Цифровой коррелятор

 

< 964652

Союз Советсиик

Социалистические

Республик

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 09. 03. 81 (21) 3256732/13-24 с присоелнненнем заявки J% (23)приоритет

Опубликовано 07. 10. 82. Бюллетень М 37

Дата опубликования описания 07. 10.82 (51 ) M. Кд.

G 06 F 15/336

3Ьеударствааый комитет

СССР ав делам кеоеретений в открытий (53) УДК 681 ° 323 (088.8) (72) Автори изобретения

В.И.Калабанов, В.Н.Кудряшов, И.A.Иамзелев и

«СЕСЙЮЗНЛ М

ЗНАТЕН ГНО- 1 а1

Московский оРдена ТРУдового КРасного Знам тЕ1,НичЕгКея М электротехнический институт связи

T (71) Заявитель

ЫБЛИдТЕНА (54) ЦИФРОВОЙ КОРРЕЛЯТОР

Изобретение относится к вычисли- тель ной т ехни ке и может быт ь испол ьзовано в устройствах цифровой обработ ки си гналов.

Известен цифровой коррелятор, содержащий временные квантователи, линии задержки, блоки умножения, блоки выделения модуля и сумматоры.

Для повышения точности прй задан1о ном времени анализа в корреляторах применяют ся ал горитмы, представляющие собой модификации широко известных релейного и модульного алгоритмов. Повышение точности достигается

15 .за счет введения дополнительных линий задержки и формирования в первом алгоритме суммы модулей двух сигналов, а во втором - разности между суммой и разностью модулей (1). о

Недостатком этого коррелятора я вляет ся отсутствие возможност и производить обработку непосредственно высокочастотного узкополосного

2 сигнала без переноса спектра в низкочастотную область.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достига емому результату является коррелятор, предназначенный для определения огибающей корреляционной функции высокочастотных процессов который содер>нит три параллельные цепи, состоящие из включенных последовательно блоков умножения, фильтров нижних частот и временных квантователей.

Вторые входы первого и третьего блоков умножения соединеНы с выходом генератора опорного напряжения, а второй вход второго блока умножения соединен с выходом фазовращателя, вход которого соединен с выходом генератора опорного напряжения f2 ).

Недостатком известного коррелятора является невозможность его использования для определения функции автокорреляции сигнала с асимметричным спектром.

96465

Кроме того, при определении огибающей корреляционной функции сиг,нала не используются известные сведения о соотношении информации, заложенной в амплитуде и фазе сигна" ла. Учет этих сведений позволяет оптимизировать аппаратуру с точки зрения требуемых точности и быстродействия.

Цель изобретения - повышение точности анализа узкополосных сигналов с асимметричным спектром за счет учета информации, заложенной в амплитуде и фазе сигнала.

Поставленная цель достигается тем, что в цифровой коррелятор, содержащий три блока умножения, вы" ходы первого и второго из которых подключены через соответствующие фильтры низкой частоты к первым вхо- .20 дам соответствующих временных квантователей, первый вход третьего временного квантователя соединен с вы" ходом третьего фильтра низкой частоты, а выход подкпючен к входу пер- 25 вой линии задержки, вторые входы временных квантователей соединены с выходом генератора тактовых импульсов, первые входы первого и второго блоков умножения подкпючены соответственно к первому выходу генератора опорных напряжений и выходу Фазовращателя, вход которого подключен к второму выходу генератора опорных напряжений, введены семь блоков умно35 жения, две линии задержки, два сумматора, два ограничителя, амплитудный детектор, блок вычитания, два ге" нератора гармонических напряжений и накапливающий сумматор, вход которого подключен к выходу четвертого бпока умножения, входы которого соедине" ны соответственно с выходами первого сумматора и третьего блока умножения входы которого соединены соЭ

45 ответственно с выходами третьего временного квантователя и первой линии задержки, входы первого сумматора соединены соответственно с выходами пятого и шестого Ьлоков умножения, первые входы которых подключены соответственно к выходам генераторов гармонических напряжений, вторые входы пяуого и шестого блоков умножения соединены с выходами соответственно блока вычитания и второго сумматора, первые входы седьмого и вось" мого, девятого и десятого блоков умножения попарно оЬъединены, соеди2 4 нены соответственно с входами второй! и третьей линий задержки и подключены соответственно к выходам первого и второго временных квантовате« лей, выходы второй и третьей линий задержки подключены соответственно ко вторым входам восьмого и девятого, седьмого и десятого блоков умножения, входы второго сумматора соединены соответственно с выходами восьмого и десятого блоков умножения, входы блока вычитания соединены соотBBTcTBBHHQ с выходами седьмого и девятого блоков умножения, входы ограничителей и .амплитудного детектора оЬъединены и являются входом коррелятора, выходы ограничителей подключены к вторым входам первого и второго блоков умножения, а выход амплитудного детектора соединен с входом третьего Фильтра низкой частоты..

На чертеже показана:Функциональная схема коррелятора.

Коррелятор содержит блок 1 умножения, через фильтр низкой частоты 2 подключенный к информационному входу временного квантователя 3 .(.аналогич:ная цепь испальзуется во втором карале), блок 4 умножения, Фильтр 5 низкой частоты и временной квантователь 6, В третьем канале используется блок 7 умножения, фильтр 3 низкой частоты и временной квантователь 9.

Вход коррелятора на первый и второй каналы подключен через ограничители 10 и 11

В третьем канапе используется линия 12 задержки. Управляющие:входы временных квантователей 3, 6 и 9 соединены с выходом генератора 13 тактовых импульсов. Вход коррелятора подключен также к входу амплитудного детектора 14. В .корреляторе используются генератор 15 апорных напряжений и фазовращатель 16, линия задержки 17, блоки 18 и 19 умножения, линия 20 задержки, блоки 21 и.22 умножения, сумматор 23, блок 24 вычитания, генератор 25 гармонических напряжений, блоки 26 и 27 умножения, генератор 28 .гармонического напряжения. Выход второго сумматора

29 подключен к первому входу блока

30 умножения, второй вход которого подключен к выходу блока 7 умножения, а выход соединен с накапливающим сумматором 31.

Коррелятор работает следующим образом.

964652

6 + ф- d 1 S мд) Bt

Формула изобретения

Входной узкополосный сигнал с асимметричным спектром f(t)=a(t)cos (cv

:тара 15 и через фазовращатель 16 в виде созю =Сшо и з1пюо=С=Ясо. В результате умножения сигнала и последующей фильтрации на выходе фильтров 2 и 5 получают сигналы в виде 1 созЧ(й,)=СЧ и sinY(t)=SV. Сигналы квантуются во временных квантовате.лях 3 и 6 и поступают на дальнейшую

;обработку в дискретном виде.. На выходе линий 17 и 20 задержки на полу-2о чаются задержанные сигналы cosM(t-7)=

=СЧси sinV(t- -)=МТ. На выходах блоков 18, 19, 21 и 22 умножения получают соответственно произведения

1 (,=С, . |: ; ф= „-, и, 3=CD Ь„; С = 5q. С4На выходах первого сумматора 23 и блока 24 вычитания получают соответственно сумму и разность этих произведений d.+p и у -Ф.

Полученные сумма и разность умножаются в блоках 27 и 26 умножения на Сь ои .Slue, выработанные генераторами 28 и 25, затем складываются в сумматоре 29 и результат поступает 3S на первый вход блока 30 умножения. С выхода амплитудного детектора 14 сиг;нал поступает на фильтр 8 низкой частоты, затем квантуется времен:ным квантователем 9 и далее обраба- 40 тывается в цифровом виде, Сигнал на входе временного квантователя 9 описывается выражением a(t) и несет информацию только об амплитуде входного сигнала. Сигнал a(t) поступает 4s на вход линии 12 задержки и второй вход блока 7 умножения, на первый вход которого поступает задержанный сигнал a(t). Напряжение, описываемое выражением a(t)a(t-L,), с выхода бло- so ка 7 поступает на второй вход блока

30 умножения, Результат поступает на вход сумматора 31, с выхода которого получается отсчет функции коррелятора, описываемый выражением

Т () „a (t)o(t- ) ((с P I Сио т

Цифровой коррелятор позволяет производить анализ узкополосных сигналов с асимметричным спектром без переноса спектра в низкочастотную область.

При этом быстродействие дискретных элементов, с помощью которых реализуется коррелятор, определяется только ! шириной спектра и не зависит от несущей

I ÷àcòoòû.

Pаздельная обработка информации, заключенной в амплитуде и фазе сигна,ла, позволяет при известном соотношении информации, заключенной в амплитуде и фазе, использовать в каждом из каналов дискретные элементы, обеспечивающие ту точность, которая необходима для данного .канала, что приводит к упрощению аппаратуры.

Цифровой коррелятор, содержащий три блока умножения, выходы первого и второго из которых подключены через соответствующие фильтры низкой ,частоты к первым входам соотвествую.щих временных квантователей, первый .вход третьего временного квантователя соединен с выходом третьего фильтра низкой частоты, а выход подклю,чен к входу первой линии задержки, I вторые входы временных квантователей соединены с выходом генератора . тактовых импульсов, первые входй первого и второго блоков умножения подключены, соответственно к первому выходу генератора опорных напряжений и выходу фазовращателя, вход которого подключен к второму выходу генератора опорных напряжений, отличающийся тем, что, с целью повышения точности анализа узкополосных сигналов с асимметричным спектром, в него введены семь блоков умножения, две линии задержки, два сумматора, два ограничителя, амплитудный детектор, блак вычитания, два генератора гармонических напряжений и накапливающий сумматор,. вход которого подключен к выходу четвертого блока умножения, входы которого соединены соответственно с выходами первого сумматора и третьего блока умножения, входы которого соединены соответственно с выходами третьего временного квантователя и первой линии задержки, входы первого сумматора соединены соответственно с выходами пятого и шестого блоков умножения, первые входы которых подключены соответственно к выходам re" нераторов гармонических напряжений, вторые входы пятого и шестого блоков умножения соединены с выходами соответственно блока вычитания и вто-. рого сумматора, первые входы седьмого и восьмого, девятого и десятого блоков умножения попарно объединены, соединены соответственно с входами второй и третьей линий задержки и . подключены соответственно к выходам первого и второго временных квантователей, выходы второй и третьей линий задержки подключены соответственно к вторым входам восьмого и девятого, седьмого и десятого блоков умножения, входы второго сумматора соединены соответственно с выхода64652 .8 ми восьмого и десятого блоков умно жения, входы блока вычитания соединены соответственно с выходами седьмого и девятого блоков умножения, входы ограничителей и амплитудного детектора объединены и являются входом,коррелятора, выходы ограничителей подключены к вторым входам первого и второго блоков умножения, а

<в выход амплитудного детектора соединен с входом третьего фильтра низкой частоты.

Источники информации, 15!принятыв во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство CCCP

N 460544, кл. G 06 F 15 336, 1973.

2. Грибанов lO.И. и др.» Автоматические цифровые корреляторы. M.

2В "Энергия", 1971, с. 41 (прототип).