Статико-динамический электроннооптический коррелятор

 

Всесоюзная 1

""т- житно-тех),ические„из

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (") 54e8l7 (б1) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 13.05.75 (21) 2134806/24 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет (43) Опубликовано05.03 77 Бюллетень № 9 (45) Дата опубликования описания03.05.77 (51) М. Кл.е

G 06 G 9/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 681 3 (088. 8) (72) Авторы изобретения

К. С. Гпиненко, И. В. Кедровский, Б. В. Пилипишин и В. В. До х

Львовский ордена Ленина политехнический институт (71) Заявитель (54) СТАТИКО-ДИНАМИЧЕСКИЙ ЭЛЕКТРОННО-ОПТИЧЕСКИЙ

КОРРЕЛЯТОР

Изобретение относится к области обработки сигналов, в частности к классу мультипликативных электронно-оптических корреляторов аналогового типа, и предназначено для использования в системах обработки сигналов в качестве согласованного фильтра или дпя вычисления корреляционных функций, Известны многоканальные мультипликатиьные корреляционные устройства аналогового типа,в которых применяется ряд параллельных (по числу временных сдвигов) каналов вычисления функции корреляции (1).

При такой схеме построения коррелятора время, необходимое для получения окончательного результата, может быть равным длительности исследуемой реализации. Однако такая схема построения требует большого объема оборудования. Ограничения диапазона возможных задержек у многоканальных о корреляторов аналогичны одноканальным. Это обстоятельство не позволяет использовать последние в режиме работы согласованного фильтра, где требуется неограниченное изменение величины задержки. 25

Известны и мульт илликативны и одноканальный коррелятор аналогового типа содержит первую запоминаюшую электроннолучевую трубку (ЗЭЛТ) опорного сигнала, входы которой соединены соответственно с выходом генератора развертки записи опорного сигнала, вход которого подключен к первому выходу блока синхронизации, с выходом генератора развертки чтения опорного сигнала, со вторым выходом блока синхронизации, третий и четвертый выходы которого подключены соответственно ко входам генератора развертки и генератора развертки вывода. Первый и второй входы блока синхронизации соединены со входами коррелятора, а выход ЗЭЛТ опорного сигнала подкпк чен к первому входу блока умножения, соединенного выходом с первым входом сумматора (2) .

Этому коррелятору присуши недостатки одноканальных корреляторов, хотя диапазон задержек у подобного коррелятора может быть весьма широким. Однако схема организации вычислений такова, что этот диапазон ограничен объемом памяти ЗЭЛТ. При

549817

55 условии построения многоканального коррелятора, работающего на основе рассмотренного, недостатки его такие же, что и у многоканальных корреляторов, что делает подобное устройство весьма громоздким. Ог» раниченный диапазон задержек не позволяет даже при условии создания многоканального коррелятора использовать его в режиме согласованного фильтра.

Целью изобретения является расширение 10 функциональных возможностей коррелятора.

Поставленная цель достигается тем, что описываемый коррелятор дополнительно содержит коммутатор записи, коммутатор чтения, вторую и третью ЗЭЛТ, управляющие 15 входы которых соединены с выходами генератора развертки вывода, генератора развертки,соединенного со входом генератора развертки чтения опорного сигнала, информационные входы - соответственно с пер- 26 вым и вторым выходами коммутатора записи, а выходы — соответственно с первым и вторым входами коммутатора чтения, третий вход которого подключен к третьему выходу блока синхронизации, четвертый вы- 25 ход которого соединен с третьим входом коммутатора чтения. Второй вход блока умножения подключен ко второму -входу коррелятора.

На фиг. 1 изображена блок-схема корре- З0 лятора.

Он содержит блок синхронизации 1, генератор развертки 2, коммутатор записи 3, коммутатор чтения 4, генератор развертки записи опорного сигнала 5, генератор развертки вывода 6, ЗЭЛТ промежуточной памяти 7, 8, ЗЭЛТ опорного сигнала 9, блок умножения 1 О, сумматор 1 1 и генератор развертки чтения опорного сигнала 12.

На фиг. 2 представлены фунхции опорного и исследуемого сигналов, где обозначены функция опорного сигнала, поступаю шая на вход устройства (A ), исследуемая функция сигнала, поступающая на вход устройства (Е ), исследуемая функция 8<(4), 45 поступающая на блок умножения (Ж ), — синхроимпульс;

ni

7 — интервал существования во времени функции опорного сигнала;

Ц вЂ” синхросигнал;

50 — момент вступления опорного сигна1 ла;

Ы вЂ” интервал дискретизации исследуемого сигнала;

И вЂ” последний импульс исследуемого сигнала.

Процесс вычисления корреляционной функции состоит из тактов, где ц — число ординат дискретизании исходных реализаций х,у Отсчеты ординат сигналов х

60 и у берутся через интервал d Г. Вычисления производятся по выражению

0=1 „„(k; ) = К х() >(- ) <) где k — коэффициент пропорциональности.

В режиме согласованного фильтра коррелятор производит вычисления по выражению (1) с заменой х (К) íà х,(к) с= 1,2,... N.

Индекс изменяется после расчета всех значений „; „(Кь1 ) для данного значения i.Hp> осуществлении оптимальной фильтрации функция y=fz(t) имеет ограниченную длительность; а функция х= 5 (5j может иметь весьма большую протяженность во времени. Таким образом,й@п в случае оптимальной (согласованн ой фильтра ции, В корреляторе вход опорного сигнала 6 и вход исследуемого сигнала а соединены с блоком синхронизации и блоком умножения 10. Блок синхронизации 1 подключен к генератору развертки 2, коммутатору записи 3, коммутатору чтения 4, генератору развертки записи опорного сигнала 5, генератору развертки вывода 6, ЗЭЛТ опорного сигнала 9, к первомувходублокаумножения 10, Генератор развертки 2 соединен с отклоняющими системами записи и чтения блока промежуточной памяти на ЗЭЛТ 7,8 через генератор развертки чтения опорного сигнала 12 с отклоняющей системой чтения

ЗЭЛТ опорного сигнала 9. Вход коммутатора 3 подключен к выходу сумматора 11, а выходы - ко входам ЗЭЛТ 7,8. Входы коммутатора чтения 4- подсоединены к выходам чтения ЗЭЛТ 7,8 а выход к одному входу сумматора 11 и выходу сигнала Ь. Генератор развертки записи опорного сигнала 5 подключен к отклоняющей системе записи . блока памяти опорного сигнала на ЗЭЛТ 9.

Блок развертки вывода 6 подключен к отклоняющим системам чтения ЗЭЛТ 7,8 и выходу развертки вывода устройства Р

Выход ЗЭЛТ соединен со вторым входом блока умножения 10, выход которого подключен ко второму входу сумматора 11.

Устройство работает следующим образом.

Весь цикл корреляционной обработхи сигналов может быть условно разбит на три этапа: ввод опорного сигнала, корреляционная обработка исследуемого сигнала и вывод результата обработки.

Этап ввода начинается с момента поступления в блок синхронизации 1 импульса (фиг. 2 д) используемого для запуска генератора 5 и подключения входа опорного сигнала 6zo входу записи ЗЭЛТ 9. В результате опорный сигнал записывается в ЗЭЛТ

9.

На втором этапе обработки на вход устройства подается исследуемый сигнал с

549817 подмешенным импульсом синхронизации 0< (фиг. 2P). Импульс синхронизации используется в блоке 1 для подключения одного из входов блока умножения 10 ко входу 6 устройства, и для запуска генератора развертки 2, управляюшего записью промежуточных результатов в ЗЭЛТ 7,8, а также запуском генератора 12, управляюшего чтением опорного сигнала в ЗЭЛТ 9. В качестве блоков

2,5,12 целесообразно применять генераторы 1О круговой развертки с постоянным радиусом.

Причем радиус определяется интервалом времени сушествования опорного сигналаид Г, его частотой и разрешаюшей способностью

ЗЭЛТ 7,8. Такой способ записи позволяет просто осушествить синхронизацию работы устройства независимо от длительности ид Г опорного сигнала и его частоты. Иля этого достаточно, чтобы длина окружности, на которой записан опорный сигнал имела(И=

=7/д|;)точек разрешения из которых и за«

7 нимает y=f (Ц, Тогда период генератора развертки чтения Т можно принять равным

И

Т (2) 25

" и1 йля того, чтобы получение выражения для

Д„ (Цд ) происходило по схеме с неограниченным объемом внутренней памяти, нео ходимо, чтобы период развертки генератора

2 был равен д1

Т

2 и (3)

Из выражений (2) и (3) видно, что для синхронизации работы при изменении длительности функции при заданном интервале дискретизацйи Ат. необходимо лишь изменить радиус развертки так, чтобы обеспечить запись (n +1) дискретных значений опорной функции при данной разрешаюшей способности ЗЭЛТ 9. Исследуемый сигнал подключается блоком 1 ко входу блока умножения 10 и поступает на него в виде, представленном на фиг. 2,Ж. Каждое дИскрет- 45 ное значение этого сигнала умножается в нем на все значения, функции f (6- 5) за

I время ф, равное

И

u i

В результате в блоке промежуточной памяти записывается строка А промежуточных результатов. В последуюшем цикле умножения каждое новое произведение следуюшей строки промежуточных результатов сумЯ мируется с соответствуюшим членом предыдушей строки, полученной в предыдушем цикле обработки. Результат операции сложения поступает дпя записи в ЗЭЛТ 7 или

8. Причем если цикл обработки нечетный, 60 то кдммутатор 3 подключает к выходу сумматора 11 вход ЗЭЛТ 7, а коммутатор 4 к одному из входов блока ll - выход

ЗЭЛТ 8. В четном цикле коммутатор 3 соединяет выход сумматора 11 со входом ЗЭЛТ

8, а коммутатор 4 выход ЗЭЛТ 7 — с одним из входов блока 10. После того, как будет обработано N =e значение исходного сигнала, в блоке памяти образуется функция

Я„. (Кд T.), и цикл обработки заканчивает ся. Блок синхронизации выдает сигнал прекрашения работы генераторов 2 и 12, а также вырабатывает сигнал запуска генератора

6.

На третьем этапе обработки осушествляется вывод результатов корреляционной обработки. Причем для увеличения длительности индикации ЗЭЛТ 7, 8 замыкаются коммутаторами 3, 4 в систему рециркуляционной памяти. Изменяя период развертки генератора вывода 6, можно обеспечить вывод результатов обработки на различные типы регистрируюших устройств, например графопостроитель, фоторегистратор, видеоконтрольное устройство вывод в "TB" стандарте, ввод в ЭВМ.

В случае применения коррелятора в режиме согласованного фильтра, процесс работы устройства на этапе ввода остается прежним. Этап вычислений отличается тем, что он совмешается с этапом вывода. Йпя этого в каждый момент времени, когда генератор развертки чтения опорного сигнала 12 завершает период, коммутатор записи 3 не подключает сумматор 11 к информационному входу ЗЭЛТ - промежуточных результатов, освобождая тем самым место для накопления значения функции К„,„(кдТ), дчя следуюшего значения индекса . При этом синхронизация вывода не требуется, так как выходной сигнал выводится синхронно с поступлением на вход коррелятора.

Быстродействие предложенного коррелятора соответствует быстродействию многоканального коррелятора, а объем оборудования при этом незначительно больше, чем у одноканального коррелятора. Это сушественно снижает стоимость коррелятора. Кроме того, возможность использования последнего в режиме универсального согласованного фильтра в ряде случаев устраняет необходимость в разработке специализированных согласованных фильтров.

Формула изобретения

Статико-динамический электронно-оптический коррелятор, содержаший первую запоминаюшую электроннолучевую трубку опорного сигнала, входы которой соединены

549817 соответственно с выходом генератора развертки записи опорного сигнала, вход которого подключен к первому выходу блока синхронизации, с выходом генератора развертки чтения опорного сигнала, с вторым выходом блока синхронизации, третий и четвертый выходы которого подключены соответственно к входам генератора развертки и генератора развертки вывода, первый и второй входы блока синхронизации соединены с входами коррелятора, а выход запоминаюшей электроннолучевой трубки опорного сигнала подключен к первому входу блока умножения, соединенного выходом с первым входом сумматора, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, 1Б с целью расширения функциональных возможностей коррелятора, он содержит коммутатор записи, коммутатор чтения, вторую и третью электроннолучевые запоминаюшие трубки, управляюшие входы которых соединены с вы-2Е ходами генератора развертки вывода, генератора развертки, соединенного с входом генератора развертки чтения опорного сигнала, информационные входы — соответственно с первым и вторым выходами коммутатора записи, а выходы - соответственно с первым и вторым входами коммутатора чтения, третий вход которого подключен к третьему выходу блока синхронизации, четвертый выход которого соединен с третьим входом коммутатора чтения, второй вход блока умножения подключен к второму входу корре» лятора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР № 271910, М. кл. О 06 С 7/19, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР № 129844, М. кл. G 06 G 9/00, 1960.

549817

ОпОДиБ1й zuz

Нгс е

e (s)

Составитель В. Жовинский

Редактор Л. Утехина Техред М. Ликович Корректор В. Куприянов

Заказ 347/117 Тираж 902 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

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