Цифровой автокоррелятор

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИЯЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветсникСоциапистичеснихРеспубпин(22) Заявлено 25.05.81 (21) 3291998/18-24 с присоединением заявки М(23) йрнорнтет -б 06 Г 15/336 3 ЬвударствонвХ каивтет СССР во делан кзабретеккХ н отернткХ(72) Авторы изобретения Куйбышевский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. В.В. Куйбышева(54) ЦИФРОВОЙ АВТОКОРРЕЛЯТОР 1Изобретение относится к измерению характеристик случайных процессов и предназначено для определения корреляционной фунхции текущего стационарного случайного процесса в реальном масштабе времени.Известен цифровой коррелятор, содержащий компараторы, регистр, блоки умножения,. интеграторы ( 1).Однако построенный по принципу знакового коррелятора аналог не обладает достаточно высокой точностью.Наиболее близхим к предлагаемому устройству является коррелятор параллельного действия, содержащий входной блок памяти на М ячеех, блоков умножения, сумматоров, два аналого-цифровых преобразователя, генератор импульсов. Первым входом устройства является первый вход первого аналого-цифрового преобразователя (АЦП), выход которого параллельно подключен к первым .входам блоков умножения. К вторым входам блоков умножения подключенывыходы соответствующих ячеек входногоблока памяти. Второй вход устройствапоследовательно подключен к первомувходу второго АЦП, первому входу входного блока памяти, второй вход которогообъединен с вторыми входами АЦП иподключен к выходу Генератора импульсов, Выходы блоков умножения подключены через соответствующие сумматорык соответствующим выходам устройстНедостатком известного коррелятораявляется малое быстродействие.Целью изобретения является увеличение быстродействия,Поставленная цель достигается тем,что в цифровой автокоррелятор, содержащий М блоков умножения, выходы ко 2 Оторых соединены с входами соответствующих сумматоров, аналого-цифровой преобразователь информационный вход которого является входом автокоррелятора, 3 9688а выход соединен с информационным входом блока памяти, управляющие входыаналого-цифрового преобразователя и блока памяти объединены и подключены к выходу генератора импульсов, введены М блок формирования сомножителей, делителичастоты на два и на три, входы которыхобъединены и подключены к выходу генератора импульсов, выходы делителей подключены соответственно к первому и 1 Овторому управляющим входам блоков формирования сомножителей, первый и второй выходы которых подключены соответственно к первому и второму входамсоответствующего блока умножения, 3, 15= 1, 2, Минформационных входов каждого блока формирования сомножителей соединены с выходами соответствующих ячеек блока памяти, выход первой на которых соединен с двумя входами первого блока умножения.Кроме того,-й блок формированиясомножителей содержит элемент ИЛИ,счетчик, триггер, сумматор, блок памятис 3 -ячейками и два элемента Ивходы 25которого являются соответственно первыми вторым управлявшими входами блокаформирования сомножителей, вьцсодами которого являются соответственно выходысумматора и 2 -й ячейки блока памяти, ЗОпервый и второй выходы триггера подключены к вторым входам соответствуюлих элементов И, выходы которь 1 х соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ, выход которого подключен к35входу счетчика, выход которого соединенс входом триггера и первым управляюшим входом блока памяти, информационные входы которого являются информационным входом блока формирования сом Опожителей, второй управляющий вход блока памяти подключен к выходу второгоэлемента И,На фиг, 1 представлена структурная электрическая схема цифрового авто- коррелятора; на фиг, 2 - структурная схема-го блока формирования сомножителей; на фиг. 3 - таблица соответствия содержимого входного блока памяти,Вход устройства последовательно подключен к первому входу аналого-цифрового преобразователя 1 и первому входу входного блока 2 памяти, второй вход которого объединен с вторым входом аналого-цифрового преобразователя 1 и делителей 3 и 4 частоты соответственно на два и на три и подключен к выходу генератора 5 импульсов, 3 информацион 19 4ных входов каждоготого блока 6 формирования сомножителей (= 1, 2, ., М) подключены к выходам соответствующим ячеек входного блока 2 памяти, начиная с первой, Первый и второй управляющие входы блоков 6 формирования сомножителей соответственно объединены" и подключены к выходам делителей частоты соответственно на два 3 и на три 4, Первый и второй выходы блоков 6 формирования подключены соответственно к первому и второму входам соответствующего блока 7 умножения, начиная с второго блока 7 умножения, выходы которых через соответствующие сумматоры 8 подключены к соответствующим выходам устройства. На фиг. 2 представлена структурнаяэлектрическая схема -того блока 6 формирования сомножителей,Первым и вторым входами-того блока 6 формирования являются первые входы ооответственно первого и второго логических элементов И 9 и 10, Выход второго логического элемента И 10 последовательно подключен к первому входулогического элемента ИЛИ 1 1, вх од усчетчика 12, первому управляющему входу буферного блока 13 памяти, Выходпервого логического элемента И 9 подключен параллельно к второму входу логического элемента ИЛИ 11 и второмууправляющему входу буферного блока 13памяти. Вторые входы первого и второгологических элементов И 9 и 10 подключены соответственно к прямому и инвекному выходам триггера 14, вход которогосоединен с выходом счетчика 12,Выход 2. -той ячейки буферного блока13 памяти является первым выходом -того блока 6 формирования, а выход-тойи 3-той ячеек подключены соответственно к первому и второму входам сумматора 15, выход которого является вторымвыходом-того блока 6 формирования.Цифровой автокоррелятор работает следующим образом.Аналого-цифровой преобразователь 1 осу -шествляет дискретизацию во времени входного сигнала по синхроимпульсам генератора 3 импульсов, по которым, кроме того, осуществляется прием дискрэтизнрованного сигнала в первую ячейку входногоблока 2 памяти и сд виг соде ржимого ячеек входного блока 2 памяти, С приходомпервого синхроимпульса происходит приемпервого дискретизированного сигнала впервую ячейку входного блока 2 памяти, 968819Можно показать, что быстродействие предлагаемого устройства выше по сравнению с известным приблизительно в два раза, учитывая, что М) М, а 6Для пояснения работы предлагаемого 3 устройства на фиг. 3 приведена таблица соответствия содеркимого входного блока памяти, буферного блока 13 памяти (фиг. 2), сумматора 15 (фиг, 2), блока умножения (фиг. 1) для 4-той орцинаты корреляционной функции, т. е. для- 4 синхроимпульсам генератора 5 импульсов (фиг, 1),Техническая реализация устройства мо жет быть осуществлена с использованием элементов цифровой вычислительной техники. Разрядность АЦП 1 определяетсязаданной точностью оценки корреляционной функции и быстродействием устройства. рр Входной блок 2 памяти представляет собой набор регистров сдвига. Количество регистров сдвига равно числу разрядов АЦП 1, а разрядность регистров равна числу ординат корреляционной функции -М 13 Делитель частоты на два 3 представляет собой триггер по счетным входам. Делитель частоты на три 4 может быть выполнен как двухразрядный счетчик с коэффициентом пересчета 3, 36Блоки 7 умножения, сумматоры 8(фиг. 1), логические элементы И 9 и 10, ИЛИ 11, счетчик 12, триггер 14, сумматор 15 (фиг, 2), являясь обычными узлами ЦВТ, могут быть выполнены на интегральных схемах. Первый блок умножения 7 представляет собой квадратор, Причем быстродействие квадратора может быть сделано намного выше быстродейст вил множительного устройства, Поэтому быстродействие первого блока умножения не сказывается на общем быстродействии устройства. Буферный блок 13 памяти (фиг. 2) является устройством, аналогичным входному блоку 2 памяти (фиг, 1).Использование новых элементов(дели- телей частоты на два и на три и блоков формирования, сомножителей содержаших два логических элемента И, логические элементы ИЛИ, сумматор, триггер, счетчик и буферный блок памяти) позволяет увеличить быстродействие коррелятора параллельного действия за счет сокрашеИ ния числа операций умножения, что позволяет увеличить частоту опроса АЦП приблизительно вдвое, т, е. расширить частотный диапазон устройства и повысить оперативность корреляцион: ного анализа в реальном масштабе времени.Формула изобретения1. Цифровой автокореллятор, содержащий М блоков умножения, выходы которых соЕдинены с входами соответствующих сумматоров, аналого-цифровой п- образователь, информационный вход которого является входом авторегулятора а выход соединен с информационным входом блока памяти, управляющие входы аналого-цифрового преобразователя и блока памяти объединены и подключены к выходу генератора импульсов, о т л ич а ю ш и й с я тем, что, с целью увеличения быстродействия, в автокоррелятор введены Мблок формирования сомножителей, делители частоты на два и на три, входы которых объединены и подключены к выходу генератора импульсов, выходы делителей подключены соответственно к первому и второму управляюшим входам блоков формирования сомножителей, первый и второй выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам соответствуюшего блока умножения, 3 ;= 1, 2, ., М- информационных входов каждого блока форми рования сомножителей соединены с выходами соответствующих ячеек блока памяти, выход первой из которых соединен с двумя входами первого блока умножения.2, Автокоррелятор по п. 1, о т л ич а ю ш и й с я тем, что-й блок формирования сомножителей содержит элемент ИЛИ, счетчик, триггер, сумма,- тор, блок памяти с 3 ячейками и два элемента И, входы которого являются соответственно первым и вторым управляющими входами блока формирования сомножителей, выходами которого являются соответственно выходы сумматора и 2-й ячейки блока памяти, первый и второй выходы триггера подключены к вторым входам соответствующих элементов И, выходы которых соединены с со-. ответствующими входами элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу счетчика, выход которого соединен с входом триггера и первым управляюшим входом блока памяти, информационные входы которого являэтся информационным входом блока формирования сомножителей, второйуправлявший вход блока памяти подключен к выходу второго элемента И,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 8810 101. Авторское свидетельство СССРхххх хфф фа. фк цх ххх;,"х хх в фб ФЪ Ф фф ххххх хх а ейь 12х ххах х"хк х нк ь, л Йхх х хх хххххх ел+ леьлмщццзс хх хххс х хх хххх л ле лл 4 сх л х,х х х хха х х)4Ойхх х ьл+ лц л В зф эв ВФ фФ ъс фс х ъф х фФ зч-а 1 фйххах ххах ВНИИПИ Заказ 8176/77 Тираж 731 Подписное Фмпиап ППП "Патент, г. Ужгород, уп, Проекта вйййй ъй м" хххх х хх