Цифровой коррелятор

(54) Ц (57) И 24-2 Бюл. М 19й политехнический инстиельн овыв ре дл текущ мяко, Ю.Ф, КутБ. Мартынюк тел ное зн функци 8) Р82. с довате отличи ьство 5/336 1 Ь СЭ СЬ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР(56) Авторско И 1045233, кл ИФРОВОЙ КОРРЕЛЯТОРзобретение относится к вычислий технике. Цель изобретения ние быстродействия. В коррелятопроведения пороговой обработки х случайных двоичных последовастей не определяется максимальачение взаимной корреляционной и (ВКФ) базовой и текущей послельностей, а задается степень я между ними, при этом фиксиру1566368 ются те позиции, в которых ВКФ превышает значение заданной пороговой велицины, что выполняется одновременнов цикле определения ВКФ. Корреляторсодержит блок 3 задержки, элементыИ 7, 9, 14, 15, 21, триггеры 8, 18,Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и можетбыть использовано в корреляционныхэкстремальных системах.11 елью изобретения является повышение быстродействия.На фиг, 1 приведена структурнаясхема коррелятора; на фиг. 2 - структурная схема блока синхронизации.Коррелятор содержит (Фиг 1) первый 1 и второй 2 тактовые. входы, блок3 задержки, блоки 4 умножения, информационный вход 5; вход б. задания порога, элементы И 7, триггер 8, элементИ 9, блоки 10 пороговой обработки,делитель 11 цастоты, сцетчики 12,элемент ИЛИ 13, элементы И 14 и 15,входящие в блок 10 пороговой обработки, блок 1 Ь Синхронизации, регистр 17,триггеры 18, переключатель 19, инФормационный вход 20, элемент И 27,ключ 22, первый 23, второй 24, третий25 и четвертый 26 выходы блока 16 синхронизации, переключатель 27, счетчики 28 и 29, триггер 30 и выход 31.35Блок 1 Ь синхронизации (фиг. 2)содержит генератор 32 тактовых импульсов, элемент И 33, счетчик 34,триггер 35, одновибратор 36, элемент37 задержки, элемент ИЛИ 38, одновибраторы 39 и 40, триггер 41, элемент42,Блок 16 работает следующим образом э45При подаце напряжения питания наустройство одновибратор 39 вырабатывает импульс, который устанавливаетв нулевое состояние счетчик 34, триггеры 35 и 41 и поступает на выход 23блока. При поступлении от Формирователя сигнала иэображения (ФСИ) напервый тактовый вход первого импульса строчной развертки, соответствую"щего началу базовой строки изображения и, следовательно, началу базовойслучайной двоичной последовательности, поступающей на вход 20коррелятора, триггер 41 устанавливается в 30, блоки 10 пороговой обработки, делитель 11 частоты, счетчики 12, 28, 29,элемент ИЛИ 13, блок 16 синхронизации,регистр 17, переключатели 19, 27,1 з.п. Ф-лы, 2 ил,единицное состояние и импульсы с генератора 32 тактовых импульсов церез открытый элемент И 33 начинают поступать на выход 25 блока и на счетцик 34. Емкость счетчика 34 равна М (где М - длина обрабатываемых случайных последовательностей). Через И тактов сигнал с выхода счетчика 34 устанавливает триггер 35 в единичное состояние, Выходной сигнал триггера 35 поступает на одновибратор 36, который вырабатывает импульс, поступающий на выход 26 блока, через элемент 37 задержки на выход 24 блока и через элемент ИЛИ 42 на триггер 41. Триггер 41 устанавливается в нулевое состояние, закрывая элемент И 33. Поступление тактовых импульсов на выход 25 блока прекращается.При поступлении с ФСИ второго импульса строцной развертки, соответст" вующего первой текущей строке изобра" жения и, следовательно, первой текущей случайной двоичной последовательности, поступающей на вход 5 коррелятора, триггер 41 устанавливается в единичное состояние и импульсы с генератора 32 через отсрытый элемент И 33 начинают поступать на выход 25 блока и на счетчик 34. Далее блок 1 Ь работает аналогично. При ;оступлении с ФСИ следующего импуль" =а строчной развертки, соответствующей следующей текущей строке изображения, блок 16 коррелятора работает аналогицным образом.В конце кадрового периода развертки с ФСИ подается сигнал на второй тактовый вход - на одновибратор 40, который вырабатывает импульс, устанав-ливающий коррелятор в исходное состояние.Коррелятор работает следующим образом.Перед началом цикла измерений с выхода 23 блока 16 поступает команда "Начальная установка", по которой коррелятор принимает исходное состояние,68 бпоследовательностей с приходом заднего Фронта тактового импульса содержимое счетчика 12 увеличивается на единицу. В случае несовпадения сигналовпоследовательностей и отсутствия порогового сигнала содержимое счетчика 12 уменьшается на единицу, т,е,счетчики 12 считают количество импульсов совпадений, превышающих величинупорога в соответствующих каналах. Вмомент, когда содержимое счетчика 12становится нулевым, единичный сигнална его выходе признака нулевого содержимого приводит к обнулению триггера 18.Синхронно с тактовыми импульсами,поступающими на выцитающий вход сцетцика 28, на суммирующий вход счетчика 29 подается последовательность сигналов значения порога, что приводитк перезаписи информации из счетчика28 в счетчик 29. Емкость счетчиков28 и 29 равна максимальному значениюпоследовательности импульсов заданиязначения порога.При обнулении счетчика 28 единичный сигнал признака нулевого содержимого с его выхода перекидывает триггер 30 в нулевое состояние, что прекращает поступление тактовых импульсов на вторые входы блоков 10 пороговой обработки и суммирующий входсчетчика 29,Через И тактов в триггерах 18 за"фиксированы позиции, в которых взаимная корреляционная Функция входныхпоследовательностей превышает задан"ный порогВ этот момент выходной триггер делителя 11 частоты переклюцаетсяв единичное состояние, закрывая ключ22, что прекращает поступление тактовых импульсов в блок 3 задержки. Навыходе 26 блока 16 появляется сигнал,разрешающий запись информации из триг"геров 18 в выходной регистр 17, а,также величина порога из счетчика 29церез переключатель 27 в счетчик 28.Следовательно, перед приходом сле"дующей команды нСброс", поступающейс выхода 21 блока 16, устройство готово к обработке следующей текущейдвоичной последовательности. 40 Триггер 8 принимает нулевое состояние,при котором вход блока 3 задержки через переключатель 19 оказывается подключенным к входу 20 коррелятора, Внулевое состояние устанавливаются ре 5гистр 17, счетчики 12, счетчики 28 и29 и делитель 11 частоты, в результате чего ключ 22 оказывается открытым.Затем с выхода 25 блока 1 Ь подаются тактовые импульсы. Производитсязапись базовой случайной двоичной последовательности, поступающей синхронно с тактовыми импульсами с входа 20в блок 3 задержки. Через И тактов выходной триггер делителя 11 частотыпереключается в единичное состояние,закрывая ключ 22. Одновременно переключается триггер 8, Смена состояниятриггера 8 приводит к тому, что переключатель 19 принимает такое положение, при котором блок 3 задержки оказывается замкнутым в кольцо. Одновременно с записью базовой двоичной последовательности в счетчик 28 через 25переключатель 27 параллельным кодомзаписывается велицина порогового значения.По команде Сброс" с выхода 24 блока 16 обнуляются делитель 11 частоты 30и счетчики 12, а триггер 30 и триггеры 18 устанавливаются в единичноесостояние, причем ключ 22 открывается, а переключатель 19 остается впрежнем состоянии, После командыпСброс" на устройство с выхода 25блока 16 подаются тактовые импульсы,сдвигающие информацию в блоке 3 задержки и стробирующие элементы И 7,Синхронно с тактовыми импульсами свхода 5 на вторые входы блока Й умножения поступает первая текущая случайная двоичная последовательность,где перемножается с базовой последовательностью. 45Результаты перемножения через элементы И 7 поступают на первые входыблоков 10 пороговой обработки. Навторые входы блоков 10 пороговой обработки через элемент И 21 поступаетсинхронно с тактовыми импульсами серия импульсов, количество которых задает степень отличия базовой последовательности от текущей последовательности. Поскольку выходы элемен"Ф о р м у л а и з о б р е т е н и ятов И 11 и 15 блока 1 О пороговой обработки соединены соответственно ссуммирующим и вычитающим входами счетчика 12, то при совпадении сигналовлитель частоты, ключ, переключатель, элемент И, счетчик, блок синхронизации, И каналов, каждый из которых содержит блок умножения, счетчик, первый и второй элементы И, причем первый выход блока синхронизации соединен с входом разрешения записи регистра, вход обнуления которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, входом установки в "0" первого триггера и вторым выходом блока синхронизации, третий выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ, выход кото.- рого соединен с входами установки в "0" делителя частоты и счетчиков каждого канала, информационный вход делителя частоты соединен с информационным входом ключа и четвертым выходом блока синхронизации, управляющий вход 20 клюца соединен с входом установки в "1" первого триггера и выходом делителя частоты, выход ключа соединен с тактовым входом блока задержки, информационныи вход которого соединен с 25 выходом переключателя, первый информационный и управляющий входы которого соединены соответственно с выходом блока задержки и выходом первого триг" герд, второй информационный вход пе- З 0 реклюцателя является первым входом коррелятора, первый и второй тактовые входы блока синхронизации являются од лоименными входами коррелятора, прямые входы первых элементов И подключены к второму информационному входу коррелятора, инверсные входы элементов И всех каналов соединены с соответствующими выходами блока задержки, выход регистра является выхо- л 0 дом коррелятора, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повыше,; оысроде: гвия. в него дополни. ли-, ;бредень: второй сцетцик, второйеклюц гель, второй элемент. И, вмдый канал дополнительно введены третий и четвертый элементы И и триг гер, прицем в каждом канале выход первого элемента И соединен с первым входом второго элемента И, выход ко торого соединен с инверсным входом третьего элемента И и прямым входом четвертого элемента И, выход третьего элемента И соединен с суммирующим входом счетчика, вычитающий вход которого соединен с выходом четвертого . элемента И, выход признака обнуления счетчика соединен с входом установки в "0" триггера, выходы триггеров всех каналов соединены с соответствующими входами регистра, третий выход блока синхронизации соединен с входами установки в "1" второго триггера и триггеров всех каналов, второй выход блока синхронизации соединен с входами обнуления первого и второго счетчиков, четвертый выход блока синхронизации соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом первого триггера, а выход - с вычитающим входом первого счетчика, вторыми входами вторых элементов И каждого канала и первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом второго триггера, а выход - с суммирующим входом второго счетчика и прямым входом третьего элемента И и инверсным входом четвертого элемента И каждого канала, первый выход блока синхронизации соединен с управляющим входом второго переклюцателя, первый информационный вход которого является входом задания порога коррелятора, второй информационный вход второго переключателя соединен с выходом второго счетчика, а выход - с входом задания нацального состояния первого счетцика, выход признака обнуления которого соединен с входом установки в "0" второго триггера.2. Коррелятор по и. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, блок синхронизации содержит три одновибратора, два триггера, счетчик, генератор тактовых импульсов, элемент задержки, два элемента ИЛИ и элемент И, причем выход первого одновибратора соединен с входом элемента задержки и первым входом первого элемента ИЛИ и являет" -,я первым выходом блока, выход эг- мента задержки является третьим вьходом блока, вход первого однови 5 ра" тора подключен к выходу первого триггера, вход установки в "0" которого соединен с входом установки в "0" сцетчика, вторым выходом второго элемента ИЛИ и выходом второго элемента ИЛИ и является вторым выходом блока, вход установки в "1" первого триггера подключен к выходу счетчика, информационный вход которого соединен с выходом элемента И и являетсячетвертым выходом блока, первый и второй входы элемента И соединены со-ответственно с выходом генератора тактовых импульсов и выходом второгоставител ов Петра ш Корректор И. Муска едакто Дидь Заказ 1223 Тираж 566 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, М, Раушская наб., д. Й/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина,101 9 15663681 Отриггера, вход установки в "0" кото- одновибраторов, вход второго однон 1 н рого подключен к выходу первого эле- вибратора и вход установки в 1 мента ИЛИ, первый и второй входы вто- второго триггера являются соответстрого элемента ИЛИ соединены соответст- венно первым и вторым тактовыми вхосвенно с выходами второго и третьегодами блока.