Устройство для измерения автокорреляционной функции псевдослучайного сигнала

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ АВТОКОРРЕЛЯЦИОННОЙ ФУНКЦИИ ПСЕВДОСЛУЧАЙНОГО СИГНАЛА, содержащее генератор псевдослучайного сигнала, тннию задержки,умножитель и управляемый генератор тактовых импульсов, выход .которого соединен с управляющим входом генератора псевдослучайного сигнала, выход которого соединён непосредственно и через задержки соответственно с первым и вторым входами умножителя, интегратор, вход которого соединен с выходом умножителя, выход интегратора подключен к информационному входу регистратора, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства, в него введены генератор ступенчатого Напряжения и делитель частоты, вход которого объединен с управляющим входом регистратора и подключен к выходу управляв мого генератора тактовых импульсов, управляквдий вход которого подключен к выходу генератора ступенчатого напряжения, управлякхций вход которого объединен с входом начальной усСП тановки интегратора и подключен к выходу делителя частоты.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУВЛИН

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР пО делАм изОБРетений и ОтнРытий

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21 ) 3505788/18-24 (22) 06.07.82 (46) 23.11.83. Бюл. Р 43 (72) В.П.Лось и В.И.Беляев (53) 621.3(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 421995, кл. 6 06 Р 15/336, 1975.

2. Мирский Г.Я. Радиоэлектронные измерения. М., "Энергия", 1969, с. 384-388, рис. 9.6 (прототип).

t (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

АВТОКОРРЕЛЯЦИОННОЙ ФУНКЦИИ ПСЕВДОСЛУЧАЙНОГО СИГНАЛА, содержащее гене ратор псевдослучайного сигнала, чинию задержки,умножитель и управляемый генератор тактовых импульсов, выход ,которого соединен с управляющим входом генератора псевдослучай. ного - сигнала, выход которого сое„. Я О„„Д)Щ2 Я A

3(59 G 06 G 7 1 О 6 C 33 динен непосредственно и через ли- нию задержки соответственно с первым и вторым входами умножителя, интегратор, вход которого соединен с выходом умножителя, выход интегратора подключен к информационному входу регистратора, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства, в него введены генератор ступенчатого напряжения и делитель частоты, вход которого объединен с управляющим входом регистратора и подключен к выходу управляе мого генератора тактовых импульсов, управлякзаий вход которого подключен к выходу генератора ступенчатого . напряжения, управляющий вход которо- Е го обьединен с входом начальной установки интегратора и подключен к выходу делителя частоты.

1056216

Целью изобретения янляется упрощение устройства .

Указанная цеЛь достигается тем, что в устройство для измерения автокорреляционной функции псевдослучайного сигнала, содержащее генератор псевдослучайного сигнала, линию задержки, умножитель и управляемый генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с управляющим входом генератора псевдослучайного сигнала, выход которого соединен непосредственно и через линию задержки соответственно с первым и вторым входами умножителя, интегратор, вход которого соединен с выходом умножителя, выход интегратора подключен к информационному входу регистратора, введены генератор ступенчатого напряжения и делитель частоты, вход которого объединен с управляющим входом регистратора и подключен к выходу управляемого генератора тактовых импульсон, управляющий вход которого подключен к выходу генератора ступенчатого напряжения, управляющий вход которого объединен с входом началь ной установки интегратора и подключен к выходу делителя частоты.

На фиг.1 приведена структурная схема устройстна, на фиг.2 — временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство (фиг.1) содержит генератор 1 псевдослучайного сигнала, умножитель 2, выход которого соединен с информационным входом интегратора 3, первый вход умножителя 2 объединен с входом линии 4 задержки и подключен к выходу генератора 1 псевдослучайного сигнала, второй вход умножителя 2 подключен к выходом генератора 1 псевдослучайных,и с входом начальной установки интегратора 3.

Сущность изобретения заключается в том, что формируется исходный сигнал, для которого определяется автокорреляционная функция, далее из этого сигнала формируют задержанный на некоторую постоянную вел личину З сигнал, перемножают его на исходный, интегрируют и регистрируют результат измерения, причем при переходе к каждому последующему отсчету автокорреляционной функции изменяют значение периода псевдослучайного сигнала. Изобретение относится к радиоиз- мерительной технике и может быть преиму" ,щественно использовано н радиотехнических системах на этапе выбора сигналов, обладающих хорошими корреляционными снойствами.

5

Известно устройство измерения антокорреляционной функции, основанное йа получении из исходного сигнала задержанного сигнала, перемножения исходного сигнала иа задержанный, 10 усреднение результата перемножения за период сигнала и регистрации полученного значения автокорреляционной функции 11) .

Недостатком устройства является сложность операции формирования за держанного сигнала, приводящая к зна. чительным аппаратурным затратам.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является уст-. ройство, содержащее умножитель, первый вход которого объединен с входом линии задержки и является первым входом устройства, нторой вход умножителя подключен к выходу линии задержки, а выход умножителя через интегратор и регистратор под- ключен к выходу устройства f2) .

Основным недостатком известного устройства является необходимость получения сигналов с различными значениями времени задержки. Обычно это .достигается при использовании линии регулйруемой задержки.или многоотнодных линий. Причем, чем точнее необходимо получить измерение, тем больше 35 трудности возникают при формировании задержанных сигналов. Это объясняется тем, что количество тОчек, в которых необходимо получить значение антокорреляционной функции, определяет 40 ся числом элементов на периоде сигнала. Например для м-последовательности ду задержки выход интеграто"ду линии 4 задержки выход интег атона периоде которой уклапываются 1023

t а 3 соеинен с ином эле ента, необходимо сформировать дом регистратора 5 управляющий вход

1023 задержанных сигналов. если сиг- котоРого объединен с УпРавлЯющим вхонал предстанляет собой последователь.ность, состоящую иэ разнополярных сигналов и подключен к выходу генеРатоимпульсов, задача формирования мадер- Ра б тактовых импульсов, УпРавлЯюший жанного сигнала упрощается, так как нход которого подключен к выходу эта операция может быть осуществлена генеРатоРа 7 стУпенчатого напРЯжес помощью цифровой линии задержки, 59 .ниЯ УпРавлЯющий вход котоРого соепостроенной на основе регистров .динен с выходом делителя 8 .частоты

° ° сдвига. Дискретность отсчета в этом лучае определяется длительностью одного элемента сигнала., Если точность измерения надЬ повысить, то для это- 55 го .необходимо увеличить тактовую частоту в регистре сдвига и соответственно цо столько же раз увеличить число ячеек регистра сдвига.

Если производится измерение 60 автокорреляционнбй функции сигнала иа радиочастоте, то задача получения задержанных сигналов резко усложняется из-за необходимости использования многоотводных линий задержки. 65

10 )6216

Рассмотрим более подробно работу предлагаемого устройства. . Пусть сформирован исходный сигнал б(Т,Ц, где Т вЂ” период сигнала

/ текущее время, и задержанный сигнал 5Р,< - се), где c — время задержки. Значение автокорреляционной функции для данных значений параметров Т, l,q равно

Т

R(T,"d= )â(òö.Bb .t-cqldt. О)

I о

:При фиксированном значении с -cohstHaменение периода псевдослучайного сиг нала приводит к тому, что изменяется число элементов, умещающихся на интервале (0, i>) ., т.е. изменяется относительная часть сигнала, уменьшающаяся на этом интервале (фиг.1). Действительно, число элемен-..тов сигнала на интервале времени 20 (О,lq) можно рассчитать по формуле и

Сq

И = — л

I где 9 — длительность элемента сигнала.

Допустим, что число элементов сигнала на период Т равно 0 тогда

1т

6 =- (s) 30 и и п3

6» (4)

Величина n+ показывает, на сколь ко элементов сдвинуты относительно друг друга исходный и задержанный сигналы. Иэ выражения (4) следует, что этот сдвиг (по отношению к элементам сигнала) может изменяться, если изменять период сигнала Т. Так как длительность элемента и период 40 сигнала связаны соотношением (3), то добиться изменения периода можно путем изменения тактовой частоты для двоичных последовательностей.

Таким образом, изменение значения 45 периода псевдослучайного сигнала при переходе к каждому последующему отсчету позволяет значительно упростить процесс формирования задержанного сигнала. 50

Требования к пределам изменения периода сигнала определяются кон кретной задачей. Обычно требуется получение автокорреляционной функции на всем периоде, поэтому пределы изменения могут быть найдены путем. подстановки в левую часть выражения (4} соответствующих значений, наприме

Р и

=0= —,В

3 Ihl h

lha X и и

I tg пзта»

hler h

1 откуда получаем Т„„„,-oo «T„„„-2».

Для исключения условия"Г -е .юж-

%o% но воспользоваться тем обстоятельством, что автокорреляционная функция является периодической, поэтому можно выбрать пзмах где К = 1,2,3,i.. — целое число, отктт ° а л

З 6З

Т „=

М ° К41

Таким образом, в процессе измерений необходимо изменять при переходе к каждому последующему отсчету, период псевдослучайного сигнала на величину

Tùàì -Th„п

k(к л) Й где. М вЂ” число отсчетов автокорреляционной функции периода.

В пересчете на длительность элементов получим л л

1 n 4 "n 4 n = gb

Устройство работает следующим образом.

Генератор 1 псевдослучайного сигнала формирует сигнал с тактовой частотой; определяемой генератором б тактовых импульсов. Сигнал непосредственно и через линию 4 задержки подается на оба . входа умножителя с генератора 1 ° Затем происходит усреднение результатов умножения в интеграторе 3 и регистрация результата измерения в региотраторе 5.Переход к следующему отсчету осуществляется с помощью делителя В частоты, в котором одновременно с формированием сигнала установки интегратора фор«кируется управляющее воздействие на генератор 7 ступенчатого напряжения для изменения значения тактовой частоты (а следовательно, и периода сигнала). Информация о значении периода сигнала, необходимая для работы интегратора, формируется в делителе 7 частоты в соответствии с формулой (3), используя текущее значение тактовой частоты, выдаваемое генератором тактовой частоты. Таким образом, отличительными признакащи предлагаемого технического решения является введение в устройство гене ратора 1 ступенчатого, напряжения и де,лителя частоты.

1056216

Составитель A.Èâàíoâà

Техред А.Ач Корректор О.Тигор

Редактор В.Иванова

9309/44 Тираж 706 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Эффективность предлагаемого устройства определяется простотой реализации. Использование изобретения при измерении автокорреляционной функции псевдослучайного сигнала позволяет получить отсчеты этой функции в 5 любой точке путем выбора соответствующего значения тактовой частоты (или периода сигнала)1. Повышение же

I точности в известном устройстве ограничено из-эа трудностей, возникающих нри создании многоотводящих линий задержек. Иапример, для сигнала с числом элементов на периоде, равном 1023„ линия задержки в известном устройстве должна иметь 1023 отвода, а в предлагаемом — всего один отвод.