Цифровой коррелятор

 

Изобретение относится к специализированным средствам цифровой вычислительной техники и может быть использовано при обработке сигналов в областях акустики, локации, биологии , медицины, связи. Целью изобретения является повышение .быстродействия устройства. Поставленная цель достигается путем введения в устройство регистра сдвига, шести сумматоров , четырех регистров, четырех электронных ключей, пяти умножителей, пяти элементов задержки, выполняющих функцию распределения тактовьпс сигналов . Наибольший эффект от использования предлагаемого цифрового коррелятора достигается при использовании его в системах цифрового дина ;ического анализа сигналов в реальном масштабе времени. 1 ил. (Л с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я! 4 G F 15/336

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

СГ

Ф

° Ф

ЪЮ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21 ) 3810199/24-24 (22) 06.11.84 (46) 07.1 2.86, Бюл. У 45 (72) А.В,Белинский (53) 681,3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР !! 739544, кл, 6 06 Е 15/336, !976, Авторское свидетельство СССР

У 610!17, кл, 0 06 F 15/336, 1976. (54) ЦИФРОВОЙ КОРРЕЛЯТОР (57) Изобретение относится к специализированным средствам цифровой вычислительной техники и может быть использовано при обработке сигналов в областях акустики, локации, биоло\

„„SU„„1275467 А1 гни, медицины, связи„Целью изобретения является повышение .быстродействия устройства. Поставленная цель достигается путем введения в устройство регистра сдвига, шести сумматоров, четырех регистров, четырех электронных ключей, пяти умножителей, пяти элементов задержки, выполняющих функцию распределения тактовых сигналов, Наибольший эффект от использования предлагаемого цифрового коррелятора достигается при использовании его в системах цифрового динамического анализа сигналов в реальном масштабе времени. ил, 1275467

Изобретение относится к функционально ориентированнь1м средствам цифровой вычислительной техники и может использоваться в областях физики, акустики, медицины, локации при обработке действительных сигналон в скользящем режиме.

Цель изобретения — повышение быстродействия, На чертеже изображена структурная схема коррелятора.

Коррелятор содержит первый 1 и второй 2 регистры сдвига, с первого по седьмой сумматоры 3-9 соответственно, первый, второй, пятый, третий.и четвертый регистры )0-14 соотгетственно, второй, первый, третий и четвертый ключи 15-18 соответст-. венно, второй, первь1й, четвертый, пятый и третий умножители 19-23 соответственно, первый и второй информационные нходы 24 и 25, выход 26, с первого по пятый элементы 27-31 за-" держки соответственно, функциональные связи 32-37 между блоками.

Коррелятор работает следующим образом.

В исходном состоянии обнуляются регистры ) и 2 сднига и регистры 1014. Дискретные значения обрабатываJq емых сигналов в виде f(N) и f (N) как N-ные значения для анализируемых выборок с номерами значений O„N-! одновременно поступают в коррелятор по информационным входам 24 и 25. По входу подается тактовый сигнал,который по линии 32 запускает блок 27.

Элементы 27-31 задержки выполняют функцию схемы распределения тактовых сигналов коррелятора. Каждый элемент задержки формирует задержку тактового сигнала в соответстнии с длительностью срабатывания блоков коррелятора.

Работа последующего элемента задержки начинается по заднему фронту импульса от предыдущего элемента задержки.

В регистрах 1 и 2 с подачей тактового сигнала по линии 33 с выхода элемента 27 вначале производится сдвиг информации, и на вторых входах сумматоров 3 и 4 устанавливаются значения (О) и Г (О). Размер регистров 1 и 2 сдвига равен N ячеек, где N — размер выборки, кратный степени числа " 2". После этого одновременно на информационные входы регистров 1 и 2 и на первые входы

ЗО

40 дываются в сумматоре 7.

В блоках 2) 22, 17, 18 и 8 вычисляется величина С =-М af-М аГ и

2 2 2 а результат записывается в регистр

14 по сигналу разрешения с выхода элемента 29 по линии 35. Результаты умножений н умножителях 21 и 22 соотнетстненро М л1 и М af через отн

2 2 крытые при отсутствии тактирования первые входы ключей 7 и 18 подаются на входы сумматора 8 и алгебраически складываются, В умножителе 23 вычисляется величина Сз=лГлГ, а результат н виде ц.ЙЫ подается на второй вход ключа 15. При этом на управляющие входы ключей 15-)8 подается управляющий сигнал о гкрытия второго входа от элемента 30 по линии 36. Значение

Сз через второй открытый вход ключа

15 поступает на первый вход сумматора 7, на втором входе которого устанавливается через второй открытый вход ключа 16 из регистра 13 величи на С). В сумматоре 7 С з и С, складываются, а результат через второй открытый вход ключа 17 устанавливает-. ся на первом входе сумматора 8, на втором входе которого устанавливается через второй открытый вход клюсумматоров 3 и 4 поступают значения

f(N) и Г (N) соответственно.

В сумматорах 3 и 4 н1 числяются значения hf==Г(1)) — f(0) и аГ =f (N)—

-f (0),êîòîpûå н виде Ал,d.=l /N u

olhf подаются на первые нходь1 сумматорон 5 и 6, н которых вычисляются величины средних арифметических выборов М =M +daf и М =М +с И ». Ре2 1 2 гистры 10 u ll служат для хранения результатов вычислений средних арифметических для предыдущих выборок

М,, и М<. По окончании работы суми маторов 5 и 6 на вторые входы регистров 10 и 11 с выхода элемента 28 по связи 34 подается тактовый сигнал записи информации M и М, этот же сигнал разрешает запйсь Г И) и (N) н первую ячейку блоков I и 2 ° и

В блоках 19 20, .15 16 и 7 вычисляется величина С1 =1(М)Г (N)и

/1=

- -f(0) f (О),Результат записывается в регистр 13 по тактовому сигналу с выхода элемента 29 по линии 35 на второй вход этого регистра. Нетактируемые ключи 15 и 16 пропускают результаты умножений в умножителях

19 и 20, которые алгебраически скла1275467 ча 18 из регистра 14 величина С . Результат сложения в сумматоре 8 (:, +С +

+С =С. в виде и С подается на пер3 4 ный вход сумматора 9, в котором производится сложение вида 5

8!+К .

N-1

8 =g g(k)-М,)- (r (1)-М );

20 к=о

N-1 N-1

М =(Е f(k); М =ekmf"(k), к=о

25 где r(k) и r+(k) — обрабатываемые

I сигналы. формула изобретения

Цифрдвой коррелятор, содержащий первый регистр сдвига, первый сумматор и первый регистр, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введе- 35 ны второй регистр сдвига, с второго по седьмой сумматоры, с второго по пятый регистры, с первого по четвертый ключи, с первого по пятый умноI жители, с первого по пятый элементы 40 задержки, информационный вход первого регистра сдвига соединен с первыми информационными входами первых сумматора и умножителя и является первым информационным входом корреля-45 тора, вход первого элемента задержки является тактовым входом коррелятора, информационный вход второго регистра сдвига соединен с вторым входом первого умножителя, с первым 50 входом второго сумматора и является вторым информационным входом коррелятора, выход первого регистра сдвига .соединен с вторым входом первого сумматора и первым входом второго рмножителя, второй вход которого соединен с вторым входом второго сумматора и подключен к выходу втогде S! — результат вычисления выборочной ковариации в предыдущей выборке, хранившийся в регистре 12. Величина подается на выход 26 устройстна и одновременно записывается в регистр

М

12 по сигналу разрешения записи на его второй вход с выхода элемента

3l по линии 37. !5

Вычисление М И и Б производит и 2 ся рекурентно по И „ И, и Б, на базе расчетных соотношений рого регистра сдвига, вь ходы иервого и второго сумматоров соединены соответственно с первыми входами тре— тьего и четвертого сумматоров, с верным и вторым входами третьего умножителя, с первыми входами четвертого и пятого умножителей, вторые входы которых соединены соответственно с информационными входами первого и второго регистров и подключены к выходам третьего и четвертого сумматоров, вторые входы которых соединены соответственно с выходами первого и второго регистров, выходы первого и второго умножителей соединены соответственно с первыми информационными входами первого и второго ключей, второй информационный вход второго ключа соединен с выходом третьего умножителя, второй информационный вход первого ключа соединен с выходом третье"c регистра, выходы четвертого и. пятого умножителей подключены соответственно к первым информационным входам третьего и чет- . вертого ключей, выходы первого и второго ключей соединены соответственно с первым и вторым входами пятого .сумматора, выход которого соединен с вторым информационным входом третьего ключа и информационным входом третьего регистра, второй информационный вход четвертого ключа соединен с выходом четвертого регистра, выходы третьего и четвертого ключей соединены соответственно с первым и вторым входами шестого сумматора,вы- . ход которого соединен с первым входом седьмого сумматора и информационным входом четвертого регистра, второй вход седьмого сумматора соединен с выходом пятого регистра, информационный вход которого соединен с выходом седьмого сумматора и является выходом коррелятора, выход первого элемента задержки соединен с входом второго элемента задержки и с тактовыми входами первого и второго регистров сдвига, выход второго элемента задержки соединен с входом третьего элемента задержки и входами разрешения записи первого и второго регистров сдвига и первого и второго регистров, выход третьего элемента задержки соединен с входом четвертого элемента задержки и с тактовыми входами третьего и четвертого регистров, выход четвертого эле12757167

Составитель Е . Ефимова

Редактор 0.1!1рковедкая Техред И.Ходанин Кооректор A.Обручар

Заказ 6563/42

Тираж 671 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, >К-35, Раушская наб., д. 41!5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 мента задержки соединен с входом пятого элемента задержки и с управ11яюп!Нми входами с первого по -четверГый к1!ючеЙ р н11ход пя тAI о 31!ем(н та

:1здержки со(.д11нен c так тoHh1M Вя одом пятого регистра.