CS265478B1

CS265478B1 - Connection of one-chanel autocorrelation frequency convertor

Info

Publication number: CS265478B1
Application number: CS867516A
Authority: CS
Inventors: Jaroslav Ing Lhota
Original assignee: Jaroslav Ing Lhota
Priority date: 1986-10-17
Filing date: 1986-10-17
Publication date: 1989-10-13
Also published as: CS751686A1

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.Wiring refers to a single channel correlator used for rapid evaluation Periods of periodic and quasi-periodic noisy storylines. It consists of one bit analogue a digital converter whose output is connected to inputs connected in parallel memory to which address addresses are attached citation. The memory outputs are connected to inputs of a single bit multiplier that is its own output is connected to two-way inputs citation. Its output is then over one-bit digital comparator connected to counter.

Description

Vynález se týká zapojení jednokanálového autokorelačního měřiče kmitočtu, používaného pro rychlé vyhodnocování peridoy periodických a kvaziperiodických zašuměných dějů.The invention relates to a single-channel auto-correlation frequency meter used for rapid evaluation of the peridoy of periodic and quasiperiodic noises.

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.Previously known methods for evaluating these signals are performed by counters, the counter methods being applicable to a signal-to-noise ratio range above 10 dB. Correlation or Fournier transformation methods can be used to evaluate noisy signals, and the correlation methods are faster. Extremely fast are methods based on the principle of polarity collation and autocorrelation, allowing the whole calculation to be done in a simple hardware way. The hardware correlators can be further divided into multi-channel and single-channel. Multi-channel correlators are considerably faster, but require a large number of components. Single-channel correlators, which contain only one arithmetic block, in which the calculation for all points of the autocorrelation function are gradually performed, are simpler, but their disadvantage is the low data processing speed.

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.The above drawback partially removes the wiring of the auto-correlation frequency meter according to the invention, where the output of the one-bit analog-to-digital converter is connected to the inputs of parallel connected memories to which address counters are connected. The memory outputs are connected to the inputs of a one-bit multiplier, which is connected to the inputs of a two-way counter. Its output is then connected to a counter via a one-bit digital comparator.

Výhodou zapojení podle vynálezu je vysoká rychlost zpracování dat, která je omezena pouze vabavovaci dobou paměti.The advantage of the circuitry according to the invention is the high data processing speed, which is limited only by the memory loading time.

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.In the accompanying drawings, Fig. 1 shows a block diagram of the invention, Fig. 2 shows the input signal being written to memory, and Fig. 3 shows the course of the autocorrelation function.

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_.The one-bit analog-to-digital converter 23 is connected to the inputs of two parallel-connected memories 2, 2 ^with address counters 6, 2 connected. The memories, each containing M single-bit cells, are divided into four sections up to M ^. The outputs of both memories 2 »2 are connected to the inputs of a one-bit multiplier 2», which is further connected to the inputs of the two-way counter 2. Its output is then connected to the counter 9 via the one-bit digital comparator 2.

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 vztahuThe invention utilizes the fact that all period information of the measured signal can be obtained from the period size of the autocorrelation function regardless of its waveform or amplitude. Therefore, during the evaluation, all the information obtained about the autocorrelation function is gradually omitted except for that which gives an indication of the magnitude of its period. The electronic circuits connected according to the invention perform the calculation of the polarity autocorrelation function according to the relation

Μ - nΜ - n

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

kde Rxx(nT)where Rxx (nT)

M.......M .......

n .......n .......

k .......k .......

k + n ...k + n ...

T .......T .......

N.......N .......

x(kT) ...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.is the polarity autocorrelation function the number of memory cells the point for which the cell address in the memory is calculated 2 the cell address in the memory 3 sampled period number of autocorrelation points the number of autocorrelation function points that omit the input signal at t = nT and evaluate the autocorrelation count its periods. Thus, for the fixed ηθ, N the function period size is obtained.

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_.The input analog signal is digitized by a 1-bit analog-to-digital converter 2f, while the time course of its polarity is sampled with period T. Furthermore, it is simultaneously written to both memories 2, 3, which are controlled by address counters 4, 2. single-bit cells are divided into four sections M i to M i. If the quasi-periodic action is measured, the digitized input signal is written sequentially to the Mj, Mj, Μ ^, Mj Mj ... sections until the presence of a wave coil is detected in the input signal during the Mj, Mj section entry. Then the section is written and the write mode is terminated. Thus, for the quasi-periodic processes, the entire process is captured. In the calculation mode is entered values are retrieved simultaneously from different cells of the two memories 2 ^and 2 ⁱⁿ a one-bit multiplier 2 ^e j implemented operations sing x (kT) x sing ((k + n) T). Since positive polarity corresponds to logic 1 and negative polarity to logical 0, the single-bit multiplier 2 is realized by EXCLUSIVE-OR gate, which at the same values on the input gives logical 0 and at different values logical 1. counter 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.The value of logic 1 on input increases its content by 1, logic 0 decreases its content by 1. Thus, in the bidirectional counter T_, the content of memories 2, 3 is processed for one fixed to successively for all k ε <^ 0, M - n ^> one point of the autocorrelation function Rxx (nT). The polarity of the corresponding Rxx point (nT) is compared to the polarity of the previous Rxx point ((n - 1) T) by multiplying their sign bits in the 1-bit digital comparator 2 · The logic execution is again executed by the EXCLUSIVE-OR gate. After performing this operation, the bidirectional counter 7 is reset and only the polarity of its content is retained to evaluate the next point.

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.If the polarity of consecutive Rxx ((n - 1JT) and Rxx (nT) values is different), this is identified as a zero crossing and the counter status ^is increased by one, otherwise its status does not change. For the low n superposition of the autocorrelation function of signal and noise, the first n _Q points of the autocorrelation function are neglected and the actual evaluation occurs for η> ηθ. the number of periods.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

The connection of a single-channel auto-correlation frequency meter is characterized in that the output of the one-bit analog-to-digital converter (1) is connected to inputs of parallel connected memories (2, 3) with address counters (4, 5) connected. connected to the inputs of a one-bit multiplier (6), which is connected to the inputs of a two-way counter (7), whose output is connected to a counter (9) via a one-bit comparator (8).