Генератор системы дискретных ортогональных сигналов

 

Генератор системы дискретных ортогональных сигналов относится к автоматике и вычислительной технике и может использоваться в устройствах спектрального анализа и связи для генерирования ортогональных сигналов. Цель изобретения - упрощение генератора. Генератор системы дискретных ортогональных сигналов содержит тактовый генератор, счетчик, m-1 циклических 2ⁱ разрядных регистров сдвига (2^m - размерность системы сигналов Хаара, формируемой на первом разрядном выходе счетчика и выходах умножителей первой группы, - номер циклического регистра сдвига), 2^m-2 умножителей первой группы, 2^m-1 пар умножителей второй группы, 2^m-1 умножителей третьей группы, четыре ограничителя уровня сигналов, элементов НЕ и умножитель. 3 ил.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может использоваться в устройствах спектрального анализа и связи для генерирования ортогональных сигналов.

Целью изобретения является упрощение генератора посредством исключения 2^m-1 умножителей третьей группы.

На фиг. 1 представлена структурная схема генератора системы дискретных ортогональных сигналов; на фиг. 2 - временные диаграммы, иллюстрирующие процесс формирования сигналов К_о⁽¹⁾(Θ) и L_o⁽¹⁾ (Θ) предлагаемым генератором; на фиг. 3 - вид сигналов, формируемых предлагаемым генератором.

Генератор системы дискретных ортогональных сигналов содержит тактовый генератор 1, счетчик 2, циклические регистры 3 сдвига, умножители 4 первой группы, первый и второй ограничители 5.1 и 5.2 уровня сигналов, умножители 6 второй группы, умножители 7 третьей группы, элемент НЕ 8, третий и четвертый ограничители 9.1 и 9.2 уровня сигналов, умножитель 10.

Генератор работает следующим образом.

В исходном состоянии счетчик 2 обнулен, а в циклических регистрах 3 сдвига записаны коды вида 1000...0. Под действием тактовых импульсов, поступающих с выхода генератора 1, на выходах m старших разрядов (m+1)-разрядного счетчика 2 формируется система сигналов Радемахера, представленных уровнями ±1. Формирование подмножеств сигналов Хаара из соответствующих сигналов Радемахера осуществляется при помощи регистров 3 сдвига и связанных с ними подгрупп умножителей 4 первой группы. Разрядность регистра 3 сдвига и число умножителей 4 в подгруппе равны числу сигналов Хаара в подмножестве (2ⁱ, где i - номер подмножества). В регистрах 3 циклически сдвигается код вида 1000...0, разряды которого задают "интервалы существования" соответствующих сигналов Хаара. Сдвиг на один разряд вызывается каждым изменением знака сигнала Радемахера на сдвигающем входе регистра 3. В результате перемножения сигналов Радемахера с "интервалами существования" на выходах умножителей 4 первой группы формируется система сигналов Хаара. Сформированные таким образом сигналы Хаара поступают на первые входы соответствующих умножителей 7 третьей группы. При этом число умножителей 7 в предлагаемом генераторе равно 2^m-1, т.е. в два раза меньше, чем в прототипе, в состав которого входят 2^m+1-2 умножителей 7.

В течение периода формирования сигналов Хаара сигнал κ_о⁽¹⁾ (Θ), формируемый на первом разрядном выходе счетчика 2, поступает на вход элемента НЕ 8. Инвертированный сигнал Хаара κ_о⁽¹⁾ (Θ) с его выхода поступает на вход третьего ограничителя 9.1 уровня сигналов. Одновременно на вход четвертого ограничителя 9.2 уровня сигналов поступает сигнал Радемахера с m-го разрядного выхода счетчика 2. Ограничители 9 реализованы в виде диодов таким образом, что на выходе третьего ограничителя 9.1 появляется положительная часть инвертированного сигнала Хаара κ_о⁽¹⁾ (Θ), а на выходе четвертого ограничителя 9.2 появляется отрицательная часть сигнала Радемахера, поступающего с m-го разрядного выхода счетчика 2. Поскольку на первый вход умножителя 10 поступает сигнал с выхода третьего ограничителя 9.1, а на второй вход - сигнал с выхода четвертого ограничителя 9.2, то на выходе умножителя 10 формируется последовательность отрицательных импульсов, расположенная на втором полупериоде формирования сигналов Хаара. Эта последовательность отрицательных импульсов поступает на вторые входы всех умножителей 7 третьей группы, на первые входы которых поступают соответствующие сигналы Хаара. В результате перемножения на выходах умножителей 7 третьей группы формируются сигналы, форма которых отличается от формы сигналов Хаара.

Сигналы с выходов умножителей 7 третьей группы поступают на первые входы соответствующих пар умножителей 6 второй группы. Сигнал Радемахера с выхода (m+1)-го разряда счетчика 2 поступает на входы первого и второго ограничителей 5.1 и 5.2 уровня сигналов. Ограничители 5 могут быть реализованы в виде диодов таким образом, что на выходе ограничителя 5.1 появляется положительная часть сигнала Радемахера, а на выходе ограничителя 5.2 - отрицательная часть сигнала Радемахера.

В результате перемножения сигналов с выходов умножителей 7 третьей группы с выходными сигналами ограничителей 5 на выходах соответствующих пар умножителей 6 второй группы формируются сигналы К₂^(k)(Θ) и L₂^(k)(Θ ), полностью идентичные сигналам, формируемым прототипом, форма которых обеспечивает уменьшение амплитуды боковых пиков автокорреляционных функций, что существенно повышает помехоустойчивость генератора.

На фиг. 2 показано временное состояние выходов тактового генератора 1(а), (m+1)-го разряда счетчика 2(б), первого ограничителя 5.1 уровня сигналов (в), второго ограничителя 5.2 уровня сигналов (г), первого разряда счетчика 2, на котором формируется сигнал Хаара κ_о⁽¹⁾ (Θ) , поступающий на первый вход соответствующего умножителя 7 третьей группы (д), элемента НЕ 8, на котором формируется инвертированный сигнал Хаара (е), третьего ограничителя 9.1 уровня сигналов (ж), m-го разряда счетчика 2 (з), четвертого ограничителя 9.2 уровня сигналов (и), умножителя 10 (й), соответствующего умножителя 7 третьей группы, на первый вход которого поступает сигнал Хаара κ_о⁽¹⁾ (Θ) (к), первого умножителя 6 второй группы, на котором формируется сигнал К_о⁽¹⁾(Θ ) (л), второго умножителя 6 второй группы, на котором формируется сигнал L_o⁽¹⁾( Θ) (м).

Из фиг. 3 видно, что сигналы, формируемые предлагаемым генератором, полностью идентичны сигналам, формируемым прототипом.

Использование изобретения позволяет существенно упростить генератор посредством исключения 2^m-1 умножителей третьей группы.

Формула изобретения

ГЕНЕРАТОР СИСТЕМЫ ДИСКРЕТНЫХ ОРТОГОНАЛЬНЫХ СИГНАЛОВ, содержащий тактовый генератор, счетчик, m - 1 циклических 2ⁱ-разрядных регистров сдвига (2^m - размерность системы сигналов Хаара, формируемой на первом разрядном выходе счетчика и выходах умножителей первой группы, i= - номер циклического регистра сдвига), 2^m - 2 умножителей первой группы, причем i-й разрядный выход счетчика (нумерация со стороны старшего разряда) соединен с сдвигающим входом i-го циклического регистра сдвига, (i + 1)-й разрядный выход счетчика соединен с первыми входами с (2ⁱ - 1)-го по (2ⁱ⁺¹ - 2)-й умножителей первой группы, вторые входы которых соединены с соответствующими разрядными выходами i-го циклического регистра сдвига, отличающийся тем, что он содержит 2^m - 1 пар умножителей второй группы, 2^m - 1 умножителей третьей группы, четыре ограничителя уровня сигналов, элемент НЕ и умножитель, причем (m + 1)-й разрядный выход счетчика соединен с входами первого и второго ограничителей уровня сигналов, выходы первого и второго ограничителей уровня сигналов соединены соответственно с вторыми входами первого и второго умножителей каждой пары умножителей второй группы, первый разрядный выход счетчика через элемент НЕ соединен с входом третьего ограничителя уровня сигналов, m-й разрядный выход счетчика соединен с входом четвертого ограничителя уровня сигналов, выходы третьего и четвертого ограничителей уровня сигналов соединены с входами умножителя, выход которого соединен с вторыми входами умножителей третьей группы, первый разрядный выход счетчика соединен с первым входом первого умножителя третьей группы, выход j-го (j = ) умножителя первой группы соединен с первым входом (j + 1)-го умножителя третьей группы, выходы умножителей третьей группы соединены с первыми входами соответствующих умножителей второй группы, выходы которых являются выходами генератора.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3