на вход усилителя-ограничителя 1, который обеспечивает выде 35ление знаковой функции входного сигнала на выходе усилителя-ограничителя1, причем положительному значениювходного сигнала на выходе усилителя-ограничителя 1 соответствует еди 40ничный логический сигнал, а отрицательному и нулевому значению сигналасоответствует нулевой логический сигнал на выходе усилителя-ограничителя 1,45Генератор 2 вырабатьвает прямо- угольные импульсы со скважностью равной 2 и сдвинутые друг относительно друга на 90 . Аналогичные сигналы,50 но только с частотой повторения Г 2, формирует на своих выходах генератор 3. Сигналы на выходах генераторов 2 и 3 имеют нулевой и единичный логические уровни.Сигнал Х с выхода усилителя-огра 55 ничителя 1 поступает на первые входы элементов 13 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ в каждом канале. оо 2На вторые входы этих элементовподаются с выходов генераторов 2 и 3,соответственно сигналы У 1, У"1, У 2и У 2.В результате на выходе элемента 13первого канала 4-1 формируется функция несовпадения знаков сигналовХ и У 1, на выходе элемента 13 второгоканала 4-2 формируется функция несовпадения знаков сигналов Х и 71, ана выходах элементов 13 третьего 4-3.и четвертого 4-4 каналов формируютсясоответственно функции несовпадениясигналов Х и 72 и сигналов Х и 72.На вход 23 коррелятора поступаюткороткие импульсы сигнала установки,которые обеспечивают начало новогоцикла работы. Под действием этогоимпульса реверсивные счетсики 9 и 21устанавливаются в исходное (нулевое)состояние, в распределителе 11 импульсов в первом рязряде устанавливается "единица", а в остальных пятиразрядах - "нули",После окончания сигнала установки"единица" в распределителе 11 импульсов начинает продвигаться покольцу под действием импульсов, поступающих на его тактовый - вход свыхода генератора 10.Импульсы с выходов первого и второго разрядов распределителя 11 импульсов через элемент ИЛИ-НЕ 12 поступают на третьи входы элементовИ 7 и 8, и на первый входы элементовИ 18 и 19 каждого канала обработки иудерживают эти элементы закрытыми поэтим входам. Импульсы с выходов третьего, четвертого, пятого и шестогоразрядов распределителя 11 импульсовпоступают на вторые входы элементовИ 20 соответственно первого, второго,третьего и четвертого каналов обработки, открьвая эти элементы для прохождения через них сигнала с выходовэлементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕИЛИ 15 на входы элемента ИЛИ 5, а через него иэлемент НЕ б - на вторые входы элементов И 7 и 8, на первые входы которых поступают с выхода генератора 19.За время действия импульса навтором входе каждого элемента И 20каналов обработки в зависимости отуровня сигнала ( единица ипи нуль)наего первом входе, соответственнона вход суммирования или вычитанияреверсивного счетчика 9 через открытый по двух входам (второй и третий)элемент И 1 или И 8 поступает один импульс с выхода генератора 10.При перезаписи единицы" во второй разряд распределителя 11 импульсов с выхода его второго разряда натактовые С-входы О-триггеров 16 поступает один тактовый импульсПод действием переднего фронта этого импульса, сигналы на выходах Р-триггеров 16 принимают значения функций несовпадения знаков сигналов, которые действуют в эти моменты времени. на входах соответствующих элементов 13 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ. Сигналы на выходах элементов НЕ 17 будут инверсными по отношению к сигналам на выходах 0-триггеров 16 соответствующих каналов обработки.Если в момент поступления импульса на тактовый С-вход Р-триггера 16 сигналы на входах соответствующего элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕГО ИЛИ 13 имеют одинаковые логические уровни (знаки), то на его выходе и выходе Р-триггера 16 установятся нулевые логические уровни, а на выходе элемента НЕ 17 единичный логический уровень. Поэтому импульс положительной полярности, формируемой на выходе элемента ИЛИ-НЕ 12 и равной по длительности четырем периодам следования импульсов генератора 10 (с третьего по шестой периоды), проходит через элемент И 18 на вход суммирования счетчика 21. В случае несовпадения знаков сигналов на входах элемента 13 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, этот импульс поступает через элемент 1И 19 на вход вычитания счетчика 21. Срабатывание счетчика происходит по заднему фронту данного импульса, т.е. срабатывание производится в момент перезаписи "единицы" в распределителе 11 импульсов из шестого разряда в первый. Таким образом, за время между двумя импульсами сигнала установки, в счетчике 21 первого 4-1 и третьего 4-3 каналов обработки, формируются оценки действительных частей обобщенных коэффициентов знаковой взаимной корреляции между входным сигналом Х и сигналами 71 и 72, которые формируют генераторы 2 и 3 на частотах Г 1 и Г 2, Соответственно в счетчиках 21 второго 4-2 и четвертого 4-4 каналов обработки формируются оценки мнимых частей обобщенных коэффициентов знаковой взаимной кор" реляции между входным сигналом Х и соответствующими сигналами У"1 иУ 2.5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Процесс вычисления и сложения модулей действительной и мнимой частейобобщенного коэффициента знаковойвзаимной корреляции входного сигналаи опорных сигналов, формируемых генератором 2, процесс вычисления исложения модулей действительной имнимой частей обобщенного коэффициента знаковой взаимной корреляциивходного сигнала Х и опорных сигна-,лов, генерируемых генератором 3 ивычитание полученных при этом второйсуммы из первой, производится в реверсивном счетчике 9.Нулевой логический уровень сигнала на выходе старшего разряда счетчика 21 означает, что в остальных разрядах этого счетчика в прямом кодезаписано положительное число, аединичный логический уровень - отрицательное число в дополнительномкоде. Возможны три случая: число,записанное в счетчике 21, положительное; число, записанное в счетчике 21,отрицательное;число, записанное всчетчике 21, равно нулю,Сигнал на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 15 каналов обработки4-3 и 4-4 является суммой по модулю 2 сигналов, действующих на выходе0-триггера 18 и на выходах "Заем" истаршего разряда счетчика 21 соответствующих каналов обработки (4-3и 4-4). а сигнал на выходе элементаИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 15 каналов обработки4-1 и 4-2 является инверсным значени-,.ем суммы по модулю 2 сигналов, действующйх на выходе 0-триггера 16 и навыходах "Заем" и старшего разрядасчетчика 21, соответствующих каналовобработки, так как в первом случаепервый вход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ14 подключен к входу элемента НЕ 17,а во втором случае - к его выходу.Для каналов обработки 4-1 и 4-2уровень сигнала на.выходе элементаИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 15 во время действияимпульса на одном из счетных входовсчетчика 21 имеет единичный логический уровень, если модуль числа в соответствующем счетчике 21 увеличивается и - нулевой логический уровень,если модуль числа в соответствующемсчетчике 21 уменьшается. Для каналовобработки 4-3 и 4-4 сигнал на выходеэлемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 15 будетиметь нулевой логический уровень приувеличении модуля числа в счетчике513 21 и единичный логический уровень при уменьшении модуля числа в счетчике 21. Если за время одного такта работы генератора 10 сигнал на первом входе элемента И 20 (выход элемента 15), открытого по второму входу сигналом единичного логического уровня, поступающего с выхода распределителя 11 импульсов, будет иметь единичный логйческий уровень то элемент И 7 будет открыт по двум входам, и через него на вход суммирования счетчика поступит один импульс с выхода генератора 10. Если уровень сигнала на первом входе элемента И 20 будет нулевой, то будет открыт по двум входам элемент И 8 и импульс с выхода генератора 10 поступит на вход вычитания счетчика 9. При поступлении на вход 23 сигнала установки, счетчики 9 и 21 устанавливаются в исходное состояние (во всех разрядах записаны "нули"), а в первый разряд распределителя импульсов 11 записывается "единица".Если в счетчике 21 первого канала обработки будет записываться положительное число (число импульсов, поступающих на вход вычитания этого счетчика меньше числа импульсов, поступающих на вход суммирования), то количество импульсов, поступающих на входы суммирования и вычитания счетчика 21 будет равно количеству импульсов, поступающих на соответствующие входы счетчика 9 в моменты времени, когда элемент И 20 данного канала обработки открывается импульсом . с выхода распределителя 11 импульсов,Таким образом, если бы за один цикл работы распределителя 11 импульсов импульс с его выхода поступал бы на второй вход элемента И 20 только первого канала 4-1 обработки, а на первые входы элементов И 7 и 8 только в момент действия этого импульса поступал тактовый импульс с выхода генератора 10, то в счетчике 21 первого канала 4-1 обработки и в счетчике 9 1будут записаны одинаковые положительные числа.Для правильной работы коррелятора необходимо, чтобы число разрядов в счетчике 9 и в счетчиках 21 каналов обработки удовлетворяло неравенству нТ29о52500 6 где Т - период следования импульсов сигнала готовности;- период следования импульсов на выходе элемента ИЛИ-НЕ 12,5. разряда реверсивного счетчика соединен с первым входом второго элементаИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, вторые входы элементов И обоих каналов обработки сигнала объединены, входы начальнойустановки реверсивных счетчиковобъединены и являются установочнымвходом коррелятора, второй вход перЗ 5 вого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ первого канала обработки сигнала и второй 40 45 50 10 15 20 25 Формула изобретения Знаковый коррелятор, содержащий усилитель-ограничитель, вход которого является информационным входом коррелятора, первый генератор прямоугольных импульсов, генератор такто" вых импульсов, два канала обработки сигнала, каждый из которых содержит три элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, элемент НЕ, два элемента И и реверсивный счетчик, причем в каждом канале обработки сигнала первый вход первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ подключен к выходу усилителя-ограничителя, входы суммирования и вычитания реверсивного счетчика подключены соответственно к выходам первого и второго элементов И, первые входы которых подключены соответственно к выходу и входу элемента НЕ, выход старшего вход первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ второго канала обработки сигналаподключены соответственно к первомуи второму выходам первого генераторапрямоугольных импульсов, о т л и ч аю щ и й с я .тем, что, с целью повышения надежности работы, в него введены второй генератор прямоугольныхимпульсов, третий и четвертый каналыобработки сигналов, последовательновключенные дополнительные элементы ИЛИ и НЕ, первый и второй дополнительные элементы И и реверсивныйсчетчик, входы суммирования и вычита".ия которого подключены соответственно к выходам первого и второго дополнительных элементов И; первые входы которых подключены к выходугенератора тактовых импульсов, вторые входы - подключены соответствечно к входу и выходу дополнительного элемента НЕ, распределитель импульСоставитель Е. Техред М. Ходан имо орректор А. Тяско Редакто еред Заказ 5567/ Подписноитета СССРткрытийнаб д, 4/ 9 Тираж 671ВНИИПИ Государственного копо делам изобретений и 113035, Москва, Ж, Раушска роизводственно-полиг фическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,7 13525 сов, тактовый вход которого подключен к выходу генератора тактовых импульсов, элемент ИЛИ-НЕ, входы которого подключены соответственно к выходам первого и второго разрядов распреде 5 лителя импульсов, а во все каналы обработки сигналов введены Р-триггер и третий элемент И, причем в каждом канале обработки сигналов выход 0-триггера подключен к входу элемента НЕ, а его Р-вход соединен с выходом первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первый вход третьего элемента И подключен к выходу второго элемента ИСКЛЮЧАЮЦ 1 ЕЕ ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу третьего элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первый вход которого подключен к выходу Заем реверсивного счетчика, второй вход третьего элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ первого и второго каналов обработки сигналов подключен к выходу элемента НЕ, а третьего и четвертого каналов обработки сигналов - к входу элемента 26 НЕ, причем первые входы первых элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ третьего и четвертого каналов обработки сигналов подключены к выходу усилителя- ограничителя, вторые входы первых элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ третьего и 00 8четвертого каналов подключены соответственно к первому и второму выходам второго генератора прямоугольныхимпульсов, выходы третьих элементовИ всех каналов обработки сигналовподключены соответственно к входамдополнительного элемента ИЛИ, вторыевходы третьих элементов И всех каналов подключены соответственно к выходам третьего, четвертого, пятогои шестого разрядов распределителяимпульсов, выход элемента ИЛИ-НЕподключен к третьим входам первого ивторого дополнительных элементов Ии к вторым входам первого и второгоэлементов И всех каналов обработкисигналов, тактовые входы 0-триггероввсех каналов обработки сигналов объединены и подключены к выходу второгоразряда распределителя импульсов,вход установки которого соединен свходами установки дополнительногореверсивного счетчика, реверсивныхсчетчиков третьего и четвертого каналов обработки сигналов и подключен к установочному входукорреллятора выход старшего разряда дополнительного реверсивного счетчика является выхо -дом коррелятора.