CS265478B1 - Zapojení jednokanálového autokorelačnfho měřiče kmitočtu - Google Patents

Abstract

Zapojení se týká jednokanálového korelátoru, používaného pro rychlé vyhodnocování periody periodických a kvaziperiodických zašuměných dějů. Je tvořen jednobitovým analogově číslicovým převodníkem, jehož výstup je připojen na vstupy paralelně zapojených pamětí, ke kterým jsou připojeny adresové čítače. Výstupy pamětí jsou připojeny na vstupy jednobitové násobičky, která je svým výstupem připojena na vstupy obousměrného čítače. Jeho výstup je pak přes jednobitový číslicový komparátor připojen na čítač.

Description

Vynález se týká zapojení jednokanálového autokorelačního měřiče kmitočtu, používaného pro rychlé vyhodnocování peridoy periodických a kvaziperiodických zašuměných dějů.

Dosud známé způsoby vyhodnocení těchto signálů se provádí čítači, čítačové metody jsou použitelné pro oblast odstupu signál-šum nad 10 dB. K vyhodnocování zašuměných signálů lze použít metody korelační, nebo Fournierovu transformaci, přičemž korelační metody jsou rychlejší. Extrémně rychlé jsou metody založené na principu polaritní kolerace a autokorelace, umožňující celý výpočet provést jednoduchým Hardwarovým způsobem. Hardwarové korelátory lze dále ještě rozdělit na mnohokanálové a jednokanálové. Vícekanálové korelátory jsou podstatně rychlejší, ale vyžadují velké množství součástek. Jednokanálové korelátory, které obsahují pouze jeden aritmetický blok, ve kterém se postupně provádí výpočet pro všechny body autokorelační funkce, jsou jednodušší, ale jejich nevýhodou je malá rychlost zpracování dat.

Výše uvedený nedostatek částečně odstraňuje zapojení autokorelačního měřiče kmitočtu podle vynálezu, kde výstup jednobitového analogově číslicového převodníku je připojen na vstupy paralelně zapojených pamětí, ke kterým jsou připojeny adresové čítače. Výstupy pamětí jsou připojeny na vstupy jednobitové násobičky, která je svým výstupem připojena na vstupy obousměrného čítače. Jeho výstup je pak přes jednobitový číslicový komparátor připojen na čítač.

Výhodou zapojení podle vynálezu je vysoká rychlost zpracování dat, která je omezena pouze vabavovaci dobou paměti.

Na přiložených výkresech je na obr. 1 uvedeno blokové schéma zapojení podle vynálezu, na obr. 2 je znázorněn zápis vstupního signálu do paměti a na obr. 3 je znázorněn průběh autokorelační funkce.

Jednobitový analogově číslicový převodník 2 3® připojen na vstupy dvou paralelně zapojených pamětí 2» 2 ^s připojenými adresovými čítači £, 2· Paměti, každá o obsahu M jednobitových buněk, jsou rozděleny do čtyř sekcí až M^. Výstupy obou pamětí 2» 2 jsou připojeny na vstupy jednobitové násobičky 2» která je dále svým výstupem připojena na vstupy obousměrného čítače 2· Jeho výstup je pak přes jednobitový číslicový komparátor 2 připojen na čítač 9_.

V řešení podle vynálezu je využito té skutečnosti, že veškeré 'informace o velikosti periody měřeného signálu je možno získat z velikosti periody*autokorelační funkce bez ohledu na její průběh či amplitudu. Proto jsou během vyhodncfcoýáhl^signáiu postupně opomíjeny všechny získané informace o autokorelační funkci kromě^těch, které vedou k údaji o velikosti její periody. Elektronické obvody, zapojené podle vynálezu, provádějí výpočet polaritní autokorelační funkce podle vztahu

Μ - n

Rxx(nT) sign x (kT) sing x ((k + n)T),, n t <n_o,N>

kde Rxx(nT)

M.......

n .......

k .......

k + n ...

T .......

N.......

x(kT) ...

je polaritní autokorelační funkce počet buněk paměti bod pro nějž je prováděn výpočet adresa buňky v paměti 2 adresa buňky v paměti 3 vzorkovaná perioda počet bodů autokorelační funkce počet bodů autokorelační funkce, které jsou opomíjeny hodnota vstupního signálu v čase t = nT, a vyhodnocují autokorelační počet jejích period. Tím je pro pevné ηθ, N získán údaj o velikosti periody funkce.

Vstupní analogový signál je digitalizován jednobitovým analogově číslicovým převodníkem 2f přičemž údaj o časovém průběhu jeho polarity je vzorkován s periodou T. Dále je současně zapsán do obou pamětí 2, 3_, které jsou řízeny adresovými čítači 4_, 2· Paměti 2^ 2 o obsahu M jednobitových buněk jsou rozděleny do čtyř sekcí Mj až M^. V případě, že je měřen kvaziperiodický děj, probíhá zápis digitalizovaného vstupního signálu postupně do sekcí Mj, Mj, Μ^, Mj Mj ... až do okamžiku kdy je v průběhu zápisu do sekcí Mj, Mj zjištěna ve vstupním signálu přítomnosti vlnového klubka. Pak je proveden i zápis do sekce a režim zápisu je ukončen. Tak je pro kvaziperiodické děje zajištěno zachycení celého děje. V režimu výpočtu jsou vložené hodnoty načítány současně z různých buněk obou pamětí 2, 2 ^{a v} jednobitové násobičce 2 j^e realizována operace sing x (kT) sing x ((k + n)T). Vzhledem k tomu, že kladné polaritě odpovídá logická 1 a záporné polaritě logická 0, je jednobitová násobička 2 realizována hradlem EXCLUSIVE - OR, které při shodných hodnotách na vstupu, dává na výstupu logickou 0 a při rozdílných hodnotách logickou 1. Výstup tohoto hradla ovládá obousměrný čítač T_.

Hodnota logické 1 na vstupu jeho obsah zvětší o 1, logická 0 jeho obsah zmenší o 1. Tak je v obousměrném čítači T_ zpracován obsah pamětí 2, 3 pro jedno pevné n a postupně pro všechna k ε <^0, M - n^> získán jeden bod autokorelační funkce Rxx(nT). Polarita příslušného bodu funkce Rxx(nT) je porovnávána s polaritou předcházejícího bodu funkce Rxx((n - 1)T) vynásobením jejich znaménkových bitů v jednobitovém číslicovém komparátoru 2· Logická realizace je opět provedena hradlem EXCLUSIVE - OR. Po vykonání této operace je obousměrný čítač 7_ vynulován a zachován je pouze údaj o polaritě jeho obsahu pro vyhodnocení dalšího bodu.

V případě, že polarita po sobě jdoucích hodnot funkce Rxx((n - 1JT) a Rxx(nT) je různá, je toto identifikováno jako průchod nulou a stav čítače 2 ^se zvětší o jednu. V opačném případě se jeho stav nemění. Vzhledem k tomu, že pro nízká n dochází k superpozici autokorelační funkce signálu a šumu, je prvních n_Q bodů autokorelační funkce opomíjeno a k vlastnímu vyhodnocování dochází až pro η>ηθ. Postupným výpočtem pro všechna η ε^ηθ,Ν^ίθ zjištěn počet průchodů autokorelační funkce nulou a z něho pak odvozen počet period.

Claims (1)

1. PŘEDMÉT VYNÁLEZU

   Zapojení jednokanálového autokorelačního měřiče kmitočtu, se vyznačuje tím, že výstup jednobitového analogově číslicového převodníku (1) je připojen na vstupy paralelně zapojených pamětí (2, 3) s připojenými adresovými čítači (4, 5), přičemž výstupy paměti (2, 3) jsou připojeny na vstupy jednobitové násobičky (6), která je svým výstupem připojena na vstupy obousměrného čítače (7), jehož výstup je přes jednobitový komparátor (8) připojen na čítač (9) .