Устройство для определения временного положения центра импульсного сигнала

СОНИ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 9) (И) 5) 5 С 01 Н 27/28 ГОСУДАРСТВЕНИЬЙ НОМИТЕТЖ ИЗОБРЕТЕНИЯ)4 И ОТНРЬПИОРИ ГКНТ СССР ВЛМИпМ Са" "1ИЗОБРЕТЕЯ ЯП"ЕЛЬСТВУ но при поверке и тронных устройст о элек тени емых Р 9- расшир ие кла тво СССР02, 1986.пс 1 11 вхе ла, тньй сботы ал, а такж возможности р сигналами в ус т ейаде ща ловиях зозд ствия нек помех. Для этого в ус держащее накопитель 1 кого сигнала и корреля оррелиро ройство, значений тор 2, в блок 3 о енр гйе 3 ссоп Ее яС 1 егпзоп, ход;пощу ены счетчик 5 и ления макси этом для уп устройства 1 з,п, Ь-лы шульсов имального зравления вс йСТНО ДП", ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВРЕГГО,Д;".Н 1 Яетение может быть исполь(54) УСТРМЕННОГО П СИГНАЛА(57) "зоб ачения, при еми олокмп нхрониэатор водится 5 ил,й. ОПИСАН(56) Авторское свидР 1368819 кл. С 011,оса Гп ,пд сеп .егрц 1 зе. и з 1 п 8 Ба 1 пр 11сЬхпд, )гэс. ) "Е ,Сопй, апп Слепа, Гс1976, Р.333-334,сигналов - до чения огранич ак как не исп настроике радио- в. Цель изобресса обрабатыватигается путем ния на вид сигна льзуется эталон10 50 Изобретение относится к импульсной технике и может быть использованодля определения временного положенияцентра импульсного сигнала симметрич"5ной Формы в случаях, когда возможенприем как полезного сигнала, так иприем смеси, состоящей из полезногосигнала и шума (помехи).Цель изобретения - расширениекласса обрабатываемых сигналов, эасчет исключения ограничения на видсигнала в связи с тем, что не используется эталонный сигнал, а также возможности работы с сигналами вусловиях воздействия некоррелированных помех,На Фиг, 1 представлена структурнаясхема устройства, на фиг.2 - функциональная схема накопителя значенийсигнала, на Фиг.3 - функциональнаясхема синхронизатора, на Фиг.4 -Функциональная схема коррелятора, наФиг,5 - временные диаграммы, поясняющие работу синхронизатора. 25Устройство (Фиг. 1) содержит накопитель 1 значений принимаемого сигнала, вход которого является входомустройства, коррелятор 2, блок 3 поиска максимума, выход которого является выходом устройства, синхронизатор 4 и счетчик 5 импульсов. Ин 1Формационные входы коррелятора 2 соединены с соответствующими выходаминакопителя 1.Накопитель 1 значений принимаемо" 35го сигнала содержит (фиг. 2) два формирователя 6 и 7, Мпервых эле"ментов 8 задержки и Мвторых элементов 9 задержки соединенных поУ40следовательно и подключенных соответственно к второму и первому выходам Формирователя 6, МэлементовИЛИ 10, первые входы которых объединены и подключены к первому выходу(А) синхронизатора 4 и являются входом "Сброс" накопителя, вторые входы соединены с входами соответствующих вторых элементов 9 задержки, элемент ИЛИ 11, первый вход которогоподключен к выходу формирователя 7,второй вход - к входу "Сброс" накопителя, а третий вход - к выходу Мэлемента 9 задержки. Регистр сдвига,включающий М поразрядно соединенныхмежду собой К-разрядных ячеек 12, 55причем вход первой ячейки являетсяинформационным входом накопителя.Вход записи первой ячейки 12 подключен к второму выходу формирователя 7, входы записи ячеек с второй по Мсоответственно подключены к выходам элементов 8 задержки с Мпо первый, вход записи М ячейки 12 подключен к второму выходу формирователя 6, Вход синхронизации первой ячейки 12 подключен к выходу элемента ИЛИ 11, а ячеек 12 с второй по М-й соответственно соединены с выходами элементов ИЛИ 10 с Мпо первый. Входы управления ячеек 12 подключены к шине "Лог. 1" 13, а их выходы являются выходами накопителя. Вход формирователя 7 является входом ИЗапись накопителя и подключен к второму выходу синхронизатора 4, а выход формирователя 6 подключен к третьему выходу синхронизатора 4 и является входом "Сдвиг" регистра 1.Синхронизатор 4 (фиг. 3) включает последовательно соединенные генератор 14 импульсов и элементы 15- 18 задержки, последовательно соединенные элементы 19 и 20 задержки, последовательно соединенные элемент 21 задержки, счетчик 22, выход которого подключен к ждущему генератору 23, входу элемента 21 задержки, инвертору 24 (элемент НЕ), последовательно соединенного с элементом И 25, второй вход которого подключен к выходу элемента 18 задержки. Выход ждущего генератора 23 подключен к входу элемента ИЛИ 26, входу элементов 19, 27 задержки, счетному входу второго счетчика 28 импульсов, вход сброса которого подключен к выходу эле" мента 29 задержки, вход которого 1 соединен с входом элемента И 30 и выходом инвертора 31, включенного последовательно с счетчиком 28 импульсов. Второй вход элемента И 30 подключен к выходу элемента 27 задержки, а выход - к входу ждущего генератора 23Коррелятор (фиг. 4) включает М/2 умножителей 32, выходы которых подключены к входам сумматора 33, вход которого через элемент 34 задержки, подключен к входу синхронизации коррелятора, соединенному также с входами синхронизации умножителей, входы умножителей с 1 по И/2 соответственно подключены к информационным входам с М по М/2 + 1, а их вторые входы - к информационным входам с 1 по М/2 соответственно.5 1 бПолный цикл работы устройства состоит цз двух тактов: такт 1 - прием информации, такт 11 - обработка информации. Цикл работы устройства начинается с выдачи импульса с выхода А синхронизатора 4 на вход "Сброс" регистра 1 и на вход сброса (обнуления) счетчика 5 импульсов. После приема импульса на вход "Сброс" регистра 1 в ячейки этого регистра с первой по М заносятся К-разрядные двоьчные слова, все разряды слов равнь, нулю. Значения кода на выходах с первого по М регистра соответствуют словам, записанным в 1, 2, ЗМ ячейки этого регистра. Одновременно со сбросом регистра 1 происходит обнуление сче.чика 5 импульсов, Через время сп.ах (. - ,г.В, ) где сг - время срабатывания регистра по входуСброс , 1, с - время сброса сче .чика 5 импульсов после выдачи импульса с вьхода Л синхронизатора 4 происходит выдача сигнала с. выхода В синхронизатора 4 на вход нЗапись" регистра 1. Прц этом происходит прием в первую ячейку регистра К-разрядного слова от цнформациониого входа, Значение кода на выходе первой ячейки соответствует принятому слону. На остальных выходах регистра 1 сохраняются прежние нулевые значения. Через время с 2 после выдачи импульса с выхоца В синхронизатора (Г 2 ) времени записи в регистр входного слова) с выхода С синхронизатора подается сигнал на Вход СдВиГ регистра 1, После получения этого сигнала в И ячейку регистра записывается содержимое (И) ячейки, в (М) ячейку записывается содержимое (И) ячейки ц т,д., во вторую ячейку записывается содержимое первой ячейки, которая после этого обнуляется, Через время г. после поступления сигнала на вход "Сдвиг" регистра 1 (Г- Со б времени срабатывания регистра 1 по входу пСдвигн) выдается импульс на вход "Запись" регистра 1 с выхода В синхронизатораЦикл работы устройства, состоящий из выдачч синхронизатором импульса на вход "Запись" регистра 1, приема информации в 1-ю ячейку регистра, выдачи синхронизатором импульса на вход нСдвигн регистра и сдвига (от ячейки к ячейке) информации в регистре 1, повторяется М/2 раз, После этого этап приема информации завершается. К51244б 40 ла, поданные на входы М/2 и (М/2+1)коррелятора 2. С выходов умножителей32 произведения подаются на входысумматора 33, Через время, необходимое для срабатывания умножителя 32, 45 после подачи синхронизирующего сигнала на вход коррелятора 2 этот сигнал поступит на вход синхронизациисумматора 33, на выходе которого будет сформировано значение функции 50 (1). Задержка подачи синхронизирующего сигнала на вход сумматора 33обеспечивается элементом 34 задержки.Через время С, большее времени формирования значения на выходе корре лятора 2 после поступления импульса1на синхронизирующий вход после формирования импульса с выхода Е синхронизатора 4 на выходе Э формируетсяимпульс на вход У блока 3 поиска 10 15 20 25 30 35 этому моменту значения. записанные вячейки с второй по (М/2+1), соответствуют значениям входного сигнала вмоменты времени с первого по М/2.В ячейки с (М/2+2) по М записаны слова,каждый разряд которых равен нулю.В первую ячейку также записано слово, все разряды которого равны нулю,Через времяпосле прцема М/2импульса на вход Сдвиг" регистрасинхронизатор формирует сигналы: свыхода С синхронизатора 4 на входнСдвиг" регистра 1 и с выхода Р синхронизатора 4 на вход счетчика 5 импульсов. Через время Сшах(с), где "с - время срабатываниясчетчика 5 по счетному входу послевыдачи сигнала с выхсда Г синхронизатора 4 происходит формирование синхронизатором с выхода Р импульса насинхронизирующий Я вход коррелятора,на выходе которого формируется значение Р, равное сумме произведенийМ 12Р =;Е. 3, (З(1)где - значение сигнала на первомвходе умножителя,значение сигнала на второмвходе умножителя,Это происходит следующим образом,С входа синхронизации сигнал поступает на входы умножителей 32, на информац ионные входы которых подаютсякоды с выходов регистра 1. Прц этомна первом умножителе перемножаютсячисла, поданные на входы 1 и М коррелятора 2 (фиг. 4) на втором - числа)поданные на входы 2 и (М) и т,д.,на М/2 умножцтеле перемножаются чис 1651244максимума. Если значение выхода счетчика 5 импульсов равно (М/2 - 1),т.е. в такте обработки информации в регистре 1 выполнено (М/2-1) сдвигов5 информации, то на выходе блока 3 поиска максимума будет сформировано то значение выхода счетчика импульсов, которое имело место в момент, когца на выходе коррелятора 2 было наибольшее за весь цикл работы устройства значение. Через время С(гс ь времени формирования значения йа выходе блока 3 поиска максимума после подачи сигнала на вход У блока 3) после выдачи импульса с выхода 0 синхронизатора 4 на выходе А синхронизатора 4 формируется импульс, подаваемый на вход "Сброс" регистра 1 и на вход обнуления счетчика 5 импульсов. С этого момента начинается . новый цикл работы устройства. Рег гстр 1 готов к приему информаЦии.1Остановимся подробнее на работе синхронизатора 4. Цикл работы синхронизатора 4, совпадающий с циклом работы устройства, начинается с формирования генератором 14 импульсов сигнала, который с выхода А синхронизатора 4 поступает на вход "Сброс" регистра 1 и сброса (обнуления) счетчика 5 импульсов. Через времяс) сигнал, сформированный генератором 14 поступает на выход В синхронизатора 4 и далее на вход Запись регистра 1. Задержка на время Г.1 обеспечивается элементом 15 задержки через время С (г. ъ времени срабатывания регистра по входу "Запись" ) сигнал генератора 14 пос тупает на выход С синхронизатора 4 через элемент ИЛИ 26 на вход "Сдвиг" регистра 1. Задержка на время обеспечивается элементом 16 задержки, Через время г+г- (гЗ св Щ 1 % - 4 сумма времен срабатывания счетчика 22 импульсов и элемента НЕ 24) после выдачи сигнала на выход С синхронизатора 4 сигнал генератора 14 через элемент И 25 вновь поступает на выход В синхронизатора 4 и вход элемента 16 задержки. Задержку на время +с -обеспечивают элементы 17 и 18 задержки. Этап работы синхронизатора, состоящий в выдаче сигнала на выход В - задержке на время г. - вы 2 даче Сигнала на выход С - задержке на время С+С повторяется М/2 раэ. (На диаграмме фиг,5 показан случай М = 8), В это время на выходе счетчика 22 импульсов сохраняется лог."0" следовательно на выходе элемента НЕ 24 и входе элемента И 25 поддерживается лог. "1", что обеспечивает прохождение сигнала с выхода элемента 17 задержки через элемент 18 задержки и элемент И 25 к выходу В синхронизатора 4 и входу элемента 16 задержки.После поступления М/2 импульсов навход счетчика 22 завершается тактработы синхронизатора 4. На выходесчетчика 22 появляется лог. "1", навыходе элемента НЕ 24, входе элемента И 25 появляется лог, "0", чтоисключает в дальнейшем прохождениесигналов через элемент И 25 к выходуВ синхронизатора 4. По Фронту импульса на выходе счетчика 22 импульсовблоками 23, 27 - 31 формируется последовательность (М/2-1) импульсов,которая поступит через элемент ИЛИ 26на выход С синхронизатора 4 и на выход Г синхронизатора 4 и далее с выхода С - на вход "Сдвиг" регистра 1 ис выхода Г - на счетный вход счетчикаимпульсов 5, Передний фронт импульсас выхода счетчика 22 через времянеобходимое для надежного срабатывания генератора 23., поступит на вход"Сброс" счетчика 22, после чего произойдет его обнуление. Сигнал с выхода элемента 27 через время Сс поступает на выход Е синхронизатора 4и далее на синхронизирующий входкоррелятора 2. Задержка на времяобеспечивается элементом 19 задержки.Через время С, необходимое для срабатьгвания коррелятора 2, сигнал поступит на выход П синхронизатора 4 идалее на блок 3 поиска максимума.Задержка на время Г. обеспечиваетсяэлементом 20 задержки. Блоки 23, 2731 Формируют последовательность (М/2-1) импульсов, интервал между которыми равен сей+"+спм где "голвремя срабатывания блока 3 поискамаксимума. Время задержки с 5 выбирается так, чтобы при поступленииМ/2 импульса на вход счетчика 22импульсов лог. 0 на входе элементаИ 30 "опережал" М/2 импульс на другом входе этого элемента. Время задержки 1 выбирается таким образом,чтобы спад М/2 импульса на входеэлемента И 30 "опережал" сброс счетчика 22, 1651244(М/2-1) импульса на выход П синхронизатора 4 завершается второй тактработы синхронизатора 4, генератор5импульсов 14 формирует новый сигнална вход А синхронизатора, после чего начинается новый цикл работы устройства,Рассмотрим подробнее процесс накопления и выдачи принимаемого сигнала в накопителе 1. Информационнымвходом является вход А, предназначенный для приема К-разрядного двоичного сигнала, Входы Ч, С, 1 являются управляющими. Изменение информации в ячейке возможно только в случае, когда на вход Ч подан сигнал,соответствующий "1". Изменение информации происходит следующим образом. Если на вход 1 подана "1", топри подаче сигнала на вход С, соответствующего "1", в ячейку будет записано число, поданное на вход Аэтой ячейки, Если на входе 1 - логический 0, то при подаче сигналана вход С, соответствующего логической единице, в ячейку будет записано число, каждыйг разряд которогоравен нулю.формирователь 6 предназначен длятого, чтобы при записи информации вячейку 12 сигнал на вход С поступал тогда, когда на входе 1 установится значение 1.В режиме "Запись" сигнал лог."1", 35поданный на вход Запись регистрапоступает на вход формирователя6. С его выходов сигналы поступаютна входы 1 и С первой ячейки 12 ,На входы Ч всех М ячеек подается 40постоянно логическая единица. Такимобразом, при подаче сигнала "Запись"происходит прием в первую ячейкучисла, поданного на информационныйвход А регистра 1. Состояние остальных ячеек при этом не изменяется,При подаче сигнала на вход "Сброс"накопителя 1 этот сигнал через элементы ИЛИ 10 поступает на входы Свсех ячеек 12, При этом на входе 1 50каждой ячейки присутствует логический 0", Следовательно, в каждуюячейку записано К-разрядное число,каждый разряд которого равен нулю.При подаче на вход "Сдвиг" накопителя 1 этот сигнал поступит навход формирователя 6. С второго выхода Формирователя 6 сигнал поступит на вход 1 М ячейки, С первого вьгходг формирователя 6 сигнал поступит через элемент ИЛИ 10 иа вход С этой ячейки. Следовательно, в М-ю ячейку будет записано число поданное на вход Л этой ячейки с выхода Мячейки, Через время, необходимое для надех:ног записи информации в М ячейку, сигналы с выходов формирователя поступят на входы 1 и С Г 1-1 ячепки (на вход С 2 сигнал поступает через элемент ИЛ 1 10) произойдет запись в 11-й ячейку числа с выхода Мячейки. Далее будет выполнена запись в Мячейку с вы хода 11-3, в 11-3 с выхода М, в третью с выхода второй, во вторую с выхода первой. Последовательное выполнение записи с выхода г-ячейки в г+1 после того, как выполнена запись с выхода 1 г 1-й в 1+2-ю (11 М) обеспечивается элементами задержки в цепях распространения сигналов с выходов формирователя 6. На вход 1 первой ячейки сигнал с второго выхода формирователя 7 не поступает. Сигнал подается только на вход С 2 с первого выхода формирователя 6 через элемент ИЛИ 11, Следовательно, в ячейку 1 будет записано К-разрядное слово, каждый разряд которого равен нулю,Формула изобретения1. Устройство для определения временного положения центра импульсного сигнала, содержащее накопитель, вход которого является входом устройства, Ги коррелятор, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения класса принимаемых сигналов, введены синхронизатор, счетчик импульсов и блок поиска максимума, первые входы которого подключены к выходу коррелятора, при этом информационные входы коррелятора соединены с соответствующими выходами накопителя, вход "Сброс" которого подключен к первому выходу синхронизатора и входу счетчика импульсов, вход "Запись" подключен к второму выходу, а вход "Сдвиг" - к третьему цывыходу синхронизатора, четвертый выход которого подключен к второму входу блока поиска максимума, пятый выход - к входу синхронизации коррелятора, шестой выход - к входу сброса счетчика импульсов, выходы которого подключены к третьему входу блокапоиска максимума, выход которого является выходом устройства,2, Устройство по п.1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что накопитель выполнен в виде регистра сд;:. га, включающего М последовательно соединенных К-разрядных ячеек, вход первой из которых является информационным входом накопителя, двух формирователей, Мпервых элементов задержки и Мвторых элементов задержки, соединенных последовательно и подключенных соответственно к первому и второму выходам первого формирователя Мэлементов ИЛИ, первые входы которых объединены и подключены к входу "Сброс" накопителя, а вторые входы соединены с входами соответствующих вторых элементов задержки, М элементов ИЛИ, первый вход которого подключен к выходу второго формирователя, второй вход - к входу"Сброс" накопителя, а третий вход -к выходу Мвторых элементов задержки, вход записи первой ячейки регист ра подключен к второму выходу второго формирователя, входы записи ячеек регистра с второй по Мсоответственно подключены к выходам первыхэлементов задержки с Мпо первый,вход записи М-й ячейки подключен к 0второму выходу первого формирователя, вход синхронизации первой ячейкиподключен к выходу ,М)-го элемента ИЛИ, а входы синхронизации ячеек -с второй по М соответственно соединены с выходами элементов ИЛИ с Мпопервый, входы управления ячеек регистра подключены к шине Логическаяединица , а их выходы являются выходами накопителя, вход второго формирователя является входом Записьнакопителя, а вход первого формирователя является входом Сдвиг накопителя,