DE2625287B2

DE2625287B2 - Korrelationseinrichtung zur Bestimmung der Korrelationsfunktion von zwei Eingangssignalen

Info

Publication number: DE2625287B2
Application number: DE2625287A
Authority: DE
Inventors: Thierry Paris Beauvais; Roland Chatillon-Sous-Bagneux Carre
Original assignee: Thomson CSF SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 1975-06-10
Filing date: 1976-06-04
Publication date: 1980-04-03
Also published as: DE2625287C3; FR2314538B1; GB1525814A; US4025775A; DE2625287A1; FR2314538A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Korrelationseinrichtung zur Bestimmung der Korrelationsfunktion von zwei Eingangssignalen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Die Messung der Verzögerung erfolgt durch Aufzeichnen des Quadrats des Absolutbetrages der Korrelationsfunktion der empfangenen Signale und durch Bestimmen der Position des als Korrelationsspitze bezeichneten Maximums. Zum Aufzeichnen dieser Funktion wird eines der empfangenen Signale gegenüber dem anderen Signal um eine veränderliche Verzögerungszeitspanne verzögert. Jedem Verzöge rungswert entspricht ein Punkt der Korrelationsfunktion. Die Spitze ist erreicht, wenn die in dem Korrelator eingeführte Verzögerung gleich der Differenzverzögerung der beiden Signale an dem Eingang der Einrichtung ist.

Zur Erzielung einer guten Genauigkeit der Messung der Verzögerung ist eine große Anzahl von Integrationselementen für die Berechnung der Funktion erforderlich, die ihrerseits durch eine ausreichende Zahl von Punkten dargestellt werden soll. Außerdem ist es erforderlich, an dem Eingang der Einrichtung über Signale zu verfügen, die während der gesamten Dauer der Messung stationär sind.

Die durch eine unbekannte Quelle, die es zu lokalisieren gilt, ausgesandten Signale sind oft kurz. Selbst bei den bekannten Korrelatoren, die mit großer Geschwindigkeit in Realzeit arbei. en, kann es vorkommen, daß sie nicht über die für die Messung notwendige Zeit verfügen.

Außerdem ist die in den bekannten Korrelatoren erzielte Korrelationsfj'nktion durch den Träger der Signale moduliert. Die Bestimmung der Korrelationsspitze erfordert somit eins Ermittlung der Hüllkurve der Funktion. Schließlich verursacht in den bekannten Digitalkorrelatoren die Begrenztheit der Quantisierungswerte der Signale aufgrund der begrenzten Kapazitäten der Rechenschaltungen einen Empfindiichkeitsverlust.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Korrelationseinrichtung zu schaffen, die in der Lage ist, eine Korrelation mit einer verbesserten Empfindlichkeit durch die Anwendung von neuen Verarbeitungs- und Rechenverfahren vorzunehmen.

Die Korrelationseinrichtung nach der Erfindung ist für phasen- oder frequenzmodulierte Signale einsetzbar. Sie schafft außerdem eine Korrelationseinrichtung, in welcher digitale Verfahren angewandt werden, um eine punktweise Aufzeichnung der Interkorrelationsfunktion der beiden Signale aufgrund einer begrenzten Anzahl von Abtastproben vorzunehmen, die mit hoher Frequenz entnommen werden und zum Bestimmen jedes Punktes oer Funktion benutzt werden.

Gemäß der Erfindung enthält die Korrelationseinrichtung Phasendetektoreinrichtungen, an die die empfangenen phasenmodulierten Signale angelegt werden, Einrichtungen zum Verzögern eines der Signale gegenüber dem anderen um eine veränderliche Verzögerungszeit, Substratkionseinrichtungen zum BiI-den der Differenz zwischen den Phasen der Signale und Recheneinrichtungen, welche für jeden Verzögerungswert und während einer Zeitspanne von bestimmter Dauer den Wert der Korrelationsfunktion der beiden Signale berechnen.

is In weiterer Ausgestaltung der Erfindung enthalten die genannten Recheneinrichtungen, welche die an dem Ausgang der Subtraktionseinrichtungen erhaltenen Phasenwerte empfangen, Einrichtungen zum Umwandeln dieser Werte in ihren Sinus und ihren Cosinus,

:ii Einrichtungen zum Integrieren dieser Komponenten sowie Einrichtungen zum Quadrier cn und zum Summieren der integrierten Komponenten.

Der Verlauf der Korrelationsfunktion wird punktweise mit einer Teilung erzielt, die von den Verzög^rungs-

i-, verschiebungen zwischen den Berechnungen von zwei aufeinanderfolgenden Punkten abhängig ist. In dem Fall, in welchem die Teilung der Punkte der Korrelationsfunktion groß ist, ist es vorteilhaft, die Funktion zwischen zwei aufeinanderfolgenden Punkten zu inter-

Jd polieren, um die Rekonstruktionsgenauigkeit derselben zu verbessern.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen

j-> Die F i g. 1 und 2 Prinzipschemata der Erfindung,

Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel der Korrelationseinrichtung mit digitaler Arbeitsweise und kurze bzw. nichtstationäre Signale,

Fig.4 Ausführung der Phasendifferenz-Erzeugungs-

4(i stufe von Block 50, F i g. 3 mit reduziertem Schaltungsai'fwand,

F i g. 5 Operationen während des Lesezyklusses nach Fig. 3,
F i g. 6 Doppelkorrelator mit 3 Signalen,

π Fig. 7 Schaltungsausführung für di". Maximumsbestimmung von \Ζ(τ)\² über eine Interpolation der erfaßten Stützstellen und für die Bestimmung der Maximumsbreite,

Fig. 8 graphische Darstellung der arithmetischen

,(i Vorgänge bei der Bestimmung des Maximums von \ Z(T)Y.

Fig. 1 und 2 zeigen die Prinzipschemata Her Erfindung.

Die dargestellte Einrichtung dient zum Bestimmen

-,-, der Korrelationsfunktion von zwei Signalen, die an zwei Klemmen 1 und '/. empfangen werden. Es handelt sich um Signale, welche eine Frequenzmodulation oder eine Phasenmodulation aufweisen. Diese Signale können beispielsweise av einer Übertragung stammen, welche

Wi in Frequenz-, Phasen- oder Einseitenband-Modulation erfolgt. Eines der Signale ist gegenüber dem anderen verzögert und die Einrichtung nach der Erfindung hat die Aufgabe, diese Verzögerung zu bestimmen. Von den an die Klemmen 1 und 2 angelegten Signalen wird

t,:·, angenommen, daf sie zuvor auf eine bestimmte Frequenz fo umgesetzt worden sind. Sie werden zuerst an Bandpaßfilter 3 bzw. 4, die als Mittenfrequenz die Frequenz fo haben, dann an Begrenzer 5 bzw. 6 und

schließlich an Phasendetektoren 7 bzw. 8 angelegt. Die Phasendetektoren empfangen eine durch einen Oszillator 9 erzeugte Referenzschwingung. Die Frequenz des Oszillators 9 ist angenähert gleich der Frequenz fo der Signale. Die Detektoren 7 und 8 liefern somit Signale, welche die Augenblicksphasen φι und ψι der Modulation der Eingangssignale darstellen, bis auf die Frequenzabweichung zwischen der Referenzfrequenz und der Frequenz fo. Eines dieser Signale erhält in einer Verzögerungsschaltung 10 eine veränderliche Verzögerung. Die beiden Werte φι und ψ2 werden dann einer Subtraktionsschaltung 11 zugeführt. Dieser Teil der Einrichtung, der somit die Phasenerfassung der Signale, die Verzögerung und die Subtraktion der Phasen umfaßt, ist in F i g. I insgesamt mit 1 bezeichnet. Die sich anschließenden Schaltungen sind insgesamt mit Il bezeichnet und in F i g. 2 dargestellt.

Vi»rcir»n riipcpr .^haltunopn Hip Ργρπιιρπ7 fn u/ärp

besteht darin, daß die Korrelationsfunktion aufgrund der Messung der Phase der Signale berechnet wird. Die empfangenen Signale werden somit amplitudenbegrenzt, was darauf hinausläuft, a = b=> 1 zu machen.

Nach der Amplitudenbegrenzung werden die analysierten Signale an die Phasendetektoren 7 und 8 angelegt, welche die empfangenen Signale mit dem eines Hilfsoszillators 9 vergleichen, dessen Frequenz angenähert gleich fo ist. Wenn die Frequenz des

in Hilfsoszillators 9 nicht genau gleich diesem Wert ist, kompensieren sich die Modulationen, die daraus an dem Ausgang der Detektoren resultieren und außer von der Frequenzabweichung nur von der Verzögerungsvariablen r abhängig sind, in der Berechnung des ins Quadrat

r, erhobenen Absolutbetrages der Korrelationsfunktion, so daß an dem Ausgang 19 das Ergebnis dasselbe ist, wie wenn die Frequenz des Oszillators 9 genau gleich der

Phasendifferenz ψ\-ψ2 wird in einer Codierschaltung 12 in ihren Sinus und in einer Codierschaltung 13 in ihren Cosinus umgewandelt. Den Codierschaltungen 12 und 13 sind Integrierschaltungen 14 bzw. 15 und quadratische Detektoren 16 bzw. 17, welche die Quadrate der integrierten Signale liefern, nachgeschaltet. Die Summe dieser Quadrate wird anschließend in einer Addierschaltung 18 gebildet, welche an einer Klemme 19 einen Punkt des ins Quadrat erhobenen Absolutbetrages der Korrelationsfunktion liefert, der in der folgenden Beschreibung zur Vereinfachung als Punkt der Korrelationsfunktion bezeichnet wird.

Für jeden Wert de^r Verzögerung r, die an einem der Signale in der Verzögerungsschaltung 10 hervorgerufen wird, berechnet die Einrichtung somit den Wert der Korrelationsfunktion, indem die Summe von Einheitsvektoren gebildet wird, welche als Argument die Differenz φ·-ψ2 hat, und zwar während eines bestimmten Zeitintervalls. Die Korrelationsfunktion wird erhalten, indem die Verzögerung τ verändert wird. Wenn das Ausgangssignal an der Klemme 19 ein Maximum hat, ist die Spitze der Korrelationsfunktion erreicht. Der Wert der entsprechenden Verzögerung r ist dann gleich der Verzögerung ίο zwischen den beiden Eingangssignalen.

S.\(t) und Sg(O seien die an die Eingänge 1 und 2 der Einrichtung nach der Erfindung angelegten Signale. Sie können folgendermaßen ausgedrückt werden:

Sa(I)= a cos [2π fot+φ (t)\

Sp(O= b cos [2-T fo (t- to)+ φ (t- toj]

— a und b Verstärkungsfaktoren sind.

— fo die Frequenz der Signale an dem Eingang der Einrichtung ist,

— φ ft} die Phasenmodulation der Signale ist, und

— to die Verzögerung des Signals Sb(O 'ⁿ bezug auf das Signal S_A(t)ist

Die reelle Korrelationsfunktion, die in den bekannten Einrichtungen berechnet wird, lautet:

= S,(l-r)S_B(!)dl,

Bei den folgenden Gleichungen ist angenommen, daß die Frequenz des Hilfsoszillators 9 gleich fo ist.

Die Ausgangssignale der Phasen-Detektoren können durch Vektoren mit dem Absolutbetrag Eins folgendermaßen dargestellt werden:

A(t) =

wobei τ die Verzögerungsvariable und T eine es bestimmte endliche Dauer ist, die viel größer ist als der Kehrwert der Bandbreite der Eingangssignale. Eines der wesentlichen Merkmale der Erfindung = ,. Mn

'/Il -

in Ein Punkt der komplexen Korrelationsfunktion wird erhalten, indem während einer bestimmten Zeit T das Produkt aus dem Vektor des Signals A{t) das um τ verschoben ist, und dem konjugierten Vektor des Signals ß(f) integriert wird, also:

Z[

). =J/l(f-

)ß(i)di

Z(_T) =

df .

Gemäß dem Beispiel von F i g. 2 wird diese Operation ausgeführt, indem die Differenz zwischen den Phasen der Vektoren A(I-τ) und B(t) berechnet wird und indem dann getrennt die beiden Zerlegungsglieder von R(t) berechnet werden:

df

60 X(r) = /cos[v (I - r) - ν (I - to) + Info to]
0 T

Y(t) =Jsin[₇(r- t)-₇(i -fo) + 2.-r/o fo]df

woraus der ins Quadrat erhobene Absolutbetrag des Punktes der Korrelationsfunktion entnommen wird:

\Z (T)Y=\X (T)Y₊]Y(T)Y

Wenn τ = to gilt, haben alle Vektoren des Produkts A (t- to) ■ B(t) dieselbe Phase, die gleich 2π fo to ist, und die Korrelationsfunktion geht durch ein Maximum, d. h. durch eine Korrelationsspitze hindurch. Wenn, wie oben bereits erwähnt, die Frequenz des Hilfsoszillators, die die Entnahme der Phase der von den Empfängern gelieferten Signale gestattet hat, gegenüber dem Wert

fo ihrer Trägerfrequenz verschoben ist. enthalten die Phasendifferenzen zwischen den Vektoren von A(t—v) und von B(X) «in zusätzliches Gfiedv das. van t unabhängig ist und in der Berechnung des ins Quadrat erhobenen Absolutbetrages der Punkte der Korrelationsfunktion keinen Beitrag liefert.

Die technische Reansferong der Einrichtungen der Fig. i uid 2 hängt vor altem von den Eigenschaften «far Signale ab, die an den Korrelator angelegt werden. Es müssen zwei Fälle unterschieden werden: Der erste Fall ist der, in welchem die empfangenen Signale zeitlich stationär sind, d. h. in welchem die Berechnungen, die an diesen Signalen aingefOhrt werden, in jedem beliebigen Zeitpunkt reproduziert werden können und dieselben Resultate erbringen. Es wird somit möglich sein, einen ersten Punkt der Korrelationsfunktion mil Abtastproben der Signale der Dauer 7* zu berechnen, und dann jeden weiteren Punkt der Funktion mit neuen Abtastproben, die zeitlich nacheinander entnommen werden. Der zweite Fall ist der, in welchem die Signale nur während der Dauer Tstationär sind. Es handelt sich dabei um den Fall der kurzen Signale.

In dem ersten Fall, in welchem die zu verarbeitenden Signale unabhängig von der Zeit stationär sind, können die Einrichtungen in Analog- oder Digitaltechnik ausgeführt werden. Die Verzögerungsschaltung 10 kann vor oder hinter dem Phasendetektor angeordnet werden. Diese Verzögerungsschaltung wird beispielsweise mit Hilfe von elektroakustischen Verzögerungsleitungen hergestellt, wenn sie vor dem Detektor angeordnet ist, oder mit Hilfe von traditionellen Videoschaltungen, wenn sie hinter dem Detektor angeordnet ist (wie in F i g. 1 dargestellt). Der punktweise berechneten Korrelationsfunktion werden mit der Taktfrequenz der Inkrementierung der Verzögerung Abtastproben entnommen. Die Berechnung der Korrelationsfunktion kann mit unterschiedlichen Abtastproben der Eingangssignale für jeden Punkt ausgeführt werden.

In dem zweiten Fall, in welchem die Signale kurz sind, ist es erforderlich, Abtastproben der Signale während einer Zeit T zu speichern und dann alle Punkte der Korrelationsfunktion aufgrund derselben Abtastproben zu berechnen. Die Verzögerung durch die Verzögerungsschaltung 10 wird in Form einer Verschiebung zwischen den Lesevorgängen der Abtastproben eines Signals gegenüber dem anderen hervorgerufen. Es kann die Analogtechnik oder die Digitaltechnik angewandt werden, wobei die Analogspeicherung in Schieberegistern erfolgen kann, beispielsweise in modernen CCD-Anordnungen (d. h. in ladungsgekoppelten Anordnungen). Die Grenze der Verzögerung, deren Einführung möglich ist, ist gleich einem Bruchteil der Dauer T, wenn nicht, muß eine Vorverzögerung eines der Signale gegenüber dem anderen vor der Entnahme von Abtastproben und der Speicherung der Abtastproben eingeführt werden.

In allen Fällen wird die Korrelationsfunktion punktweise erhalten. Sie ist quantisiert oder nicht, je nachdem, ob man die Digitaltechnik oder die Analogtechnik oder eine gemischte Technik benutzt Außerdem ist es vorteilhaft, die Funktion, der die Abtastproben entnommen werden, zu interpolieren, um die Rekonstruktion der Korrelationsfunktion und die Messung der Verzögerung, die sich daraus ableitet, zu verbessern.

Fig.3 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Korrelationseinrichtung nach der Erfindung, die digital und mit kurzen Signalen arbeitet. Sie macht von der Entnehme von. Abtastproben und von der Speicherung' der Abtastproben von Signalen Gebrauch. Alle Punkte der Korrefationsfunktion werden dann, aufgrund einer einzigem Reihe von. Abtastproben berechnet. Die Eingzngssignale SaH)' ^und Stftfi werden an die Eingangsklemmen 1 untf2angelegt

Die Korrelationseinrichtung kann in vier getrennte Blocke aufgeteilt werderrc Der Block SO entnimmt den

ι σ empfangenen Signatent während einer Dauer 7~ Abtastproben, ermittelt ifire: Pftase, speichert sie, liest sie und subtrahiert die Abtastproben.

Der Block 60 integriert in der komplexen Ebene Phasendäferenzen und liefert jeden Punkt der Korrela- τ lionsfunktiorr.

Der Block 70 interpoliert die Korrelztionsfunktion zwischen den durch den Block 60 gelieferten Punkten und bestimmt die Verzögerung, die Amplitude und die Breite der Korreiationsspitze.

Schließlich enthält der Bfock W die Schattungen zur Steuerung und zur Synchronisierung der gesamten Einrichtung.

Zur Vereinfachung der F i g. 3 enthält der Block 50 nicht die in F i g. I dargestellten Riter- und Begrenzer-

2> schaltungen.

Es wird angenommen, daß das Signal Sg(t) gegenüber dem Signal Sa(O ^um ^to verzögert ist Diese Signale werden an Phasendiskriminatorschaltungen 52 bzw. 53 angelegt, welche ein kontinuierliches Signal empfangen,

jo dessen Frequenz im wesentlichen gleich fo ist und das von einem festen Oszillator 51 geliefert wird Die Ausgänge der Diskriminatorschaltungen sind mit den Eingängen von Tastschaltungen 54 und 55 verbunden, welche von der Gesamtsteuerschaltung 82 aus gesteuert

j> werden. Die Abtastproben werden in den Speichern 56 und 57 mit Hilfe einer Speichersteuerschaltung 83 gespeichert.

Nachdem die Speicherung am Ende der Zeit Γ der Abtastung des Signals beendet ist, werden die gespeicherten Abtastproben mit Relativverschiebungen gelesen, weiche mit Hilfe einer Lesesteuerschaltung 84 aufgrund eines Taktgebers 81 und der Steuerschaltung 82 in dem Block 80 erzeugt werden.

Jedem Lesezyklus der Abtastproben entspricht eine

5 Verschiebung zwischen den Lesevorgängen der Speicher 56 und 57, was auf die Einführung einer Verzögerung eines der Signale gegenüber dem anderen hinausläuft.

Eine Subtraktionsschaltung 58 empfängt die Abtast-

proben aus den Speichern und liefert ein Signal, welches die Differenz der Phasen darstellt:

[φ (t-τ)-<p(t- to)+ 2π (ο to]

In dem Block 60 wird dieses Signal in der Schaltung 62 in seinen Sinus und in der Schaltung 63 in seinen Cosinus umgewandelt Die Schaltungen 64 und 65 bilden die Summe der Sinuswerte bzw. der Cosinuswerte. Anschließend werden die erhaltenen Werte in den Schaltungen 66 und 67 quadriert und in der Addierschaltung 68 miteinander addiert, um das Quadrat des Absolutbetrages des entsprechenden Punktes der Korrelationsfunktion der beiden Signale zu erhalten.

Jedem Lesezyklus entspricht auf diese Weise eine unterschiedliche Verschiebung der aus den Speichern ausgelesenen Abtastproben und ein neuer Punkt der Korreiationsfunktion. Die so getastete Korrelationsftmktion geht dann m den Block 70. Eine Interpolierschaltung 71, die mit einem Funktionsgenerator 72

verbunden ist, stellt eine getastete Funktion mrt einer feineren Teilung «weder her. ßie Mitte der Kanrelationsqpitze wird in einer Sdtafttung 73 dnrrih das Passienen eines Sdbwellenwertes !bestimmt Der Aaffang und das !Ende der Cfoersdhrehunj (dieses ScTiweTtenwertes werden markiert Ihr Mittelwert der an der Klemme 38 geliefert wird,geBtattet, &uJM«B<derVCTifi^raBg to zwischen den Senden S4^uoä Sj(I) zu erhalten. Die Schsfttimg 73 iiefart *nBerdem den Wert der Amplitude der Spitze an der Klemme 2R and jffie Breite der Spitze zwischen den beiden Enden der Überschreitung des Schwellenwertes an der Klemme 27. Diese beiden letztgenannten Informationen sind nachträgliche Informationen aber die Qaalität der Messung der Verzögerung ca 1

Die Synchronisierung der Operationen des Lesens der Abtastproben, der Interpolation der Punkte der KoirriatwnsfunktJon und der Bestimmung der gesuchten Werte erfolgt durch die digitale Steuerschaltung 52 aufgrund des Taktgebers 81.

Eine ausführlichere Beschreibung der Schaltungen für die Phasencodierung und Speicherung in dem Block 50, für die Integration in dem Block 60, für die Interpolation und die Auswertung in dem Block 70 und für die Steuerung in dem Block 80 wird im folgenden gegeben.

F i g. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Blockes 50 der Korrelationseinrichtung nach der Erfindung. In diesem Teil der Einrichtung wird die Phase der empfangenen Signale mit Hilfe eines einzigen Phasendetektors 503 entnommen, dem ein Hilfsoszillator 504 jo zugeordnet ist Die empfangenen verschiedenen Signale werden an die Eingänge 30 und 40 der Begrenzer 501 und 502 und dann abwechselnd an den Phasendetektor 503 mit Hilfe von Schaltern 510 und 511 angelegt die über die digitale Steuerschaltung 82 von dem Taktgeber 81 aus gesteuert werden. Die Begrenzer 501 und 502 machen durch Begrenzen der Amplitude der Eingangssignale die Kennlinie des Phasendetektors linear. Ein Ausführungsbeispiel des Phasendetektors ist in der FR-PS 15 29 822 beschrieben. Er arbeitet, kurz gesagt, folgendermaßen: Das zweipolige Rechtecksignal, das von einem Begrenzt/ geliefert wird, wird mit zwei Komponenten aus dem Referenzhilfsoszillator 504 gemischt die ebenfalls begrenzt und um 90° phasenverschoben sind. Nach der Filterung sind die erhaltenen Signale zwei Funktionen, die sich linear mit der erfaßten Phase ändern. Der Codierer 505 gestattet, diesen beiden Funktionen den in ρ Binärelemente quantisierten Wert der Phase zu entnehmen.

Jedes erhaltene Signal, das mit einer Periode Te durch die Schalteinrichtungen 510 und 511 getastet wird, wird dann erfaßt und codiert und anschließend gespeichert. Eine mit dem Tastschalter 510 synchronisierte Schaltvorrichtung 512 überträgt die sich auf den ersten Kanal beziehenden Phaseninformationen in den Speicher 520. Ebenso überträgt eine mit dem Tastschalter 511 synchronisierte Schaltvorrichtung 513 die sich auf den zweiten Kanal beziehenden Phaseninformationen in den Speicher 521. Diese Speicher haben eine Kapazität von N Wörtern aus jeweils ρ Binärelementen. Sie &0 können mit Hilfe von Schieberegistern oder mit Hilfe von Schieberegistern oder mit Hilfe von Direktzugriffsspeichern realisiert werden. In dem letztgenannten Fall ist jedem Speicher eine Adressierschaltung zugeordnet an F i g. 4 sind Direktzugriffsspeicher dargestellt wor- _o5 den. Die Adressierschaltungen 522 und 523, die den Speichern 520 bzw. 521 zugeordnet sind, bestehen aus einfachen Zählern und aus einer Steuerlogik für das

r>

40 Einschreiben rndie Speicher oder das Auslesen aus den Speichern. Die Emschreibsteuenmg ist beiden Speichern gemeinsam und erfolgt über die Verbindung 526. Die Lesesteuerung erfolgt Ober die Verbindung 528. jeder Position eines Zahlers entspricht ein Platz in dem entsprechenden Speicher.

fan Verlaif eines Einschreibzyklus werden die aufeinanderfolgenden Abtastproben aufgrund von an die Zihier der Adressierschaltungen über die Verbindüngen 524 und 525 angelegten Impulsen in unterschiedlichen Speicherplätzen gespeichert

In jeden Speicher können nur N Abtastproben des empfangenen Signals eingeschrieben werden. Diese Operation erfolgt somit während der Dauer NTe, wobei Te die Abtastperiode der Signale ist Diese Abtastperiode ist für die beiden Kanäle zwar die gleiche, die Abtastproben eines Kanals sind jedoch zeitlich um eme halbe Periode (Te/2) gegenüber denen des anderen Kanais verschoben, und Zwäf aufgrund des sbwecMSc'nden Hindurchgangs der Signale durch den einzigen Phasendetektor 503.

Im Verlauf eines Lesezyklusses werden die in den Speichern gespeicherten Abtastproben wiederhergestellt Der Inhalt eines Speicherplatzes, der der Position des Zählers der zugeordneten Adressierschaltung entspricht wird in die Subtraktionsschaltung 58 übertragen. Selbstverständlich erfolgt das Lesen nichtlöschend. Der Inhalt eines Speicherplatzes kann nur durch einen neuen Einschreibsteuerbefehl gelöscht werden. An die Adressierschaltungen angelegte Impulse gestatten somit, die eingeschriebenen Abtastproben in der Reihenfolge wiederzugewinnen, in der sie in den Speichern adressiert werden.

Die Zähler der Adressierschaltungen können in eine vorbestimmte Position gebracht werden. Wenn sie auf Null rückgestellt sind, werden die Abtastproben von dem ersten Element an gelesen. Wenn sie auf einen Wert η voreingestellt sind, werden die Abtastproben ab dem n-ten Element gelesen. Die Voreinstellung kann für die beiden Adressierschaltungen unterschiedlich sein. Die Inkrementierung der Verzögerungsvriablen kann so mit einem Schritt erfolgen, der gleich Te oder gleich einem Vielfachen von Te ist, und zwar ab einer vorbestimmten Position und in der positiven oder negativen Zeitrichtung in bezug auf den Ursprung der Eintragungen.

Das Lesen der gespeicherten Abtastproben erfolgt sehr schnell. Es wird gleichzeitig in beiden Speichern ausgeführt wobei die beiden gelesenen Signale in die Subtraktionsschaltung 58 übertragen werden. Die Lesegeschwindigkeit ist allein mit der der Rechenschaltungen kompatibel, die sich anschließen. Das Lesen der N Abtastproben gestattet einen Punkt der Korrelalionsfunktion zu berechnen. Wenn beispielsweise π aufeinanderfolgende Punkte benötigt werden, um der? Nutzteil der Korrelationsfunktion aufzuzeichnen, müssen die Speicher n-mal gelesen werden, und zwar jedesmal mit einer anderen Verschiebung der Abtastproben, die einer Abtastperiode äquivalent ist

Um den Wert von π zu kennen, d. h. um zu wissen, wie viele Lesevorgänge erforderlich sind, muß man einen Schätzwert Tomax der zu messenden Verzögerung kennen. Für diese Verzögerung wird die Korrelationsspitze erreicht, wenn die Verschiebungszahl der Abtastproben gleich Tomax/Te ist Um die Breite der Spitze festzustellen, muß auf jeder Seite derselben eine Anzahl no von Punkten der Korrelationsfunktion berechnet werden. Wenn man das Vorzeichen der

ii

Verzögerung Tomax nicht kennt, muß man eine maximale Anzahl von Punkten der Korrelationsfunktion berechnen, die größer oder gleich

2 I no +

Tomax\

sein soll.

Wenn von den beiden zu korrelierenden Signalen eines dem anderen immer voreilt, nimmt man nur no Verschiebungen in der Richtung der negativen Verzögerungen vor, um die halbe Breite der Spitze in dem Fall einer Verzögerung Null zu berücksichtigen, und höchstens

Tomax

no H -—

Te

rungen in dem Fall einer Verzögerung, die gleich Tomax ist.

Im folgenden wird angenommen, daß eines der Signale immer dem anderen voreilt (die Voreilung kann Null sein). Aufgrund der Verschiebung zwischen den aus einem Speicher entnommenen Abtastproben und den aus dem anderen Speicher entnommenen sind gewisse Abtastproben eines Speichers (die ersten für einen Speicher oder die letzten für de» anderen) nicht jeder gültigen Abtastprobe des anderen Speichers zugeordnet. Um ungültige Berechnungen der Korrelation zu vermeiden, erhält eine der Adressierschaltungen eine Anfangsvoreinstellung, die einer Verschiebung um no Abtastproben in dem zugeordneten Speicher entspricht, und im Verlauf jeder Berechnung von Punkten werden allein die N—n ersten Informationen, die der Voreinstellung folgen, berücksichtigt.

F i g. 5 faßt schematisch die Operationen zusammen, die im Verlauf eines Lesezyklusses ausgeführt werden. Zur Vereinfachung wird angenommen, daß zehn Abtastproben in den beiden Speichern A und B gespeichert worden sind. Diese Abtastproben sind mit Λ 1 bis Λ 10 (a) für den Speicher A und mit B1 bis B10 (b) für den Speicher ß bezeichnet. Es wird angenommen, daß die maximale Anzahl von zu berechnenden Punkten 5 beträgt und daß die Breite der Korrelationsspitze kleiner als 2 Te ist.

Der Zähler der dem Speicher A zugeordneten Adressierschaltung ist vorher so voreingestellt worden, daß mit der Abtastprobe A 2 (c) begonnen wird. Für die Berechnung des ersten Punktes der Korrelationsfunktion (i) liefern die Speicher A und B Abtastprobenpaare A 2-ß 1, A 3-S2, A 4-B3, A 5-B4 und A 6-B5 ((c) und (d) in F i g. 5). Der Korrelator bestimmt dann den Punkt CX der Korrelationsfunktion (i). Am Ende der ersten Berechnung erfolgt eine Verschiebung der Abtastproben des Zählers B derart, daß die Verzögerungsvariable τ um den Wert von Te inkrementiert wird. Der Punkt C2 wird somit aus den Abtastprobenpaaren A2-B2, A 3-B3, A 4-B4, A 5-B5, A 6-B6 berechnet ((c) und (e)). Bei jeder folgenden Berechnung wird eine neue Verschiebung der Abtastproben des Speichers B vorgenommen. Die Punkte C3, C4 und C5 werden aus den Abtastprobenpaaren von (c) und (f) bzw. (c) und (g) bzw. (c) und (b) erhalten. Die Kurve (i) zeigt, daß die Korrelationsspitze auftritt, wenn die Abtastproben des Speichers A denen des Speichers B zugeordnet sind, die um zwei Stellen bezüglich ihrer Speicheradressen verschoben sind. Die so in einem Vielfachen der Periode

Te quantisierte Verzögerung To ist somit gleich dem Zweifachen der Periode Te.

Da das beschriebene Beispiel sehr vereinfacht ist, ist es wenig wahrscheinlich, daß in Wirklichkeit die Korrelationsspitze genau mit einem Punkt der Korrelationsfunktion zusammenfällt Es is· somit von Vorteil, diese mit einer lnterpolierschaltting zu rekonstruieren. Die Einrichtungen zur Berechnung der Parameter der Funktion werden dann im folgenden beschrieben.

Statt mit Direktzugriffsspeichern können die Speicher 520 und 521 von Fig.4 mit Hilfe von zur Schleife geschalteten Schieberegistern realisiert werden. In diesem Fall können die Verschiebeimpulse direkt an das Register angelegt werden. Es müssen einfach Schaltungen vorgesehen werden, welche das Einschreiben der Abtastproben während einer ersten Phase und das nichtlöschende Lesen dieser Abtastproben während der folgenden Phase gestatten.

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zur Phasenmessung und zum Aufzeichnen-Lesen eines Doppelkorrelators, welcher durch Differenzmessungen der Ankunftszeit das Bestimmen der Position einer elektromagnetischen Quelle gestattet, deren Signale durch drei Antennen aufgefangen werden. Zu diesem Zweck ist den Begrenzern 501 und 502 ein Begrenzer 500 hinzugefügt, um direkt drei Empfangssignale empfangen zu können.

Die Phasendetektor- und Phasencodierschaltungen 506 sind den drei Kanälen gemeinsam. Die Tastschalterpaare 514-515, 510-512 und 511-513 werden sequentiell betätigt, um die Betriebszeit der Detektor- und Codierschaltungen aufzuteilen. Die codierten Signale werden entsprechend jedem Kanal auf drei Gruppen zu jeweils zwei Speichern verteilt. In jeder Gruppe ist einer der Speicher in der Aufzeichnungsstellung, während der andere in der Lesestellung ist. In dem Beispiel von Fig. 6 leiten die Schalter 551, 552, 553 die aufzuzeichnenden Signale zu den Speichern 531 bzw. 532 bzw. 533. Gleichzeitig werden die aus den Speiche^rn 541, 542 und 543 ausgelesenen Signale paarweise über die Gruppe der Schalter 561, 562 und 563 an die Subtraktionsschaltungen 610 und 611 angelegt. Die Subtraktionsschaltungen werden dann mit Blöcken 60a bzw. 606 verbunden, welche mit dem Block 60 von F i g. 3 identisv.ii sind. Die Berechnungen aller Punkte einer Korrelationsfunktion, deren Nutzdauer kleiner ist als die Dausr der Aufzeichnung der Abtastproben der Signale, werden so während der Aufzeichnung der für die nächste Berechnung bestimmten Abtastproben ausgeführt. Am Ende eines Aufzeichnungs-Lese-Zyklusses werden die Schalter 551,552,553,561 und 563 umgeschaltet, um die Punkte der Funktion zu berechnen, deren Abtastproben in dem vorhergehenden Zyklus aufgezeichnet worden sind, und um Abtastproben aufzuzeichnen, die bei dem nächsten Zyklus zur Berechnung der Punkte einer neuen Funktion dienen werden.

Die Verarbeitungskapazität der Korrelationseinrichtung wird so verdoppelt

Jeder Punkt der Korrelationsfunktion wird in dem Block 60 von F i g. 3 bestimmt Die Informationen, die in den vorgeschalteten Speichern gespeichert und paarweise der Subtraktionsschaltung 58 zugeführt werden, stellen Phasenwinkel dar. Indem man den Sinus und den Cosinus der Differenz der Winkel nimmt betrachtet man jedesmal den Einheitsvektor, dessen X- und V-Koordinaten gleich diesem Sinus und diesem Cosinus sind. Der Korrelator bildet dann die Vektorsumme sämtlicher Vektoren, die den aus den Süeichern

ausgelesenen Abtastprobenpaaren entsprechen. Die Addierschaltung 68 liefert somit das Quadrat des Absolutbetrages der Resultierenden dieser Vektorsumme.

Der Decode»' 52 empfängt an seinem Eingang ein digitales Signal, welches einen Winkel darstellt, und liefert an seinem Ausgang ein digitales Signal, welches den Sinus dieses Winkels darstellt. Er besteht beispielsweise aus einem Festwertspeicher, d. h. einer Tabelle, die eine bestimmte Anzahl von Sinuswerten enthält Die Eingangssignale werden in Adressierungssignale umgewandelt, welche das Lesen der entsprechenden Speicherplätze des Speichers steuern. Der Decoder 63 hat, materiell gesehen, den gleichen Aufbau, bei den gespeicherten Werten handelt es sich aber um Cosinuswerte.

Die Summierschaltungen 64 und 65 sind herkömmlicher Art Sie addieren zu dem vorhergehenden Ergebnis den neuen Wert, der dem ihnen vorgeschalteten Decoder entnommen wird.

Die Quadrierschaitungen 66 und 67 bestehen beispielsweise ebenfalls aus Totspeichern oder Tabellen, welche eine gewisse Anzahl von Werten enthalten: Das Ergebnis am Ausgang der Summierschaltung dient als Adressierurigssignal, um sein Quadrat aus dem entsprechenden Totspeicher zu entnehmen. Die aus den beiden Speichern 66 und 67 ausgelesenen Signale werden an die Addierschaltung 68 angelegt, welche somit das Quadrat des Absolutbetrages des vorgenannten resultierenden Vektors liefert Dieser Wert stellt einen Punkt der Korrelationsfunktion dar.

F i g. 7 zeigt den Block 70 der Schaltungen, die die Interpolation zwischen den Punkten der Korrelationsfunktion und die Bestimmung der Resultate vornehmen, nämlich des Wertes der Verzögerung To, der Amplitude und der Breite der Korrelationsspitze.

Die Punkte der Korrelationsfunktion, die in dem Block 60 bestimmt worden sind, werden in einem Speicher 701 mit direktem oder mit sequentiellem Zugriff gespeichert, dem eine Adressierschaltung 702 zugeordnet ist, die durch die digitale Gesamtsteuerschaltung 82 gesteuert wird. Der Schritt der Punkte der so gespeicherten Korrelationsfunktion ist gleich der Abtastperiode Te. Wenn dieser Schritt für die geforderte Genauigkeit zu groß ist, ist es erforderlich, die Korrelationsfunktion zwischen den berechneten Punkten zu interpolieren. Diese Interpolation wird nach Lagrange mit Hilfe von Abtastproben einer bestimmten Bewertungsfunktion ausgeführt, die zuvor in einen Speicher 703 eingeschrieben worden sind, dem seine Adressierschaltung 704 zugeordnet ist. Der Schritt der Abtastproben der Bewertungsfunktion ist viel kleiner (beispielsweise fünfzigmal) als der der erhaltenen Abtastproben der Korrelationsfunktion. Die Interpolation wird in bekannter Weise ausgeführt, indem die Summe der Produkte aus einer Anzahl Ar von aufeinanderfolgenden Abtastproben der Korrelationsfunktion und aus k Bewertungsfunktionen gebildet wird, die zwar gleich, jedoch um eine Abtastzeit Te verschoben sind. In der Praxis wird man sich beispielsweise auf Ar» 4 beschränken können. Die Multiplikation der Abta3tproben erfolgt durch eine Multiplizierschaltung 705, der eine Addierschaltung 706 nachgeschaltet ist Der Ausgang der Addierschaltung 706 ist mit einem Schwellenwertvergleicher 715 verbunden, um aufgrund einer geeigneten Logik das MaB der Verzögerung To zwischen den empfangenen Signalen zu entnehmen.

Fig.8, die das Quadrat des Absolutbetrages der interpolierten Korrelationsfunktion |Z(fcj|² darstellt, zeigt die Spitze der Korrelationsfunktion mit der Amplitude \Zo\\ die für eine Verzögerung τ= To

erhalten wird. Es ist unerwünscht, direkt die Abszisse der Korrelationsspitze zu bestimmen, da diese mehr durch die Schwankungen aufgrund des Rauschens in der Nähe des Punktes beeinflußt wird, wo die Steigung der Korrelationsfunktion Null ist Die Position der Spitze

ίο wird somit erhalten, indem die Funktion mit einem Schwellenwert So verglichen wird, der kleiner ist als die Amplitude der Spitze. Dieser Schwellenwert legt dann zwei Punkte auf der Funktionskurve fest, für die die Verzögerungen η bzw. τ₂ sind. Die Verzögerung To erhält man danach, indem man den arithmetischen Mittelwert der beiden Werte η und r₂ bildet Diese beiden Werte können mit einer Genauigkeit erhalten werden, die um so größer ist je größer der Absolutwert der Steigung der Korrelationsfunktion auf ihrer Höhe ist Der Schritt der Bewertungsfunktion, die zur interpolation dient, beeinflußt die Genauigkeit der Verzögerungsmessung. Dieser Schritt wird in Abhängigkeit von der verlangten Genauigkeit gewählt
Fig.7 zeigt als Beispeil, in welcher Weise die Verzögerung To bestimmt wird. Dafür wird ein Zähler 719 regelmäßig schrittweise durch Impulse erhöht, die von der digitalen Steuerschaltung 82 abgegeben werden, und zwar mit dem Schritt der Bewertungsfunktiop., d. h. mit einer Wiederholperiode Tp, in Synchronismus mit der Berechnung jedes Punktes der interpolierten Korrelationsfunktion. Diese Impulse werden ab dem Zeitpunkt τ — — no Te abgegeben, d. h. ab dem Ursprung der Berechnung der Korrelationsfunktion. Sobald die Amplitude der Korrelationsfunktion ein erstes Mal den

j5 Schwellenwert So erreicht, wird der entsprechende Wert des Zählers 719 mit Hilfe des Vergleichers 715 in einem Pufferregister 720 gespeichert Die Zahl der zusammengezählten Impulse beträgt /Vl. Sobald die Amplitude der Korrelationsfunktion wieder kleiner als der Schwellenwert So wird, wird der Zähler 719 angehalten, wobei er eine Zahl Λ/2 gezählt hat die in einem Pufferregister 721 gespeichert wird.

Die Ausgänge der Register 720 und 721 sind mit den Eingängen einer Subtraktionsschaltung 722 verbunden.

Der Ausgang der Subtraktionsschaltung liefert Λ/2 —Λ/1, was, in Vielfachen von Tp, die Breite der Korrelationsspitze darstellt. Diese Information dient zum Abschätzen der Qualität der ausgeführten Messung.

Die Ausgänge der Register 720 und 721 sind außerdem mit einer Addierschaltung 723 verbunden, der eine 1 :2-Teilerschaltung 724 nachgeschaltet ist, die liefert. Dieses Ergebnis wird einer Multipli-

zierschaltung 725 zugeführt, deren anderer Eingang 726 den Wert Tp der Wiederholperiode der Punkte dei interpolierten Korrelationsfunktion empfängt. Dei Ausgang der Multiplizierschaltung 725 liefert somit die gesuchte Verzögerung To mit einer bekannten Ver

μ Schiebung um ± Teil, die sich aufgrund der Tatsach« ergibt, daß die Abtastung der Signale an dem Eingang der Korrelationseinrichtung abwechselnd erfolgt

Die Position des Schwellenwertes So des Verglei chers 715 kann voreingestellt werden, entweder ein füi alle Mal oder mit Hilfe einer zusatzlichen Messung de Wertes der Korrelationsspitze \Zo\², um die ausgeführt! Messung in der Nähe der beiden Punkte maximale Steigung der Korrelationsfunktion zu optimierer

Ausgehend von diesem Wert \Zc\\ wie in Fig,7 angegeben, liefert das Produkt, das aus ihm und einem konstanten Faktor ko, der ebenfalls optimiert werden kann, wenn die Form dei Korrelationsfunktion vorher bekannt ist (beispielsweise gilt für eine' Gaußsche Funktion ko=0fi), in einer Multiplizierschaltung 713 gebildet wird, einen Schwellenwert So für jede Messung. Die Genauigkeit der Messung der Verzögerung To ist somit bei jeder Messung optimal.

Dieser Wert \Zo\² der Spitze wird mit Hilfe der in dem Schaltungsblock 60 berechneten Punkte der Funktion bestimmt Diese Punkte werden nacheinander einem Schieberegister 710 mit zwei Speicherplatten zugeführt Bei der Ankunft jedes Punktes wird dem Register durch die Steuerschaltung; 82 ein Verschiebungssteuerimpuls zugeführt Dieses Register enthält somit in ihren Speicherplätzen den Wert eines gespeicherten Punktes und den Wert des vorhergehenden Punktes. Einer dieser Werte wird einem Vergleicher 711 zugeführt, der ihn zuerst mit einem minimalen Schwellenwert vergleicht, der gleich dem Erfassungschwellenwert ist und an einer Klemme 709 anliegt Wenn die Amplitude der Korrelationsfunkticni diesen Schwellenwert überschritten hat (in der Nähe der Spitze), werden die beiden folgenden Werte des Registers 7<0 miteinander verglichen. Die Differenz |Zh-1|²-|Z/|² ist zuerst positiv. Sobald sie Null oder negativ wird, und zwar an dem Maximum der Korrelationsfunktion, schließt das Signal des Vergleichers 711 einen Schalter 712, der den Wert \Zo\² der Spitze der Multiplizierschaltung 713 und der Ausgangsklemrne 26 zuführt

Selbstverständlich ist der Schwellenwert So in diesem Fall /TSt in dem Augenblick bekannt, in welchem die Funktion durch die Spitze hindurchgeht Der Zähler 719 kann den Wert fs'\ bei dem Durchgang durch den ersten Schnittpunkt nicht liefern. Zur Ermittlung dieses Wertes sind mehrere Lösungen möglich.

Eine besteht beispielsweise darin, alle Punkte der Korrelationsfunktion bis zu Tomax zu empfangen, die durch den Block 60 geliefert werden, sie in dem Speicher

701 zu speichern und gleichzeitig den Wert der Spitze \Ζο\^τ und den Wert des Schwellenwertes So zu bestimmen. Nachdem das gemacht worden ist, nimmt die Steuerschaltung 82 wieder jeden Punkt der Korrelationsfunktion von dem ersten an nacheinander auf und führt die Interpolation und die genaue Bestimmung der Schnittpunkte mit dem Schwellenwert 5b aus. Während dieser Zeit wird der Zähler 719 regelmäßig inkrementiert und liefert die Werte /Vl und N2 an die Pufferregister 720 und 721. Die Berechnung hört auf, sobald der Wert N2 bekannt ist

Eine andere, schnellere Lösung besteht darin, gleichzeitig die Bestimmung von \Zo\² und So, die Speicherung der Abtastproben der Korrelationsfunktion, die Interpolation und die Inkrementierung des Zählers 719 vorzunehmen. Dieser bleibt stehen, sobald der Wert N 2 erreicht ist Die Berechnung der Punkte der interpolierten Funktion wird danach wieder in umgekehrter Richtung an jedem Punkt ausgeführt, dem ein an den Zähler 719 angelegter Rückwärtszählimpuls entspricht Wenn der erste Schwellenwert erreicht wird und der Wert N1 bekannt ist, hört die Berechnung auf. In Fig.7 gestattet die Verbindung 730, welche den Ausgang des Vergleichers 715 mit dem Zähler 719 verbindet, diesen in einen Rückwärtszähler zu verwandeln und so die Richtung der Berechnung der Punkte der Funktion umzukehren, sobald die Zahl N 2 bekannt ist

Die Schaltung 82 ist aus digitalen Zähischaltungen aufgebaut um die verschiedenen Steuerimpulsfolgen zu schaffen, die für den Betrieb der Schaltungen der Korrelationseinrichtung notwendig sind.

Diese Schaltungen werden nicht im einzelnen beschrieben, denn das wäre zu langwierig. Es wäre außerdem unnütz, denn diese Schaltungen können von dem mit der Digitaltechnik vertrauten Fachmann leicht konzipiert und realisi^-t werden.

Die Erfindung kort.,nt bei den Verzögerungsmessungen in elektromagnetischen oder elektroakustischer) Systemen und insbesondere in Systemen zur passiven Lokalisierung von Funkübertragungen zur Anwendung.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

1. Korrelatjonsein richtung zur Bestimmung der Korrelationsfunktion von zwei Emgangssignalen, die eine in Abhängigkeit von der Zeit veränderliche Phase φ und eine bestimmte Trägerfrequenz f_o haben, mit Zeitverschiebungsanordnungen zur Erzeugung einer in Abhängigkeit von der Zeit t einstellbaren Zeitverschiebung τ zwischen den beiden Eingangssignalen und mit Integrieranordnungen zur Bildung der Korrelationsfunktion durch Integration über eine vorbestimmte Zeitdauer T, gekennzeichnet durch Phasendetektorschaltungen (7,8; 52,53; 503; 506), welche die beiden Eingangssignale (Sa, Sb) empfangen und Ausgangssignale liefern, die die Phase φ(ί) des einen Eingangssignals (Sa) und die Phase q>(t—to) des anderen Eingangssignals (Sb) angeben, eine Subtraktionsschai iung (11; 58), welche ein die Differenz der beiden Phasen unier Berücksichtigung der eingestellten Verzögerung τ angebendes Ausgangssignal liefert, und durch eine Rechenschaltung (II; 60), welche zur Bestimmung des Quadrats \Ζ(τ)\² des Wertes des der eingestellten Zeitverschiebung τ 2^r) entsprechenden Punktes der Korrelationsfunktion Signale, die dem Cosinus bzw. dem Sinus der durch das Ausgangssignal der Subtraktionsschaltung (11; 58) angegebenen Phasendifferenz entsprechen, über die Zeitdauer Tintegriert und aus den Integrations- jo ergebnisse

X(

T
) =J COs[y (i - r>- y (/ - /„) + 2.-τ/_οί_ο

] di

Y[t) =Jsin [7 (i - r) - 7 (/ - ίο) + 2.7/οίο] d/
0

die Summe der Quadrate bildet:

2. Korrelationseinrichtunj; nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rechenschaltung (II; 60) Schaltungen (12, 13; 62,63) zur Umwandlung 4-, des die Phasendifferenz anzeigenden Ausgangssignals der Subtraktionsschaltung (11; 58) in zwei den Cosinus bzw. den Sinus dieser Phasendifferenz anzeigende Signale enthält, daß jeder Umwandlungsschaltung (12, 13; 62, 63) eine Integrierschal- -₎₍> tung (14,15; 64, 65) zur Integration des Ausgangssignals der jeweils zugeordneten Umwandlungsschaltung über die vorbestimmte Zeitdauer (T) nachgeschaltet ist, daß jeder Integrierschaltung (14, 15; 64, 65) eine Quadrierschaltung (16, 17; 66, 67) zum ■·,-> Quadrieren des Ausgangssignals der jeweils zugeordneten Integrierschaltung nachgeschaltet ist, und daß die Ausgänge der Quadrierschaltungen (66,

67) mit den Eingängen einer Addierschaltung (18;

68) verbunden sind, welche an ihrem Ausgang den _W| Wert \Ζ(τ)\^} des Betragsquadrates der Korrelationsfunktion liefert.

3. Korrelationseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch Speicher (56, 57; 520, 521; 531, 541, 532, 542, 533, 543) zur Speicherung _h-, mehrerer Abtastwerte der die Phase jeweils eines von zwei oder drei Eingangssignalen (Sa; Sb; 3. Kanal) darstellenden Ausgangssignale der Phasendetektorschaltungen (52,53;5Q3;5Q6), Anordnungen (54,55, 82,83; 512,513,522,523,82; 515,551,512, 552, 513, 553) zur Eingabe der Abtastwerte in die Speicher, und durch Anordnungen (82, 84) zum Ablesen der in den Speichern gespeicherten Abtastwerte in der Reihenfolge der Eingabe mit einer der einzustellenden Zeitverschiebung (v) entsprechenden gegenseitigen Versetzang.

4. Korrelationseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Speicherung der Phasenabtastwerte eines Signals (Sa, Sb, 3. Signal) zugeordnete Speicher in wenigstens zwei Teilspeicher (531,541; 532,542; 533,543) unterteilt ist, und daß den Teilspeichern Umschalteinrichtungen (551, 561; 552, 562; 553, 563) vor- und nachgeschaltet sind, die derart gegensinnig betätigt werden, daß jeweils ein Teilspeicher im Einschreibbetrieb arbeitet, wenn der andere Teilspeicher im Lesebetrieb arbeitet, und umgekehrt

5. Korrelationseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher der Rechenschaltung (60) eine Auswerteschaltung (70) zum Bestimmen des Maximums der Korrelationsfunktion und zur Bestimmung der gegenseitigen Zeitverschiebung der beiden Eingangssignale (Sa, Sb) nachgeschaltet ist, gekennzeichnet durch einen Zähler (719), der im Takt der Liefe;-ung der Werte der Korrelationsfunktion fortgeschaltet wird, zwei mit dem Zähler (719) verbundene Pufferregister (720, 721), eine Vergleichsanordnung (715), welche die Werte der Korrelationsfunktion mit einem Schwellenwert (So) vergleicht und die Eingabe des Zählerstands des Zählers (Ni, 719) in das erste Pufferregister (720) beim Überschreiten des Schwellenwerts und in das zweite Pufferregister (N2, 721) beim Unterschreiten des Schwellenwerts auslöst, eine Rechenschaltung (723, 724) zum Bestimmen des arithmetischen Mittelwerts der Inhalte (Ni, N2) der beiden Pufferregister (720, 721) und rille Multiplizierschaltung (725) zum Multiplizieren des arithmetischen Mittelwerts mit der Periode (Te) der Werte der Korrelationsfunktion.

6. Korrelationseinrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine Subtraktionsschaltung (722), welche die Differenz der Inhalte der beiden Pufferregister (720, 721) als Maß für die Breite der Spitze der Korrelationsfunktion bildet.

7. Korrelationseinrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteschaltung (70) eine Interpolationsanordnung (71, 72) zum Interpolieren der Korrelationsfunktion zwischen den von der Rechenschaltung (60) gelieferten Punkten enthält.

8. Korrelationseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Interpolationsanordnung einen ersten Speicher (701) zur Speicherung der von der Rechenschaltung (60) gelieferten Werte der Korrelationsfunktion und einen zweiten Speicher (703) enthält, in dem für die Abtastwerte die Koeffizientenwerte einer Bewertungsfunktion gespeichert sind, daß Schaltungen (70S) zur Multiplikation der Koeffizientenwerte der Bewertungsfunktion mit jedem im ersten Speicher (701) gespeicherten Wert der Korrelationsfunktion vorgesehen sind, und daß die Multiplikationsergebnisse sukzessive addiert werden, um den Wert für eine bestimmte interpolierte Zeitverschiebung fr^der Korrelationsfunktion zu bilden.

9, Korrelationseinrichtung nach einem der An sprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteschaltung (70) eine Anordnung (710, 711) enthält, die jeweils zwei von der Rechenschaltung (60) gelieferte aufeinanderfolgende Werte der Korrelationsfunktion vergleicht und ein Ausgangs signal liefert, wenn der zweite Wert gleich oder kleiner als der erste Wert ist, und daß eine Schaltvorrichtung (712) vorgesehen ist, die durch das Ausgangssignal der Vergleichsanordnung (710, 711) betätigt wird, um den in diesem Zeitpunkt gelieferten Wert der Korrelationsfunktion (|Zo|²) als Maß für das Maximum der Korrelationsfunktion zu übertragen.