Фурье-коррелятор

 

ФУРЬЕ-КОРРЕЛЯТОР, содержащий аналого-цифровой преобразователь, информадионньй выход которого подключен к первым входам первого и второго умножителей, выходы которых подключены к первым входам соответственно первого и второго сумматоров, выходы которых подключены к информационным входам соответственно первого и второго блоков памяти,.информационные выходы которых подключены к входам соответственно первого и второго квадраторов, выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам третьего сумматора, выход которого является информационным выхо- . дом Фурье-коррелятора, синхронизатор, первый выход которого подключен к управляющим входам первого и второго блоков памяти, второй выход синхронизатора подключен к управляющему входу блока постоянной, памяти квадц)атурных копий, информационньй выход которого подключен к вторьм входам первого и второго умножителей, третий выход синхронизатора подключен к тактовому. входу аналого-цифрового преобразователя , информационный вход которого является информационным входом Фурьекоррелятора , отличающийся тем, 4TOj с целью повышения быстродействия , в него введены третий и (Л четвертьЕЙ умножители, и регистр, информационный выход которого подключен к первым входам третьего и четвертого умножителей, выходы которых подключены к вторым входам соответственно первого и второго сумматоров, информационные выходы первого и втоО5 рого блоков памяти подключены к вто- . 1 рым входам соответственно третьего и четвертдго умножителей. со

„„SU„„t >647

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

4(st) Ñ. 06 F 15/332

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Ц

\

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3580604/24-24 (22) 28,02.83 ..(46) 30.06.85. Бюл. Р 24 (72) В.И.Глазьев, P..А.Зацерковский, А.М.Мороз, Б.В.Передня, Б.Н.Сытник, Н.В.Сирота и Е.В.Тертышный (53) 681.32(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 647626, кл. G 01 S 7/28, 1976..

Авторское свидетельство СССР

& 443458, кл. Н 03 Н 7/00, 1972. (54)(57) ФУРЬЕ-КОРРЕЛЯТОР, содержащий аналого-цифровой преобразователь, информационный выход которого подключен к первым входам первого и второго умножителей, выходы которых подключены к первым входам соответственно первого и второго сумматоров, выходы . которых подключены к информационным входам соответственно первого и второго блоков памяти, информационные выходы которых подключены к входам соответственно первого и второго квадратаров, выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам третьего сумматора, выход которого является информационным выхо-, дом Фурье-коррелятора, синхронизатор, первый выход которого подключен к управляющим входам первого и второго блоков памяти, второй выход синхронизатора подключен к управляющему входу блока постоянной памяти квадратурных копий, информационный выход которого подключен к вторым входам первого и второго умножителей, третий выход синхронизатора подключен к тактовому. входу аналого-цифрового преобразователя, информационный вход которого является информационным входом Фурьекоррелятора, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены третий и . четвертый умножители, и регистр, информационный выход которого подключен к первым входам третьего и четвертого умножителей, выходы которых подключены к вторым входам соответственно первого и второго сумматоров, информационные выходы первого и второго блоков памяти подключены к вторым входам соответственно третьего и четвертого умножителей.

11647

jz«) =(и, соа((д,„ gt)+hz; „) +

+(и" sin(Q ° i 6 t)+5z . ) где х; — отклик Фурье-коррелятора на m"÷àñòîòå в i-й момент времени 55

u; " отсчеты входного процесса, Qщ - значение частот m-й копии сигнала, 1

Изобретение относится к электрорадиотехнике и связи, а именнo Mнo, гоканальным цифровым устройствам обработки информации в полосе частот, и может быть использовано, например, .в качестве приемных трактов для согласованной обработки гармонических сигналов в полосе частот, а также может быть исцользовано в качестве спектроанализатора. 1О

ЦелЬю изобретения является повышение быстродействия вычисления корреляционного отклика по каждой копии . сиг нала.

На фиг. 1 представлена блок-схема

Фурье-коррелятора на фиг.2 — схема блока постоянной памяти квадратурных копий.

Предлагаемый Фурье-коррелятор содержит аналого-цифровой преобразо- 2О ватель 1; первый и второй умножители

2 и 3; первый и второй сумматоры 4 и

5; первый и второй блоки памяти 6 и

7, квадраторы 8 и 9 третий сумматор

10 блок 11 постоянной памяти квадра- 25 турных копий (сигнала), третий и четвертый умножители 12 и 13; регистр

14, синхронизатор 15. Блок 11 содержит счетчик 16, постоянное запоминающее устройство 17 и 18 (ЗУ), оперативное ЗУ 19 и сумматор 20.

Синхронизатор 15 обеспечивает выдачу синхроимпульсов с частотой сле. дования, равной частоте дискретизации f входного процесса для анало3 го-цифрового преобразователя 1, а также синхроимпульсов с частотой следования, равной Х„ =Е m (m — число рабочих частот в заданной полосе .анализа) — для счетчика блока 11 постоянной памяти квадратурных копий сигнала и первого и второго блоков

6 и 7 памяти квадратурных каналов.

Предлагаемый Фурье-коррелятор реализует скользящее вычисление свертки входного процесса в темпе поступления входных отсчетов на частотах в заданной полосе анализа по следующей формуле:

31 2

At:--1!Г - 1 — частота дискретизации входного процесса.; — константа (=-..íà÷åíèå константы Я зависит от длительности обрабатываемого сигнала) .

Отклик Фурье-коррелятора z на

ala t фиксированной частоте m1 вычисляется следующим образом, Входной процесс в аналого-цифровом преобразователе 1 преобразуется в последоватедьность отсчетов с перио" дом следования Т=1/f . Выборки процес3 са и„ .поступают на первые входы первого и второго умножителей 2 и 3. На вторые входы первого и второго умножителей 2 и 3 поступают отсчеты соответствующих квадрагурных составляющих копий сигнала..Результаты перемножений в 1 м такте поступают на первые входы первого и второго сумматоров 4 и 5... .На вторые входы первого и второго сумматоров 4 и 5 поступают результаты вычислений в i- 1-м такте квадратурных составляющих кор(1 5 реляционного отклика z < т„

I умноженные в третьем и четвертом умножителях 12 и 13 на константу h хранящуюся в регистре 14. Вычисленные значения z,„„ записываются в пер.вом и втором блоках памяти 6 и 7. В

i+1-м такте значения псступают параллельно на третий и четвертый умножители 12 и 13 для вычисления

z è на квадраторы 8 и 9. Выходные коды квадраторов 8 и 9 суммируются в третьем сумматоре 10.

Вычисление откликов Фурье-коррелятора на остальных частотах производится аналогичным способом на интервале между двумя соседними выборками сигнала.

1 для скользящего вычисления к „и, необходимо непрерывное генерирование . квадратурных копий сигнала соя я, дк

xQt; sinй,„ i ДС, что обеспечивается описанной структурой блока 11 постоянной памяти квадратурных копий сиг" нала следующим образом.

На фиксированной частоте Я 1 при заданной частоте дискретизации процесса f приращение фазы и, 6 между двумя соседними отсчетами квадратурных составляющих копии сигнала является константой. Константна„,.ЬС, записанные. в первом постоянном запоминающем устройстве 17 блока 11, считываются на вход сумматсра 20 этого

1164731 же блока, на второй вход которого поступает текущее. значение фазы g ®„(i-t

-1) gt из оперативного запоминающего устройства 19 .блока 11. Результат на выходе упомянутого сумматора записы- 5 вается в оперативное запоминающее устройство 1.9 блока 11 и является адресом для извлечения из второго постоянного запоминающего устройства

18 блока 11 значений созс i ht u

sinQ> i $t.

Формирование адресов первого постоянного запоминающего устройства

17 констант ыщ ° Д t блока 11 и оперативного запоминающего устройства 19 блока 11 осуществляется счетчиком 16 блока 11 по синхросигналам частотой ,Й m, поступающим из синхронизатора 15.

Для синхронизации работы Фурьекоррелятора синхронизатор 15 выдает синхроимпульсы с частотой f для анаФ лого-цифрового преобразователя 1 и с частотой f m для счетчика 16 блока

11 постоянной памяти квадратурных копий, первого и второго блоков 7 и 8 памяти.

Параметры Фурье-коррелятора определяются верхней частотой входного процесса f< числом копий сигнала в анализируемой полосе частот m и быстродействием элементной базы. -Например, при m=200, времени перемножения двух отсчетов 0,2 мкс одноканальный

Фурье-коррелятор может обеспечить спектральный анализ сигналов в диацазоне частот Я-10 кГц.

1164731

IPtl8, Г

Составитель А.Варанов

Редактор Л.Авраменко Техред M .Ïàðoöàé . Корректор А.Зимбкосов

Заказ 4189/47 Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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