Цифровой двоичный коррелометр

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

tu>832561

Ф

Ъ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву . (22) Заявлено 19.07.79 (21) 2799725/18-24

t5< < „з с присоединением заявки Йо

G 06 F 15/336

Государственный комитет

СССР ио делам изобь=тений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 230581. Бюллетеиь Йо 19

Дата опубликования описания 23. 05. 81 (53) УДК 681. 323 (088.8) Б.A. Довбня, В.С. Голиков и В.П. Шавинов .2. (72) Авторы изобретения (7 1 } Заявитель, (54) ЦИФРОВОЙ ДВОИЧНЫЙ КОРРЕЛОМЕТР

Изобретение относится к устройствам обработки информации и предназначено для определения вэаимокорреляционной функции случайных сигналов и может быть использовано для ïîìåхоустойчивого измерения параметров радиолокационных сигналов, а также в системах связи и автоматики.

Известно устройство, позволяющее получать корреляционные функции сигналов с помощью преобразования ФурьеУолша, содержащее генераторы функции

Уолша, блоки умножения и блоки интегрирования, с помощью которых осуществляется спектральное преобразование, Фурье-Уолша и вычисляются значения корреляционной функции. Эти узды имеют сравнительно простую структуру и реализация каждого из них средствами аналоговой и/или цифровой техни- . ки не вызывает затруднений (1 )

Однако структура всего устройства достаточно сложная эа счет необходимости множества промежуточных операций, для которых требуются соответствующие блоки.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство, позволяющее получать корреляционные функции стацио- 30 нарных эргодических случайных процессов. Устройство содержит сумматор, блок управления, подключенный ко входу генератора функций Уолша, выходы которого подключены к первым входам первого и второго блоков умножений, вторые входы которых являются соответственно первым и вторым входами коррелятора, выходы блоков умножения через соответствующие блоки интегрирования подключены ко входам первого и второго блоков памяти, второй генератор функций Уолша,выходы которого подключены к первому входу четвертого блока умножения, второй, вход которого соединен с выходом третьего блока умножения, входы которого подключены соответственно к выходам первого и второго блоков памяти, выходы четвертого блока умножения соединены со входами сумматора.

Два первых блока умножения и соответствующие им блоки интегрирования представляют собой два функциональ- ных узла, осуществляющие спектральное преобразование Фурье-Уолша и формирующие на выходах cоотвeтcтвующих интеграторов коэффициенты разложения случайных сигналов в ортогональном базисе Фурье-Уолша 2 ).

832561 является вторым входом устройства, второй вход коммутатора соединен с выходом блока 6 умножения, а выход соединен со вторым входом второго преобразователя 3 Фурье-Уолша, блок

8 управления, соединенный с генератором 1 функций Уолша, блоками 4 и 5 памяти и коммутатором 7 и осуществляющий их взаимодействие, и выход коррелометра, являющийся выходом блока 5 памяти.

Цель изобретения — упрощение конструкции устройства.

Указанная цель достигается тем, что в цифровой двоичный коррелометр, 25 содержащий генератор Функций Уолша, выход которого соединен с первыми входами преобразователей Фурье-уолша, второй вход первого из которых является первым входом коррелометра, выходы преобразователей Фурье-Уолша подключены соответственно к.информационным входам первого и второго блоков памяти, выходы которых соеди-.. нены соответственно с первым и вторым входами блока умножения, управляющие входы блоков памяти и генератора функций Уолша соединены соответственно а первым и вторым выхода.ми блока управления, введен коммутатор, первый вход которого является 4О

BTopbIM входом коррелометра, второй вход подключен к выходу блока умножения, третий вход коммутатора подключен к третьему выходу блока управления, а выход коммутатора соединен со вторым входом второго преобразователя Фурье-Уолша. . На чертеже представлена функциональная схема цифрового двоичного коррепометра. 50

Устройство содержит генератор l функций Уолша, два преобразователя

2 и 3 Фурье-Уолша (в известном устройстве преобразование ФурьеУолша осуществляют два первых блока умножения и соединенные с ними интег- 55 раторы), первые входы которых соединены с выходами генератора функций

Уолша, второй вход одного из них является первым входом устройства, два блока 4 и 5 памяти, соединенные 6О соответственно с выходами преобразователей 2 и 3, блок 6 умножения, входы которого соединены с одноименными выходами блоков 4 и 5 памяти, коммутатор 7, первый вход которого

Недостатком устройства является его сложность., Следует отметить, что получение коэффициентов разложения может быть осуществлено по алгориТму, отличающемуся от применяемого в известном в частности, по алгоритму быстрого преобразования ФурьеУолша, для реализации которого требуются другие блоки, соединенные особым способом. Кроме того, коэффициенты разложения можно получать с помощью средств цифровой техники, где операции умножения и интегрирования заменяются операциями сложения..

Поэтому целесообразно блоки умножения и интегрирования, с помощью которых осуществляется получения коэффициентов разложения в ортогональном базисе Уолша, выделить в единые функциональные блоки — блоки преобразования Фурье-Уолша, 2О

Блок 8 управления содержит генератор 9 синхрониэирующих импульсов, выход которого соединен со входом генератора 1 Уолша, счетчик 10, вход которого соединен с выходом генератора 9, а выходы разрядов счетчика подключены к управляющим входам коммутатора 7, а также к управляющим входам 4 и 5 памяти и триггер 11 формирования сигнала конца работы, вход которого соединен с выходом переполнения счетчика 10, а нулевой выход триггера соединен со входом запуска генератора 1 Уолша., Коррелометр работает следующим образом.

По сигналу "начала работы" счетчик 10 и триггер 11 устанавливаются в нулевое состояние, при котором коммутатор 7 подключает к блоку 3 входной сигнал y(t.),а с нулевого выхода триггера 11 сигнал запуска поступает на генератор 1, который запускаясь этим сигналом, . вырабатывает функции Уолша, которые поступают на первые входы преобразователя 2 и 3 Фурье-Уолша. Работа генератора 1 синхронизируется импульсами, поступающими с выхода генератора 9, а количество. этих импульсов подсчитывается счетчиком

10.

Код в счетчике 10 соответствует временному интервалу генерирования функций Уолша генератором 1. В течение времени, соответствующему интервалу ортогональности,на котором осуществляется преобразование ФурьеУолша, коммутатор 7 подключает ко второму входу преобразователя 3 те входы коммутатора, на которые поступает сигнал y(t). На первый вход преобразователя 2 поступает входной сигнал x(t). Преобразователи 2 и 3 реализованы на схемах цифровой ,техники, поэтому в них операции умножения и интегрирования заменены более простыми операциями сложения.

На выходах преобразователей 2 и 3 формируются коэффициенты разложения а„ и Ь„: входных сигналов в базисе функций Уолша Ч„.(t)

-1/2 ьл, р и-1 а.=N g х(Ца.(Ц (1)Ъ =К 2ЧЮ%,;(t)

1 t--О 1 ф,-р

Суммирование по аргументу производится на интервале ортогональнос832561 ти, соответствующем прохождению и синхроимпульсов на вход счетчика 10.

По окончанию интервала ортогональности генератор 1 оказывается в исходном состоянии и готов к форми рованию нового цикла функций Уолша.

К этому моменту времени формирование коэффициентов разложения завершено и их значения по сигналу от блока 8 управления записываютоя в блоки 4 и

5 памяти, откуда далее поступают на первые и вторые входы соответственно блока б умножения, где формируются коэффициенты разложения взаимокорреляционной функции этих сигналов

KÄ = a1b1 15

Запись коэффициентов а„, b„ в блоки 4 и 5 памяти и формирование хотя бы первого коэффициента разложения корреляционной функции K = аоЬ

8 производится по одному сйнхроимйуль- 2п су. Далее генератор 1 начинает фор мировать новый цикл функций Уолша, а коммутатор 7 подключает по. сигналам управления от счетчика 10 ко второму входу преобразователя 3 25 значения коэффициентов К®, которые формируются или сразу после записи коэффициентов а;, Ь„ в блоки 4 и 5 памяти или же по мере поступления синхроимнульсов.

Но аналогии с выражением (1) в преобразователе 3 осуществляется операция

-1(2 И-1 Е

)(Е(y) = (g К. W (1) (2) 1=О " где i — аргумент, по которому производится суммирование и те- кущее значение которого соответствует коду счетчика 10; С вЂ” номер функции Уолша. 40

Известно, что система функций уолша на интервале ортогональности симметрическая, то есть переменные в обозначении W<(i) равноправны и их можно менять местами. Поэто- 45 му выражение можно записать также следующим образом

Е - >I2yi-1 Е

К () ((K W (e) (3)

1» 50

Из выражения (3) видно, что на данном этапе в преобразователе 3 осуществляется операция получения корреляционной функции по коэффициентам разложения К1 в ортогональ.ном базисе функций Уолша.

Момент окончания формирования значений К @ (т) и окончания работы. устройства определяется моментом переполнения счетчика 10, что соот- 60 ветствует завершению формирования цикла функций W (i). По сигналу переполнения триггер 11 окончания работы опрокидывается, сигнал с нулевого выхода триггера 11 блоки- 65 рует работу генератора 1. По этому сигналу значения K @ (C) переписываются в блок 5 памяти и могут быть введены на. внешние регистрирующие устройства.

В связи с введением в схему устройства нового блока - коммутатора, образовалась новая связь этого блока с блоком управления. В связи с введенными изменениями блок управления не усложнился, так как генератор 9 импульсов, счетчик 10 и триггер 11 являются узлами, осуществляющими необходимые функции блока управления и наличие которых обязательно для любого варианта блока управления; с помощью генератора

9 осуществляется синхронизация работы генератора функций Уолша,счетчик

10 определяет интервал ортогональности функций Уолша, триггер 11, осуществля т запуск генератора функций Уолша и определяет момент окончания работы устройства.

По сравнению с известным кон-. струкция предлагаемого устройства проще, так как она не содержит сложных блоков — второго генератора функций Уолша, четвертого блока умножения и соединенного с ним сумматора °

Предлагаемый цифровой двоичный коррелометр, сочетая в себе простоту аппаратурной реализации с достаточно высокой точностью работы, может найти широкое применение в измерительцой технике и в системах связи и автоматики.

Формула изобретения цифровой двоичный коррелометр, содержащий генератор функций Уолша, выход которого соединен с первыми входами преобразователей Фурье-Уолша, второй вход первого из которых является первым входом коррелометра, выходы преобразователей Фурье-Уолша подключены соответственно к информационным входам первого и второго блоков памяти, выходы которых соединены соответственно с первыми и вторыми входами блока умножения, управляющие входы блоков памяти .и генератора функций Уолша соединены ! соответственно с первым и вторым выходами блока управления, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью упрощения, в коррелометр введен коммутатор, первый вход которого является вторым входом коррелометра, второй вход подключен к выходу блока умножения, третий вход коммутатора подключен к третьему выходу блока управления, а выход коммутатора соединен со вторым входом второго преобразователя Фурье-уолша.

832561

Радара ,паооюыу

Составитель В. Жовинскнй

Техред A. Ач Корректор Н. Стец

Редактор М. Ликович

-Тираж 745 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Эакаэ 3748/74 филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,4

Источники информации, принятые .во внимание при экспертизе

1. Ситников .О.П., Глызин В.И.

Применение функций Уолша для построе-.

- ния схем корреляторов. Труды Уральского политехнического института, 1965, Р 149.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 557385, кл. G 06 G 7/19, 1976.