Автокоррелятор

 

Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники и радиотехники, а именно к средствам корреляционной обработки сигналов. Цель изобретения - повышение разрешающей способности и точности в условиях смещения частот входного и опорного сигналов. Автокоррелятор содержит генератор 1 опорных сигналов, корреляторы 2, 3, выпрямительные элементы 4, 5, 16, ключи 6, 12, усилители-ограничители 7, 8, 9, 14, 17, элементы 10, 11 дифференцирования, пороговый элемент 13, элемент И 15. На выходе коррелятора 3 формируется нормированная корреляционная функция (КФ). На выходе элемента И 15 формируются сигналы, соответствующие моментам времени, в которые одновременно первая и вторая производные нормированной КФ отрицательны. Этими сигналами открывается ключ 12. Он пропускает части основного и боковых лепестков КФ, которые сравниваются с порогом. Поэтому на выходе порогового элемента 13 формируется сигнал, совпадающий по времени с частью основного лепестка КФ на выходе коррелятора 2. Этот сигнал через усилитель-ограничитель 7 управляет ключом 6. Таким образом, на выходе автокоррелятора формируется узкий корреляционный импульс, имеющий амплитуду такую же, как у основного лепестка КФ, а ширину более чем в два раза меньше. 2 ил.

СОЮЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (SD 4 G Об G 7/19

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) АВТ01<ОРРГЛЯТОР

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4357721/24-24 (22) 04.01.88 (46) 15.10.89. Бюл. №- 38 (72) Б.И.Компаниец, Д.А.Линник, E,Â,ÕîìåHêî и Л.П.Чумак (53) 681.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 11003377228811,, кКл . О 06 С 7/19, 1982. (57) Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники и радиотехники, а именно к средствам корреляционной обработки сигналов. 1(ель изобретения — повышение разрешающей способности и точности в условиях смещения частот входного и опорного сигналов. Автокоррелятор содержит генератор 1 опорных сигналов, корреляторы 2,3, выпрямительные элементы 4,5,16, ключи 6,12, усилителиограничители 7,8,9,14,17, элементы

„„SU„„1515178 А1

10, 11 дифференцирования, пороговый элемент 13, элемент И 15. На выходе коррелятора 3 формируется нормирован ная корреляционная функция (КФ).На выходе элемента И 15 формируются сигналы, соответствующие моментам времени, в которые одновременно первая и вторая производные нормированной КФ отрицательны. Этими сигналами открывается ключ 12. Он пропускает части основного и боковых лепестков КФ,которые сравниваются с порогом. Поэтому на выходе порогового элемента 13 формируется сигнал, совпадающий по времени с частью основного лепестка КФ на выходе коррелятора 2. Этот сигнал через усилитель-ограничитель 7 управляет ключом 6. Таким образом, на выходе автокоррелятора формируется узкий корреляционный импульс, имеющий амплитуду такую же, как у основного лепестка КФ, а ширину более чем в два раза меньше ° 2 ил.

1515178

Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники и радиотехники и может быть использовано при выделении задержанного 5 сигнала относительно опорного, если форма огибающей спектра сигналов близка к прямоугольной.

Целью изобретения является повышение разрешающей способности и точности!О в условиях смещения частот входного и опорного сигналов.

На фиг.1 представлена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 — временные диаграммы сигналов. 15

Устройство содержит генератор 1 опорных сигналов, корреляторы 2 и 3, выпрямительные элементы 4 и 5, ключ 6, усилители-ограничители 7-9, элементы

10 и 11 дифференцирования, ключ 12, пороговый элемент 13, усилитель-ограничитель 14, элемент И 15, выпрямительный элемент 16, усилитель-ограничитель 17.

Устройство работает следующим образом.

Выходной сигнал поступает на сиг нальный вход коррелятора 1 и на вход усилителя-ограничителя 8. С выхода

30 усилителя-ограничителя 8 ограниченный по амплитуде на единичном уровне сигнал поступает на вход второго коррелятора 3. На второй вход коррелятора 3 поступает ограниченный также на единичном уровне с помощью усилителя- 35 ограничителя 9 сигнал от генератора 1 опорных сигналов. В корреляторе 3 нормированные входной и опорный сигналы перемножаются, результат перемножения усредняется и на выходе 40 образуется сигнал нормированной взаимной корреляционной функции опорного и входного сигналов (Аиг.2, кривая F),ÑHríàë с выхода коррелято р ра 3 подвергается дифференцированию 45 на элементе 10 дифференцирования, а также поступает на вход элемента 4.

На выходе элемента 11 диААеренцирования формируется продифференцированный сигнал с выхода элемента 10.

Сигналы на выходах элементов 10 и 11 приведены на фиг.2, кривые В и С соотьетственно.

Элемент 4 пропускает только положительные, а элементы 5 и 16 — отрицательные составляющие соответствующих сигналов. При этом сигналы с выхода элемента 5 и с выхода элемента 16 подвергаются инвертированию и ограничению в инвертирующем усилителе-ограничителе 14 и инвертирующем усилителе-ограничителе 17 соответственно.

Сигналы с выходов инвертирующих усилителей-ограничителей 14 и 17 поступают на соответствующие входы элемента И 15, Таким образом, при одновременном наличии отрицательных уровней напряжения на выходах элементов 10 и 11 диАференцирования, на выходе элемента И 15 Аормируется напряжение "1"

Э которое поступает на управляющий вход ключа 12 и разрешает прохождение положительной составляющей сигнала с выхода вентиля 4 на вход порогового элемента 13. Момент открытия ключа 12 независимо от величины F —частоты смещения сигналов будет соответствовать максимуму основного лепестка взаимной корреляционной функции (ВКФ) на выходах коррелятора 2 и коррелятора 3. Из диаграммы на фиг.2 видно, что на вход порогового элемента 13 проходит только некоторая часть половины основного лепестка ВКФ и положительные боковые лепестки ВКФ.

Напряжение порогового уровня порогового элемента выбирается равным по величине максимальному значению первого положительного бокового лепестка нормированной КФ входного сигнала (при Г = О) и „., = 0,!28.

При таком выборе порогового уровня обеспечивается надежное прикрытие всех боковых лепестков КФ на выходе коррелятора 3. Это обусловлено тем, что входные сигналы этого коррелятора нормированы по амплитуде на усилителе-ограничителе 8 и усилителе-ограничителе 9 на единичном уровне и на выходе коррелятора имеет место нормированная КФ входных сигналов. Поэтому на выход порогового элемента 13 поступает некоторая часть половины основного лепестка КФ, превышающая заданный пороговый уровень ° Напряжение с выхода порогового элемента 13 ограничивается по уровню на усилителе-ограничителе 7 и поступает на управляющий вход ключа 6, на сигнальный вход которого поступает сигнал КФ входного и опорного напряжений с выхода коррелятора 2. При этом на выход устройства поступает часть половины основного лепестка КФ, причем начало корреля1515178 ционного импульса соответствует максимуму основного лепестка КФ, а его длительность составляет величину порядка T> = 0,7 ° 80, где С вЂ” ширина основного лепестка КФ.

В известном устройстве ширина формируемого на выходе корреляционного импульса для случая, когда значение F составляет 20Х от значения ширины по- 1О лосы сигнала, равно Т „= 1,25 С, .

Следовательно, в устройстве в 1,8 раз меньше интервал задержки одного сигнала по отношению к другому, в пределах которого нельзя разрешить два сигнала, т.е. разрешая способность предлагаемого устройства в 1,8 раз выше, чем у прототипа.

Формула изобретения 2О

Автокоррелятор, содержащий два коррелятора, генератор опорных сигналов, два выпрямительных элемента, первый усилитель-ограничитель и первый ключ, причем первый вход первого кор- 25 релятора является входом автокоррелятора, второй вход первого коррелятора соединен с выходом генератора опорных сигналов, выход второго коррелятора соединен с входом первого выпрямительного элемента, выход перЮ вого усилителя-ограничителя соединен с управляющим входом первого ключа, выход которого является выходом устройства, отличающийся тем, что, с целью повышения разрешающей способности и точности в условиях смещения частот входного и опорного сигналов, в него введены четыре усилителя-ограничителя, третий выпрямительный элемент, второй ключ, дна элемента дифференцирования, пороговый элемент и элемент И, причем первый вход второго коррелятора через второй усилитель-ограничитель подключен к входу устройства, выход генератора опорных сигналов через третий усилитель-ограничитель соединен с вторым входом второго коррелятора, выход которого через первый элемент дифференцирования соединен с входами второго элемента дифференцирования и второго выпрямительного элемента, выход второго элемента дифференцирования через третий выпрямительный элемент соединен с входом четвертого усилителя-ограничителя, инверсный выход которого соединен с первым входом элемента Й, выход второго выпрямительного элемента соединен с входом пятого усилителя-ограничителя, инверсный выход которого соединен с вторым входом ° элемента И, выход которого соединен с управляющим входом второго ключа, информационный вход и выход которого соединены соответственно с выходом первого выпрямительного элемента и информационным входом порогового элемента, вход задания порога которого является входом задания порога устройства, выход порогового элемента соединен с входом первого усилителяограничителя.

1515l 78

Составитель В.Орлов

Техред JI,oëöAHûK Корректор Л O рунар

Редактор Ю,Середа

Заказ 6278/47 Тираж 668 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101