Устройство для синхронизации шумоподобных сигналов

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (1ц 1003372 (61) Дополнительное к авт. свид-ву» 613512 (22) Заявлено 221081 {2т) 3352280/18-09

{5!)М Кв з

Б 04 I 7/02 с присоединением заявки Йо

Государственный ксмитет

СССР по делам изобретений н открытий (23) Приоритет (53) УДК 621.394. .662(088.82

Опубликовано 070383- Бюллетень М 9

Дата опубликования описания 07.03. 83 (72) Авторы изобретения

A.Ñ.Âîðîáüåâ, А ° В.Кузичкин, В.И.Куркин, В.В.Артюшин и В.М.Тарасов (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СИНХРОНИЗАЦИИ П. УИОПОДОБННХ

СИГНАЛОВ

Изобретение относится к радиотехнике и связи и может быть исполь. зовано для быстрого поиска шумоподобных сигналов по задержке в условиях, когда отношение сигнал/шум много меньше единицы.

По основному авт. св. М 613512 известно устройство для синхронизации шумоподобных сигналов, содержащее два сумматора, объединенные по первому входу, два перемножителя, к вторым входам которых подключены соответствующие выходы генератора опорного напряжения, а также третий сумматор, к входам которого подключены выходы квадраторов, два интегратора, два аналого-цифровых преобразователя (АЦП ), два цифроаналоговых преобразователя (ЦАП ), модулятор сиг- 20 налов, коммутатор, пороговый блок, два регистра сдвига, М циклических накопителей, при этом выходы первого и второго перемножителей через последовательно соединенные соответствующие интегратор, аналого-цифровой преобразователь, регистр сдвига и сумматор, к второму входу которого подключен выход соответствующего аналого-цифрового преобразователя, под ключены к входам модулятора сигналов, выходы которого через циклические накопители подключены к соответствующим входам коммутатора, выходы которого через соответствующий цифроаналоговый преобразователь подключены к входам соответствующего квадратора, а выход третьего сумматора подключен к входу порогового блока (1).

Однако. известное устройство обладает низкой помехоустойчивостью, так как поиск временной задержки осущест" вляется путем неоптимального обнаружения сигнального пика огибающей взаимокорреляционной функции (ВУФ) копии сигнала и смеси сигнала с шумом.

Цель изобретения — повышение помехоустойчивости при отношении сигнал/шум меньше единицы.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для синхронизации псевдошумовых сигналов, содержащее два сумматора, объединенные по первому входу два перемножителя, к вторым входам которых подключены соответствующие выходы генератора опорного напряжения, а также третий сумматор, к входам каторого подключены выходы квадраторов, два интегратора, 1003372 два аналого-цифровых преобразователя, два цифроаналоговых преобразователя, модулятор сигналов, коммутатор, пороговый блок, два регистра сдвига > И циклических накопителей, при этом выходы первого и второго 5перемножителей через последовательно соединенные соответствующие интегра:тор, аналогоцифровой преобразователь., регистр сдвига и сумматор, к второму входу которого подключен выход соот- )g ветствующего аналого-цифрового пре-, образователя, подключены к входам. модулятора сигналов, выходы которого через циклические накопители подключены к соответствующим входам ком- мутатора, выходы которого через соот- ветствующий цифроаналоговый преобразователь подключены к входам соответствующего ква,гратора, а выход третьего сумматора подключен к входу поро-,2 ) гового блока, введены блок вычисления автокорреляционной функции (АКФ), блок определения максимального сигнала и согласованный фильтр, к опорному входу которого через блок вычисле- ния автокорреляционной функции (,АКФ) подключен выход модулятора сигналов, а к информационным входам .согласованного фильтра подключены выходы коммутатора, при этом выходы согласованного фильтра подключены к входаМ соответствующих цифроаналоговых преобразователей (ЦАП ), а выход третье-, го сумматора через блок определения максимального сигнала подключен к . входу порогового блока.

Кроме того, блок вычисления авто. корреляционной функции содержит пос« ледовательно соединенные тактовый генератор, счетчик, дешифратор, пер вый ключ, элемент ИЛИ, первый ре- 4Q гистр сдвига, сумматор и второй регистр сдвига, выход которого подключен к второму входу сумматора, а также. элемент НЕ и второй ключ, выход которого подключен к второму входу элемента ИЛИ, при этом выход дешифратора через элемент НЕ подключен к первому входу второго ключа, к второму входу которого подключен выход первого регистра сдвига, к так" товому входу которогО, а также к тактовому входу второго регистра сдвига"подключен выход тактового генератора, причем управляющий вход геоператора, объединенный с информационным входом первого ключа, является входом блока вычисления автокорреляционной функции, выходом которого является выход сумматора.

На фиг. 1 йриведена структурная электрическая схема устройства; на <0 фиг,. 2 - схема блока вычисления АКФ.

Устройство содержит перемножители 1 и 2, генератор 3 опорного напряжения, интеграторы 4 и 5, аналогоцифровые преобразователи (АЦП) 6 и

7, регистры сдвига 8 и 9, первый и второй сумматоры 10 и 11, модулятор 12 сигналов, циклические накопители 13, коммутатор 14, согласованный фильтр 15, блок 16 вычисления автокорреляционной функции (АКФ), цифроаналоговые преобразователи 17 и

18, квадраторы 19 и 20, третий сумматор 21, блок 22 определения максимального сигнала и пороговый блок 23.

Блок 16 вычисления АКФ содержит первый ключ 24, дешифратор 25, счетчик 26, элемент НЕ 27, второй ключ

28, тактовый генератор 29, элемент

ИЛИ 30, первый регистр 31 сдвига, сумматор 32 и второй регистр 33 сдвига.

Устройство работает следующим образом.

Поступающая на вход устройства смесь сигнала и помехи перемножается в перемножителях 1 и 2 с синусоидальным и косинусоидальным напряжениями, поступающими с генератора 3 опорного напряжения. Сигналы с перемножителей 1 и 2 интегрируются интеграторами 4 и 5 соответственно, переводятся в цифровую форму аналого-цифровыми преобразователями 6 и 7 и последовательно поступают в регистры 8 и 9 сдвига и сумматоры 10 и 11. В сумматорах 10 и 11 складываются текущие значения интегралов и вычитаются задержанные по времени в регистрах 8 и 9 сдвига на длитеЛьность элементарного символа шумоподобного сигнала (ШПС). Таким образом, в сумматорах 10 и 11 подобно скользящему движку накапливаются на каждом такте значения интегралов произведения входного сигнала и опор ных напряжений в интервале элементарного символа.

Полученные значения манипулируются умножаются на +1 или -1) в модуляторе 12 сигналов псевдослучайными последовательностями, смещенными по времени на длительность элементарного символа, и поступают в Й соответствующих циклических накопителей 13, где циклически накапливаются в интервалах последовательностей значения составляющих квадра-. турной взаимокорреляционной функции КВКФ ) входной смеси и копий сигнала с дискретностью, меньшей длительности элемента ШПС. Полученные значения квадратурных составляющих взаимокорреляционной функции сигнала и помехи считываются коммутатором

14 и .поступают в согласованный фильтр 15, согласованный с автокорреляционной функцией (АКФ ) псевдослучайной последовательности, из которой образован ШПС.. Значения AKC вводятся в согласованный фильтр 15 из блока автокорреляционной функции

1003372 опорной псевдослучайной последовательности длиной

Следует отметить, что описанный выше блок вычисления АКФ применим для любой бинарной псевдослучайной последовательности, в том числе для сверхдлиннсй ГСП или IICII с .непрерывно перестраиваемой структурой.

Таким образом, устройство позволяет повысить помехоустойчивость синхронизации фазоманипулированных шумоподобных сигналов. Выигрыш предлагаемого устройства в энергетике при действии белого шума опреде- . ляется уровнем боковых лепестков автокорреляционной функции сигнала, корреляционными свойствами автокорреляционной функции, временем анализа или числом анализируемых отсчетов корреляционной функции.

Эффект повышения помехоустойчивос-20 ти заключается в том, что при определении второй корреляционной функции согласованным фильтром уровень сигнального пика и боковых лепестков первой корреляционной функции, пере- 25 множенные с соответствующим пиком и боковыми выбросами АКФ синфазно, а шумовые составляющие ВКФ, являющиеся независимыми случайными величинами, складываются случайным образом, т.е. ЗО складываются их дисперсии.

Формула изобретения

1с Устройство для синхронизации 35 шумоподобных сигналов по авт. св.

Р 613512, о т л и ч а ю.щ е е с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости при отношении сигнал/шум меньше единицы, в него введены блок вычисления автокорреляционной функции О блок определения максимального сигнала и согласованный фильтр, к опорному входу которого через блок вычисления автокорреляционной функции подключен выход модулятора сигналов, а к информационным входам согласованного фильтра подключены выходы коммутатора, при этом выходы согласованного фильтра подключены к входам соответствующих цифроаналоговых преобразователей, а выход третьего сумматора через блок определения максимального сигнала подключен к входу поро- гового блока.

2. Устройство по п. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что блок вычисления автокорреляционной функции, .содержит последовательно соединенные тактовый генератор, счетчик, дешифратор, первый ключ, элемент ИЛИ, первый регистр сдвига, сумматор и второй регистр сдвига, выход которого подключен к второму входу сумматора, а также элемент НЕ и второй ключ, выход которого подключен к второму входу элемента ИЛИ, при этом выход дешифратора через элемент НЕ подключен к первому входу второго ключа, к второму входу которого под ключен выход первого регистра сдвига, к тактовому входу .которого, а также к тактовому входу второго регистра сдвига подключен выход тактового генератора, причем управляющий вход сумматора, объединенный с информационным входом первого ключа, является входом блока вычисления автокорреляционной функции, выходом которого является выход сумматора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1 ° Авторское свидетельство СССР

9 613512, кл Н 04 „ 7/02, 1976 (прототип }.

1003372

ВНИИПИ Закаэ 1592/47 Тираж 67& Подписное

Филиал ППП "Патент", г,Ужгород, ул.Проектная,