Устройство для поиска максимума корреляционной функции

 

ОП ИСАНЫЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К,АВТОРСКОМУ СВХДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соввтекик

Социалистические

Республик ()942039 (6I ) Дополнительное к авт. свид-ву— (22)»" »«о 16. 12. 80 (21) 3219247/10-24 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет—

Опубликовано 07.07.82. Бюллетень №25

Дата опубликования описания 10.07 ° 82 (5l)M. Кл.

6 06 F 15/336

Ркударетаеееьй каметет

СССР ав девам изобретений и открытий (53) УДК681.323

1088. 8) (72) Автор изобретения

В. А. Телековец

Таганрогский радиотехнический институт им. В.Д. Калмыкова (7I ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОИСКА МАКСИМУМА

КОРРЕЛЯЦИОННОЙ ФУНКЦИИ

1О

l

Изобретение относится к измери- тельной технике и автоматике.

Известно устройство для поиска максимума корреляционной функции, содержащее блок управления, два аналого-цифровых преобразователя, блок дискретной задержки, блок задержки, блоки умножения, цифровые. интеграторы, блок выделения экстремума 1).

Однако это устройство имеет сложную структуру.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для поиска максимума корреляционной функции, содержащее аналого-цифровые преобразователи, входы которых являются входами устройства, а выходы подключены соответственно к блоку дискретной задерж ки и блоку предварительной задержки,. выход которого подключен к первым входам блоков умножения, вторые

2 входы которых соединены с соответствующими выходами блока дискретной задержки, блок выделения экстремума, входы которого через интеграторы соединены с выходами блоков умножения, а выходы подключены к входам дешифратора, масштабного блока и цифро-аналогового преобразователя, блок управления, управляющий вход которого соединен с вторым входом масштабного блока и с выходом дешифратора, а выход подключен v управ" ляющим входам блоков задержки и аналого-цифровых преобразователей (2).

Однако известное устройство имеет недостаточную точность при больших значениях шага задержки.

Цепь изобретения - повышение точности определения временного положения максимума корреляционной функции.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для поиска максиму94203

3 ма корреляционной функции, содержащее два аналого-цифровых преобразователя, входы которых являются соответственно первым и вторым входами устройства, а выходы подключены 5 соответственно к информационным входам первого и второго блоков задержки, управляющие входы аналого" цифровых преобразователей и первого блока задержки соединены с выходом 10 блока управления, выход второго блока задержки подключен к первым входам блоков умножения, выходы которых соединены с входами соответствующих интеграторов, выходы которых подклю- 15 чены к соответствующим входам блока выделения экстремума, выход которого соединен с входом дешифратора и с первым входом масштабного блока, второй вход которого объединен 20 с управляющим входом второго блока задержки и подключен к выходу дешифратора, введен блок коммутаторов, информационные входы которого подключены к соответствующим выходам 2s первого блока задержки, а выходык вторым входам соответствующих блоков умножения, управляющий вход блока коммутаторов соединен с выходом дешифратора. 30

На чертеже приведена структурная схема устройства для поиска максимума корреляционной функции.

Первый и второй входы 1 и 2

35 устройства подключены к входам .первого и второго аналого-цифровых преобразователей 3 и 4, выходы которых соединены с входами соответ" ственно блока 5 (дискретной) и блока 6 (предварительной ) задержки, выход которого подключен к первым входам блоков 7 умножения, вторые входы которых соединены с соответст" вующими выходами блока 8 коммутаторов, 45

Информационные входы блока 8 коммутаторов соединены с выходами блока 5 (дискретной) задержки, а управляющий вход - с управляющим входом блока 6 (предварительной} задержки, с входами дешифратора 9 и масштабного блока 10 и с первым выходом блока 11 выделения экстремума.

Второй вход масштабного блока 10 подключен к выходу дешифратора 9.

Выходы блоков 7 умножения через соответствующие интеграторы 12 сое динены с входами блока 11 выделения экстремума. Управляющие входы

9 4 аналого-цифровых преобразователей

3 и 4 и блоков 5 и 6 задержки подключены к выходу блока 13 управления. Выход масштабного блока 10 и второй выход блока 1I выделения экстремума подсоединены к первому и второму выходам 14 и 15 устройст ва.

° Устройство работает следующим образом.

На входы 1 и 2 устройства подаются исследуемые случайные корреляционные сигналы, которые преобразуются аналого-цифровыми преобразователями 3 и 4 в цифровую форму в соответствии с применяемым алгоритмом вычисления корреляционной функции. При использовании мультипликативного алгоритма,. например, оба входных сигнала преобразуются в многоразрядный двоичный код, а при использовании знакового алгоритма - в двоичные последовательности импульсов и т.п.

Сигнал с выхода преобразователя

3 поступает в блок 5 дискретной задержки, представляющий собой mразрядный регистр сдвига, где он последовательно такт за тактом задерживается на величину интервала квантования входных сигналовд1, равного минимальному шагу временной задержки. Интервал квантования задается тактовыми импульсами блока 13 управления.

Г

Сигналы с выхода преобразователя

4 задерживаются на время +=И!2.ЬГ блоком 6 предварительной задержки и поступают на первые входы (Я+1) блоков 7 умножения, на вторые входы которых подаются задержанные блоком 5 дискретной задержки сигналы с соответствующих выходов блока

8 коммутаторов. Блоки 7 умножения перемножают поступающие на их входы сигналы, а результаты перемножения суммируются интеграторами 12, представляющими собой накайливающие сумматоры или счетчики в зависимости от применяемого алгоритма вычисления корреляционной функции.

Блок l1 выделения экстремума параллельно или последовательно сравнивает коды значений корреляционной функции, зафикисрованных интегра-, торами 12. Так как сигнал с входа 2 устройства задерживается блоком 6 предварительной задержки на время

942039

5 И/2д ;,то ордината корреляционной функции, соответствующая аргументу

7 =О, располагается..на оси аргументов в средней (n/2 +1)-ой точке

Все ординаты, расположенные слева от средней "нулевой" точки, имеют отрицательное значение аргумента С и соответственно отрицательный номер

К точки, а все ординаты, расположенные справа от "нулевой" точки, поло- 1О жительное значение apt-yMeHTB Ч. и соответственно положительный номер

К точки (К=+1,+2,...,+и/2). Блок 11 выделения экстремума выдает номер К точки, в которой находится максималь- 1 ное значение оценки корреляционной функции, и величину этого максимума

g(T)1 <, . Значение корреляционной функции выделяется на выходе 15 устройства. 20

Код номера точки, соответствующей максимуму корреляционной функции, подается на входы дешифратора 9 и масштабного блока 10. Дешифратор 9 в зависимости от кода номера точки выдает в масштабный блок 10, в блок

6 предварительной задержки и в блок

8 коммутаторов номер диапазона поиска N. На выходе масштабного блока получаем значение временного сдвига входных сигналов С= ь,=

+ K2, 3t которое подается на выход

14 устройства.

Блок Ь коммутаторов в зависимос- 3s ти от номера диапазона поиска N подключает к блокам 7 умножения соответствующие разряды блока 5 дискретной задержки в соответствии с нужным шагом задержкийХ=2 ьТ „-я 40

М-1

В блоке 6 предварительной задержки к его выходу подключается разряд, соответствующий задержке ф;11/2 С.

Предлагаемое устройство начинает поиск с первого диапазона(КГ=Ь Г,.1 ) 4s и, последовательно увеличивая диапазон поиска с каждым новым циклом вычисления оценки корреляционной функции, определяет временной сдвиг между двумя случайными корре- у лированными сигналами. При этом переход с 4 -го диапазона поиска ф(1 +1) -ый осуществляется при Крит а в ("-1)-ый при К.1 Hpf.

При каждом переходе иэ одного . диапазона поиска в другой величина задержки Х изменяется по двоичному закону, а интервал квантования, т.е. выборки сигнала, остается неизменным и равным минимальному шагу дискретной временной задержки

Ю,„ .„ что значительно повышает точии и ) ность определения временного сдвига в диапазонах поиска при Н 7 1.

Предлагаемое устройство позволяет получить оценки корреляционной функции при положительных и отрицательных значениях аргумента 7; одновременно. формула изобретения

Устройство для поиска максимума корреляцйонной функции, содержащее два аналого-цифровых преобразователя, входы которых являются соответственно первым и вторым входами устройства, а выходы подключены соответственно к информационным входам первого и второго блоков задержки, управляющие входы аналого-цифровых преобразователей и первого блока задержки соединены с выходом блока управления, выход второго блока задержки подключен к первым входам блоков умножения, выходы ко" торых соединены с входами соответствующих интеграторов, выходы которых подключены к соответствующим входам блока выделения экстремума, выход которого соединен с входом дешифратора и с первь1м входом масштабного блока, второй вход которого объединен с управляющим входом второго блока задержки и подключен к выходу дешифратора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности определения временного положения максимума корреляционной функции, в него введен блок коммутаторов, информационные входы которого подключены к соответствующим выходам первого блока задержки, а выхо ды " к вторым входам соответствующих

Р блоков умножения, управляющии вход блока коммутаторов соединен с выходом дешифратора.

Источники информации, принятые so внимание при экспертизе

1. Березин С.Н., Каратаев О.Г.

Корреляционные измерительные устрой-тва. Л., "Энергий", 1976, с.б8.

2. Авторское свидетельство СССР

М 696479, кл. G 06 F 15/34, 1977 (прототип .

942039

Составитель В. Жовинский

Редактор А. Лежнина Техред Т. Иаточка Корректор Г. Orap акаэ 2 О Тираж 731 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная,