Цифровой автокоррелятор

 

ЦИФРОВОЙ АВТОКОРРЕЛЯТОР, сойерчкащий Т1 ячеек паавяти, ияформационный вход первой из которых явЛяется первым информационным входом автокоррелятора, а выходы всех ячеек памяти подключены к первым йхрдам соответствующих бдоконунйожёния, выходы которых, кроме первого блока умнржения, йодклйчены к информационным входам соответсТВ5ПШ1Шс (п-1)-х «локов коммутации, одноименные выходы которых объединён и подключены к входам соотвётствувд(х trt .схгмматоров , начиная с второго еумматор;, выходи всех m () cyMMaTojiOB являются соответствующими клхбдами автокоррелятора , о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью упрощения, в него . введены п вспомогательных сумматоров, распределитель импульсов и дополнительный блок коммутации, информационный вход которого подключен к выходу первого блока умножения, а выходы дополнительного блока коммутации, кроме первого, объединены с соответствующими выходами блоков коммутации, первый выход дополнительного блока коммутации объединен с первьвчи выходами блоков коммутации и подключен к входу первого сумматора, причем информационные .входа остальных ячеек памяти. и вторые входы блоков умножения соедиа йены с первым информационным входом ® автокоррелятора, а управлянюшё входы ячеек памяти объединены е управлЯ-1, кзщими входами сйЬтветствукмцих вспомб-|| гательных сумматоров и по Бключены к соответствующим выходам распредели- V, теля импульсов, вход которого являет-с ся входом синхронизации автокоррёлятора , информационные входы вспомогательных сумматоров объединены и являЧ ISD ЭО ются вторым информационным входом устройства автокоррелятора, а выходы: соедине ны с управлякйцими входами блоков коммутации соответстйенно. :«д сд

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

ЮВ

РЕСПУБЛИК

{1% {и) 3{оп G 06 F.15/336

ГОСУДАРСТВО АГНИЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ Ф .„ цИ AB TOPOIOMV CBBBBIBIIBCTBV (21) 3393333/18-24: релятора, отличающийся (22). 15 02.82 : . -тем, что, с целью упрощения, в него (46) 30.05.83.- Вюл. В 20 введены и вспомогательных сумматоров; (72) С.A. Прохоров и В,Н, -Велоли-,- распределитель импульсов и до олнипецкий - . -: тельный блок коммутации, информацион(7Ц Куйбымевский ордена Трудового- . ный вход которого подключен к выходу

Крэсного.Знамени политехнический ин-, первого блока умножения, а выходы доститут им.В.В. Куйбышева . полнительного блока коммутации, кроме (53). 681.323(088.8) : .. первого, объединены с соответствую(56) 1. Авторское свИДетельство СССР, шими выходами блоков коммУтации,пер9 738887, кл..6 06 F 15/336, 1974. вый выход дополнительного блока ком2.. Авторское свидетельство. СССР . мутации объединен с первыми выходами по заявке Р 3306092/24, : - блоков коммутации и подключен к вхо.кл. G: 06 F 15/336,. 1981: (прототип). ду первого сумматора, причем:информа(54)(57) ЦИФРОВОЙ АВ10КОРРЕЛЯТОР, ционные .входы остальных ячеек памяти содержащий н ячеек памяти,- информа- и вторые входы блоков умножения соеди: ционный вход первой иэ которых яв- . иены с первым информационным входом ® ляется первым информационным входом . . автокоррелятора, а управляющие вхоавтокоррелятора, а выходы всех ячеек ды ячеек памяти объединены с управляпамяти подключены к первым входам ющими:входами сОответствующих вспомб соответствукщих блоков.. уМНожения, . .. гательных сумматоров и подключены ic выходы которых, .кроме. первого блока соответствующим выходам распределиумножения, подключены к-информацион-, -теля импульсов, вход которого являет-е . ным входам соответстэующкк" (п -1)-х ся входом синхронизации автокорреляблоков коммутации, одноимейные вы- : тора, информационные входы вспомогаходы которых объединены и подключены .- тельных сумматоров объединены и явля к входам соответствующих м,суммато- ются вторым информационным входом ров, начиная с второго сумматора, вы- - устройства автокоррелятора, а выхоходы всех m.(rn> n) сумматоров являют- - дМ соединены с управляющими входами .ся соответствующими выходами автокор- блоков коммутации соответственно.

1020835

Изобретение относится к измерению характеристик случайных процессов и предназначено для определения корреляционной функции текущего стационарного случайного процесса, представленного неравноотстоящими отсчетами, в реальном масштабе времени.

Известен адаптивный коррелометр, содержащий два аналогоцифровых преобразователя, блок умножения, генератор импульсов, блок памяти, два на- о копителя, счетчик, блок усреднения, блок задания погрешности, два сумматора, дополнительный счетчик, накапливающий сумматор (1 (.

Указанный адаптивный коррелометр предполагает ругулярную дискретизацию входного процесса и не позволяет вычислять корреляционную функцию процесса с нерегулярным шагом дискретизации.

Наиболее близким по технической 20 сущности к предлагаемому является цифровой коррелятор, содержащий два блока памяти, состоящих из и последовательно соединенных ячеек памяти каждый,и блоков умножения, (и-1) бло-25 ков вычитания, (и-1) блоков коммутации, m сумматоров.

Первым входом коррелятора является вход первого блока памяти. Выход первой ячейки первого блока памяти подключен к первым входам блоков умножения, вторые входы которых соединены с выходами соответствующих ячеек пер вого блока памяти. Вход первого сумматора соединен с выходом первого 35 блока умножения..Вторым входом коррелятора является вход второго блока памяти, выходы ячеек которого, кроме первой, подключены к первым входам соответствующих блоков вычитания, Ц) вторые входы которых подключены к выходу первой ячейки второго блока памяти. Выходы блоков вычитания подключены к первым входам соответствующих блоков коммутации, вторые входы 45 которых соединены с выходами соответствующих блоков умножения, кроме первого. Выходы блоков коммутации подключены к входам соответствующих сумматоров, кроме первого (23.

Однако для вычисления временных задержек требуется большая разрядность ячеек второго блока памяти и блоков вычитания, так как на второй вход устройства. подается абсолютное значение времени входного процесса.

Кроме того, блоки памяти должны обеспечивать параллельные. сдвиги содержимого ячеек, что усложняет их конструкцию. Наличие второго блока памяти и блоков вычитания усложняет кор- 60 релятор.

Цель изобретения — упрощение устройства.

Указанная цель достигается тем, что в цифровой автокоррелятор, содержащии п ячеек памяти, информационный вход первой из которых является первым информационным входом автокоррелятора, а выходы всех ячеек памяти подключены к первым входам соответствующих блоков умножения, выходы которых, кроме первого блока умножения, подключены к информационным входам соответствующих (n-1)-х блоков коммутации, одноименные выходы которых объединены и подключены к входам соответствующих rn сумматоров, начиная с второго сумматора, выходы всех rn(rn> n ) сумматоров являются соответствующими выходами автокоррелятора, введены и вспомогательных сумматоров, распределитель импульсов и дополнительный блок коммутации, информационный вход которого подключен к выходу первого блока умножения, а выходы дополнительного блока коммутации, кроме первого, объединены с соответствующими выходами блоков коммутации, первый выход дополнительного блока коммутации объединен с первыми выходами блоков коммутации и подключен к входу первого сумматора, причем информационные входы остальных ячеек памяти и вторые входы блоков умножения соединены с первым информационным входом автокоррелятора, а управляющие входы ячеек памяти объединены с управляющими входами соответствующих вспомогательных сумматоров и подключены к соответствующим выходам распределителя импульсов, вход. которого является входом синхронизации автокоррелятора, информационные входы вспомогательных сумматоров объединены и являются вторым информационным входом автокоррелятора, а выходы соединены с управляющими входами блоков коммутации соответственно.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 график входного случайного процесса; на фиг. 3 — структурная схема блока коммутации, Первый вход 1 устройства подключен к информационным входам каждой из и ячеек 2 памяти и вторым входам каждого из и блоков 3 умножения, первые входы которых подключены к выходам соответствующих ячеек 2 памяти.

Второй вход 4 устройства подключен к первым входам вспомогательных сумматоров 5, вторые входы которых объединевы с управляющими входами соответствующих ячеек 2 памяти и подключены к соответствующим выходам распределителя б импульсов, вход которо-го является третьим входом 7 устройства. Выходы вспомогательных сумматоров 5 подключены к управляющим, а выходы блоков 3 умножения к информационным входам соответствующих блоков 8 коммутации, выходы которых

1020835 подключены к входам m соответствую- На выхода% вспомогательных суммащих сумматбров 9. Выходы сумматоров торов 5 формирУются задержки времеявляются выходами устройства. ни между отсчетами входного процесцифровой автокоррелятор работает- са соответственно: на выходе первоследующим образом. го И . +Н. +At. +. +4,= -, °: с

Перед началом работы ячейки 8 па-: a выходе sToporo;4 ;,.э+4 +,1+, ° °:+4 ;= мяти, а также сумматоры 9 и вспомо- = q j-j+2; qa выходе „ го 0 на в » ф.-t ° гательные сумматоры 5 обнулены. На . ц+1,gg, +4 третий:вход 7 устройства поступают "+" -и+2 1 i i-a+I синхроимпульсы, по которым осущест- ц) "а выходе " го .4 ; jyy+4 j р2+-+4 1= вляется прием текущих значений вход, Ю ного процесса в. ячейки 2 памяти и Таким образом, с приходом на тресуммирование текущих интервалов âpa- тий вход 7 устройства В-ro синхроиммени между отсчетами входного процес- пульса на информационные входы блоса во вспомогательных сумматорах 5. 15 ков 8 коммутации подаются частичные

Причем в.общем случае входной про- произведения с выходов соответствуцесс представлен неравноотстоящими ющих блоков 3 умножения, а на управотсчетами времени. Запись текущих ляющие входы блоков 8 коммутации позначений входного процесса и сумми- даются соответствующие .им временные рование текущих интервалов вРемени задержки. Поскольку время не убыва.осуществляется в соответствии с ttpBH ет, то указанные задержки не paBHbl ципом циркуляциоииой организации па- между собой,. каждый блок 8 коммутамяти. Согласно этому принципу с при- ции выдает частичное произведение, ходом pro синхроимпульса на третий находящееся на его информационном вход 7 устройства на первый вход 1 входе, на свой определенный выход и устройства поступает текущее значе- далее на определенный сумматор 9, "25 ние входного .процесса х;, а на вто- номера которых соответствуют коду рой вход 4 устройства поступает теку временной задержки, находящемуся на щий интервал времени 4 ;1»- 4. - Pao управляющем входе указанного блока пределитель б импульсов ОСуществляет коммутации. Таким образом, адресом последовательную запись текущего зна- 10 каждого частичного произведения явчения х входногО процесса в ячейку . ляется код соответствующей временной

2 памяти с номером 3=(„кку +" . и РМ- задержки и вследствие неравенства решает обнулеиие вспомогательного †. временных задержек частичные проиэсумматора 5.с таким же номером- З . ведения пересылаются в разные сую остальных вспомогательных сумматорах 35 маторы 9, число которых т в общем

5 йроисходит суммирование .41 с со- случае больше числа и ячеек памяти. дерЖанием этих сумматоров 5. Таким . -- частичное произведение х 2 с выхода образом, с ПрихоДом 1-rO Сиикроим j-го блока 3 умножения пересылается

1 пульса в ячейках 2 памяти находятся . всегда в первый сумматор 9, так как следующие текущие значения входного 4П в -м вспомогательном сумматоре 5 . процессау в первой х; у+11 во второй находится нулевая задержка.

x;» 2g...у в j-é хну в (у+1)-A х. "" После прихода последнего Й-го

i-ф + . .;:в М -и х;» . синхроимпульса и последней пары Х„ и „ в сумматорах 9 находятся суммй, Аналогично осуществляется последо-д5 которые после-усреднения дают искователвиость обнуления вспомогательных, мые ординаты оценки корреляционной фун= сумматоров 5.: На выходе блоков. 3 умно- кции входного процесса,представленного жения формируются частичные произве- неравноотстоящими отсчетами времени, денйя соответственно: на выходе пер- Для пояснения работы устройства

ВОГО Х; .+, Х 1 На вЫХОдЕ ВтОРого О. пРедставлена таблица соответствия . х; „.+ ° x.; I на выходе g-ro х,; на содержимого составных блоков автовйхоЪе $ j+l)»ro х; „+„x;... йа вы- - .коррелятора синхроимпульсам, приходе и --го х; . х;. . ходящим на третий вход 7 устройства.

1020835

1 (ч 1

О Ч а m В О Ч а СО В л О сч о е а со о сз f m л d <ч (ч о 5 а о л 5 m в л о 5 а

О «I 1 о е о сч е ю л w О л w a I о о. сч о ф . î fo w г в о

I

„с} I

СЧ 5х

t.}» 1

Х I I

r 1 х о с} r

Х Х х щ .с! О и

Х Х Х Х в Фъ е Х т. ,Ц 5 5 }е> сЧ "

Х Х Х Х и 1

1 т

}съ»О 1. ж 0 Х Х Х Х: Х Х, - ь о о

+ счев

О Х Х Х Х Х Х Х,Х Х

fL .х!}! ж х — —

f15 о о

}С! Ф . 5» со . r ч т

0 r сч

Х .Х.. Х Х. Х Х Х Х

С4 (х1 !Ю фъ К l6 5! CV 0 goal цх - ф} о Х, Х Х Х Х Х Х .Х Х Х

4 о т» сч

gi r, i- .r

<Ч. «© 5}}!. СР В сВ эХ ь .r p

Х, Х Х- Х Х

I» f f l f

Х Х Х Х -Х сч . \4 хф (а

М Х Х Х с 4 5" с. r

Х .Х Х Х Х

Ф

Х г с

Х Х

Е }С 5 " . ст

Х Х Х Х Х

Ю о . Х о .о о

Х. Х. Х Х о о

Х Х .Х

1 5}}

Е

I О!

1 5: е6 Ф3 Сх5 о о Х Г

Г !

t л с4 сч е4 сч о Х Х Х Х ай

Х Х Х Х Х

r.

Х Х Х

%- - f

Х Х Х Х н <ч е) ч

ff I

3 f Ж I I !

ff 1 Ф 1 х ! !

",! п}

}.! 1 <х1 х} — 55 () -1 сч

ffI t

K 1

О} ж 1

РЪ о о 1:

}", I

C) I сч ! !

I

I л

I

Ю

1 ! х ! х а 1

Е(Ф} ! (ч

О 5 . а СО В Л О,г Х

Счс O

î а î î . î tI tf

Х Х

С4 М }!х tee о о о.о Х Х,Х о М Х,Х . Х Х Х о о î о о Х .Х Х Х

I

l е

Гх} л

I fI

Б

° »

} 11

t f»

t

I Ф

1020835 с"»

4 .1

I

I

I I . 3

t 3

СЧ ° юс

I 3 . I.

1.: .1

) I

1 —.-

1

I - 1 В

I В .3:

1 1 о

I . l ° с I

1 .1 I

I .:I — 4

1.: t В

I 1

1 I I

I I.. !

I 1 1. I 3 СЬ 3 1

1- -:. 1.1 — --1

"3 l. I

1.:3 I

I 1., В.I.. в

-3.. В СО t

1 1I, -1 . I

1 .. I 1 Э 1.)»3 I I ж.,)О) 1 3В 1 Й! I . I

Е «О) 1 V 1 В»1

1

I 3

I . 3 в -ср. в

1

3 в . !

l- 3.-" .1

1 3 I

l

3 .3

3 I

I. I

"..I

1 I

3 3

I 3

3 .

3 въ I 1.1 I .1

В 3 I

I 1:

I I I в

I 1

I 1

I I

1 I 3

I 1

3 сс» 3

1

I

3 т

1

1

I

3

I

1

l

1

I

1,Вв 1 ср 1

g I вс 1

3» I

g I, OI

: 1

1. 1

3 e

I

I с 4 I I

1 I

1. I

I

В I с)т

I 1 Х

I c l + ю в- " th

Ф4 х х г сч х х х

+ + в +

I .I I х"

1 + 3

I 1 1

Р х

3- 1 3

0 ..т", ® )h

Х Х Х.1Х с4 Ф -«сэ е

+ + ++ г

i 1 t ..+

1 + I . » + 1 «

М

i I:+

I 3 + 1

3 I:1- + +

1" I I . в 3 1 хо сч счсч а с!+ сч ссь счев еч I» х х х х !х- х

+ + + + + +

+ + х г

I 1 +,. I х х.

1. + + В р с- „ l с- 1

ХХ I

ln сф х х

+ +,3 1

I.I

dl I

Х 1

ln I

Х. ..I

+ 1 I 3 1! 1 сч 3 с- I.

Х I

1 г ф 3

-.Х Х I

3 -+ 3 + 3

1 х

+.. 3 б

Э I.

Х .. 3.

+ I 1. 3, 3

Фв

3 -+ !

Х . Й l

+ . в +

«(1I

+ +. + В I.. 1

+ 1: + t

3 х- в

3 a

+. I .1 3 м rсч-r åФ. I сб с-.

Х Х Х 1

1О2О838

Техническая реализация цифрового автокоррелятора может быть осуществлена с использованием элементов

ЦВТ. Ячейки 2 памяти могут быть.выполнены на триггерных элементах памяти, количество которых в каждой ячейке 2 равно разрядности первого входа 1 устройства. Количество сумматоров 9 равно требуемому числу ординат корреляционной функции. Количество ячеек 2 памяти и вспомогательных сум-(О маторов 5 зависит в общем случае от корреляционных характеристик входного процесса (максимального интервала корреляции, коэффициента сжатия входного процесса),@<

8 коммутации представляют собой узел, сочетающий в себе функции дешифрации управляющего сигнала и коммутации информационного, и могут быть выполнены по схеме, укаэанной на фиг. 3, где обозначены управляющий вход 10 блока 8 коммутации, информационный вход ll дешифратор 12, элементы

И l3. Дешифратор 12 и элементы И 13 являются узлами интегральной микроэлектроники.

Использование новых элементов - и вспомогательных сумматоров, дополнительного блока коммутации и распре- делителя импульсов позволило упростить схему цифрового автокоррелятора за счет упрощения конструкции ячеек памяти, уменьшения разрядности вспомогательных сумматоров (эа счет суммирования интервалов времени между отсчетами, а не..самих текущих значений времени) и отсутствия дополнительного блока памяти.

К(1)

° ° °

Составитель A. Иванова

Редактор С. Юско: Техред С.Мигунова Корректор Р. Решетник

Заказ 3899/42 Тираж 706 Подписное

ННИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент ., r. Ужгород, Ул. Проектная, 4