Коррелятор

 

и1 560237

ОП ИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социвливтичвскик

Республик (б1) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 13.02.76 (21) 2323405 24 (51) М. Кл. G 066 7/19 с присоединением заявки ¹

Государственный комитет

Овввтв Министров СССР лв авлвм изобретений и вткрытий (23) Приоритет

Опубликовано 30.05.77. Бюллетень № 20

Дата опубликования описания 27.06.77 (53) УДК 681.333(088,8) (72) Автор изобретения

В. М. Петров (71) Заявитель (54) КОРРЕЛЯТОР

Изобретение относится к устройствам для аналоговой корреляционной обработки сигналов и используется в вычислительной технике для вычисления корреляционной функции двух стационарных сигналов, т. е. для одновременного выполнения операций задержки перемножения и усреднения сигналов. Корреляторы применяются также для повышения помехозащищенности и распознавания кодированных сигналов в системах связи, радиои гидролокации.

Известны корреляторы (11, содержащие блоки задержки перемножения и усреднения.

К недостатку этих устройств следует отнести сложность выполнения блоков перемножения.

Известен коррелятор †протот (2), содержащий фильтр, первую и вторую нагруженные линии задержки, вход первой из которых является первым входом устройства, а вход второй — вторым, использующий нелинейное взаимодействие акустических поверхностных волн.

Однако в таком устройстве, во-первых, скорости распространения входных сигналов не могут произвольно регулироваться для решения каждой конкретной задачи, а определяются материалом звукопровода акустических линий, и возможности регулировки требуют значительного усложнения устройства. Во-вторых, выходной сигнал очень мал и находится на уровне шумов ввиду, с одной стороны, малости используемой упругой нелинейности и большого ослабления (около 90 дБ), а с другой — ограниченной амплитуды акустических

5 волн, возбуждаемых в звукопроводе.

Цель изобретения — упрощение устройства при получении любого заданного соотношения скоростей сигналов, кроме этого. повышение мощности его ьыходного сип1ала.

10 Это достигается тем, что первая линия задержки выполнена акустической на звукопроводе из материала. обладающего упругоэлсктрической нелинейности, а вторая — электромагнитной, отводы второй линии задержки, 15 подключены к электродам, размещенным через равные расстояния вдоль первой линии задеря ки, а выходом устройства является выход фильтра, вход которого соединен с одштм пз отводов второй линии задержки.

20 Схема предлагаемого устройства показана на чертеже.

Устройство содержит две линии задержки для входных сигналов г(1) и G(l), связанных друг с другом. Первая акустическая линия

25 задержки представляет собой звукопровод 1, выполненньш из диэлектрического материала, обладающего упругоэлектрической нелинейностью, на входной его торец подается сигнал

F(I), а выходной соединен с согласованной

30 нагрузкой 2. На звукопровод периодически

560237 нанесены электроды 3, 4. В качестве нелинейного диэлектрика звукопровода могут быть использованы монокристаллы ниобата лития, кварца, титаната стронция и твердых растворов на его основе, танталата ниобата калия и другие, а также керамические параэлектрики типа титан ата бария-стронция и титаната стронция-свинца (на параэлектрики подается постоянное смещающее напряжение). Звукопровод может быть монолитным или составным из отдельных секций нелинейного диэлектрика, а также из секций нелинейного диэлектрика, разделенных секциями линейного диэлектрика без электродов. Он может быть рассчитан па распространение как объемных, так и поверхностных волн. Длина звукопровода берется такой, чтобы время распространения акустической волны в нем T = //v, (l— длина, v,, — скорость акустической волны) было больше длительности импульсов обрабатываемых сигналов.

Вторая линия задержки для сигнала G(t) взята электромагнитной. Она образована катушками индуктивности, соединяющими отдельные секции электрода 3, и емкостями отдельных секций. Выходной конец электромагнитной линии нагружен согласованным сопротивлением. Направление распространения сигнала в электромагнитной линии может совпадать или быть противоположным направлению распространения в акустической линии.

С электромагнитной линии через фильтр 5 снимается выходной сигнал cD(t). На входе и выходе электромагнитной линии могут быть установлены фильтры-пробки для выходного сигнала, например конденсаторы б, 7, если выходной сигнал низкочастотный.

Работает устройство следующим образом.

На вход звукопровода 1 подается импульсный акустический сигнал F(t), например, с пьезоэлектрического преобразователя или непосрсдственно из водной среды (в гидролокаziHFI) . HpoH iH зв копровод со скоростью va, оп поглощается нагрузкой 2. Одновременно па электромагнитную линию передачи подается сигнал 6(/) от местного генератора. Пройдя по линии со скоростью о,„он поглощается нагрузочным резистором. Электрическое напряжение электромагнитной волны на емкостях модулирует упругие константы материала звукопровода между соответствующими электродами за счет упругоэлектрической нелинейности, модулируя при этом и акустическую волну F(t), распространяющуюся в звукопроводе. В результате нелинейного взаимодействия сигналов F(t) с частотой в и 6(t) с частотой а появляются сигналы комбинационных частот, в частности о +а и о1 — о .

Лмплитуды сигналов комбинационных частот

c)i — н прямо пропорциональны произведению амплитуд F(t) и G(t) в соответствующих точках линии. Снимаемый суммарный по длине линии сигнал Ф (t) является корреляционной функцией двух входных сигналов

О.-. г1э (l) Q I F () G fÃñ + (1 — E) t) (gt

3 — OC где масштабный коэффициент а прямо пропорционален амплитудам входных сигналов

F(t) и G(t) и коэффициенту упругоэлектрической нелинейности материала звукопровода

10 в=о,,/о„причем е)0 для волн, распространяющихся в одном направлении, и в(0 для встречных волн. Расширение пределов интегрирования до — = †: + справедливо, так как при выбранной длине звукопровода ре15 альное время интегрирования 7 больше длительности импульсов сигналов.

Преимуществом предлагаемого коррелятора по сравнению с прототипом является, во-первых, возможность варьирования и подбора соотношения скоростей е, что достигается соответствующим выбором величины индуктивностей электромагнитной линии. Это расширяет круг логических операций, выполняемых устройством, позволяет произвольно изменять масштаб времени выходного сигнала. Во-вторых, по электромагнитной линии можно передавать сигнал значительно большей мощности, чем по акустической, что в сочетании с большей величиной упругоэлектрической неЗ0 линейности по сравнению с упругой обеспечивает значительно большие мощности выходного сигнала коррелятора. Наконец, в предлагаемом устройстве облегчается проблема развязки входных сигналов.

Формула изобретения

Коррелятор, содержащий фильтр, первую и

40 вторую нагруженные линии задержки, вход первой из которых является первым входом устройства, а вход второй — вторым, отлич а ю шийся тем, что, с целью упрощения устройства при получении заданного соотно45 шения скоростей сигналов, первая линия задержки выполнена акустической на звукопроводе из материала, обладающего упругоэлектрпческой нелинейностью, а вторая — электромагнитной, отводы второй линии задержки

50 подключены к электродам, размещенным через равные расстояния вдоль первой линии задержки, а выходом устройства является выход фильтра, вход которого соединен с одним из отводов второй линии задержки.

55 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. новинский В. Н., Арховский В. Ф. Корреляционные устройства. М., Энергия, 1974, с. 1! 5, 128.

60 2. Каринский С. С. Устройства обработки сигналов на ультразвуковых поверхностных волнах. М., Сов. радио, 1975, с. 104 †1.

560237

N1

Составитель В. )Ковинский

Техред Е. Хмелева

Редактор И. Грузова

Корректор Н. Аук

Заказ 1379/17 Изд. № 501 Тираж 815 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2