RU2210105C1

RU2210105C1 - Multichannel polarity correlator

Info

Publication number: RU2210105C1
Application number: RU2002102023/09A
Authority: RU
Inventors: Ю.Я. Никулин; В.Ю. Горшенин; Ю.Ю. Парамонов; К.И. Татарко
Original assignee: Ростовский военный институт ракетных войск
Priority date: 2002-01-21
Filing date: 2002-01-21
Publication date: 2003-08-10

Abstract

FIELD: specific computing devices for finding correlation functions of random processes. SUBSTANCE: multichannel polarity correlator has annular distributor 1 incorporating clock generator 11 and flip-flops 2₁-2_n, limiting amplifier 3, switching circuits 4₁-4_n, first and second AND gates 5, 9, OR gate 6, NOT gate 7, memory device 8, and pulse counters 10₁-10_n. Correlator provides for varying range of random process investigations due to its ability of changing number of annular distributor flip-flops. EFFECT: simplified circuit arrangement of correlator; enhanced operating reliability of its circuit. 1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к специализированным вычислительным устройствам, предназначенным для определения корреляционных функций случайных процессов. The invention relates to specialized computing devices for determining the correlation functions of random processes.

Широкий класс корреляторов описан в [1]. A wide class of correlators is described in [1].

Аналогом является многоканальный полярный коррелятор по авторскому свидетельству 327495 [2], состоящий из кольцевого распределителя 1, содержащего генератор тактовых импульсов 11 и триггеры 2, вспомогательных триггеров 3 и 4, ключевых схем первой группы 5₁-5_n, ключевых схем второй группы 5₁-5_m, диодов 6 и 7, усилителя-ограничителя 8, логического элемента И 9 и счетчиков импульсов 10. Однако данный многоканальный полярный коррелятор не обладает высокой точностью, т.к. учитывает число импульсов при τ=0 при отсутствии исследуемого сигнала.The analogue is the multi-channel polar correlator according to copyright certificate 327495 [2], consisting of a ring distributor 1 containing a clock pulse generator 11 and triggers 2, auxiliary triggers 3 and 4, key circuits of the first group 5 ₁ -5 _n , key circuits of the second group 5 ₁ -5 _m , diodes 6 and 7, amplifier-limiter 8, logic element And 9, and pulse counters 10. However, this multi-channel polar correlator does not have high accuracy, because takes into account the number of pulses at τ = 0 in the absence of the signal under study.

Прототипом является многоканальный полярный коррелятор по авторскому свидетельству 444194 [2], состоящий из кольцевого распределителя 1, содержащего генератор тактовых импульсов 11 и триггеры 2₁-2_n, первого и второго вспомогательных триггеров первой группы 3₁ и 4₁, первого и второго вспомогательных триггеров второй группы 3₂ и 4₂, ключевых схем первой группы 5₁-5_n, первого и второго ключей второй группы 5₁ и 5_m, диодов 6 и 7, усилителя-ограничителя 8, первого и второго логических элементов И 9₁ и 9₂, счетчиков импульсов 10₁-10_n, схемы установки нуля первых вспомогательных триггеров 12 и логической схемы ИЛИ 13 и 14.The prototype is a multi-channel polar correlator according to copyright certificate 444194 [2], consisting of a ring distributor 1 containing a clock pulse generator 11 and triggers 2 ₁ -2 _n , the first and second auxiliary triggers of the first group 3 ₁ and 4 ₁ , the first and second auxiliary triggers the second group 3 ₂ and 4 ₂ , the key circuits of the first group 5 ₁ -5 _n , the first and second keys of the second group 5 ₁ and 5 _m , diodes 6 and 7, the amplifier-limiter 8, the first and second logical elements And 9 ₁ and 9 ₂ , pulse counters 10 ₁ -10 _n , zero setting circuits p first auxiliary triggers 12 and logic OR 13 and 14.

Однако указанный многоканальный полярный коррелятор сложен в техническом исполнении за счет использования ключа второй группы 5_m, первого и второго триггеров первой и второй вспомогательных групп 3₁ и 4₁ и 3₂ и 4₂, схемы установки нуля первых вспомогательных триггеров 12.However, the specified multi-channel polar correlator is complicated in technical design by using a key of the second group 5 _m , the first and second triggers of the first and second auxiliary groups 3 ₁ and 4 ₁ and 3 ₂ and 4 ₂ , the zero-setting scheme of the first auxiliary triggers 12.

Целью изобретения является простота схемного решения многоканального полярного коррелятора и повышение надежности функционирования схемы. The aim of the invention is the simplicity of the circuitry of the multi-channel polar correlator and increase the reliability of the operation of the circuit.

Указанная цель достигается тем, что выход усилителя-ограничителя соединен со вторым входом второго элемента И, выход первого ключа соединен через запоминающий элемент с первым входом второго элемента И, а также с входом элемента НЕ и с первым входом элемента ИЛИ, выход элемента НЕ через второй вход элемента ИЛИ соединен со вторым входом первого элемента И, выход которого соединен с первым счетчиком, а выход триггера соединен с первым входом первого элемента И, триггеры предназначены при появлении импульсов открывать ключевые схемы, а импульсы с выхода второго элемента И через ключевые схемы поступают на входы счетчиков. This goal is achieved by the fact that the output of the amplifier-limiter is connected to the second input of the second AND element, the output of the first key is connected through the storage element to the first input of the second AND element, and also to the input of the element NOT and the first input of the OR element, the output of the element NOT through the second the input of the OR element is connected to the second input of the first AND element, the output of which is connected to the first counter, and the trigger output is connected to the first input of the first AND element, the triggers are designed to open key circuits when pulses appear, and Lcy from the output of the second element And through key circuits are fed to the inputs of the counters.

Функциональная электрическая схема многоканального полярного коррелятора представлена на чертеже и состоит из кольцевого распределителя 1, содержащего генератор тактовых импульсов 11 и триггеры 2₁-2_n, усилителя-ограничителя 3, ключевых схем 4₁-4_n, первого и второго логических элементов И 5 и 9, логического элемента ИЛИ 6, элемента НЕ 7, запоминающего элемента 8 и счетчиков импульсов 10₁-10_n.The functional circuit diagram of the multi-channel polar correlator is shown in the drawing and consists of an annular distributor 1 containing a clock pulse generator 11 and triggers 2 ₁ -2 _n , an amplifier-limiter 3, key circuits 4 ₁ -4 _n , the first and second logical elements And 5 and 9, logic element OR 6, element NOT 7, memory element 8 and pulse counters 10 ₁ -10 _n .

Многоканальный полярный коррелятор работает следующим образом. С выхода генератора 11 тактовые импульсы поступают на входы триггеров 2₁-2_n кольцевого распределителя 1. При срабатывании первого триггера 1 с его выхода импульс напряжения поступает только на управляющий вход ключевой схемы 4₁ и первый вход первого логического элемента И 5. Импульс напряжения с выходов триггеров 2₂-2_n поступает на управляющие входы соответствующих ключевых схем 4₂-4_n. При поступлении импульса с выхода первого триггера 2₁ кольцевого распределителя 1 открывается ключевая схема 4₁, через которую усиленный входной сигнал поступает на вход запоминающего элемента 8. Запомненный полярный сигнал поступает на первый вход второго элемента И 9. Причем на второй вход второго элемента И 9 непрерывно подается текущее значение усиленного входного сигнала. С выхода второго элемента И 9 снимается сигнал только в моменты срабатывания триггеров 2₂-2_n, при совпадении полярности текущего значения сигнала и запомненного, на соответствующие счетчики импульсов 10₂-10_n поступит входной сигнал, а первый счетчик 10₁ считает только рабочие циклы коррелятора. Элемент ИЛИ 6 настроен на положительное срабатывание, и при любой полярности входного сигнала с элемента ИЛИ 6 на второй вход первого элемента И 5 поступает положительный импульс. Так как на первый вход первого элемента И 5 поступает сигнал с первого триггера 2₁ кольцевого распределителя 1 тоже положительный, то с выхода первого элемента И 5 на первый счетчик импульсов 10₁ поступает сигнал только при наличии сигнала любой полярности. Таким образом, при отсутствии входного сигнала с выхода первого элемента И 5 не поступает на счетчик 10₁ импульс и запоминающий элемент 8 не фиксирует полярность входного сигнала, следовательно, повышается точность работы коррелятора.Multichannel polar correlator works as follows. From the output of the generator 11, the clock pulses are fed to the inputs of the triggers 2 ₁ -2 _{n of the} ring distributor 1. When the first trigger 1 is triggered, the voltage pulse goes only to the control input of the key circuit 4 ₁ and the first input of the first logical element And 5. Voltage pulse with the outputs of the triggers 2 ₂ -2 _n goes to the control inputs of the corresponding key circuits 4 ₂ -4 _n. At receipt of the pulse output from the first latch _{1 February} annular distributor 1 opens key scheme 4 _1, through which the amplified signal is input to the input storage element 8. The memorized polar signal is supplied to a first input of the second AND gate 9. And the second input of the second AND gate 9 The current value of the amplified input signal is continuously supplied. From the output of the second element And 9, the signal is taken only at the moments of the triggers 2 ₂ -2 _n , if the polarity of the current value of the signal coincides with the stored one, an input signal will be received at the corresponding pulse counters 10 ₂ -10 _n , and the first counter 10 ₁ only considers duty cycles correlator. The OR element 6 is configured for positive operation, and for any polarity of the input signal from the OR element 6, a positive impulse arrives at the second input of the first And 5 element. Since the signal from the first trigger 2 _{1 of the} ring distributor 1 is also positive at the first input of the first And 5 element, the signal is output from the output of the first And 5 element to the first pulse counter 10 ₁ only if there is a signal of any polarity. Thus, in the absence of an input signal from the output of the first AND 5 element, no pulse arrives at the counter 10 ₁ and the storage element 8 does not fix the polarity of the input signal, therefore, the accuracy of the correlator increases.

При появлении импульса на втором триггере 2₂ открывается ключевая схема 4₂, и если значения с запоминающего элемента 8 и текущего сигнала совпадают на входах второго элемента И 9, то с его выхода через открытую ключевую схему 4₂ на вход счетчика 10₂ поступает импульс. Аналогично срабатывают ключевые схемы 4₂-4_n и счетчики 10₂-10_n.When a pulse appears at the second trigger February ₂ opens key scheme 4, ₂ and if the values from the memory element 8 and the current signal coincide at the inputs of the second AND gate 9, that its output through the open key circuit 4 ₂ on the input of the counter ₁₀ February enters pulse. Key schemes 4 ₂ -4 _n and counters 10 ₂ -10 _n work in the same way.

По окончании одного цикла работы кольцевого распределителя 1 в первом триггере 2₁ вновь появляется импульс, что приводит к запоминанию нового текущего значения входного сигнала, и в дальнейшем цикл работы повторяется.At the end of one cycle of operation of the ring distributor 1, a pulse appears again in the first trigger 2 ₁ , which leads to the memorization of the new current value of the input signal, and then the cycle of work is repeated.

По истечении времени, необходимого для определения знаковой корреляционной функции, со счетчиков импульсов снимают отсчеты и определяют вероятности совпадения знаков как отношение числа, зафиксированного в соответствующем счетчике, к числу, зафиксированному в первом счетчике. Нормированная корреляционная функция случайного процесса находится через вероятность p(±±) как функция задержки τ
р(τ)=-cos2πp(±±).After the time required to determine the sign correlation function has elapsed, counts are taken from the pulse counters and the probability of coincidence of the signs is determined as the ratio of the number recorded in the corresponding counter to the number recorded in the first counter. The normalized correlation function of a random process is found through the probability p (± Neg) as a function of the delay τ
p (τ) = - cos2πp (± min).

Число определяемых ординат нормированной корреляционной функции соответствует числу ячеек кольцевого распределителя 1, а дискретные значения аргументов кратны периоду генератора тактовых импульсов 11. The number of determined ordinates of the normalized correlation function corresponds to the number of cells of the ring distributor 1, and the discrete values of the arguments are multiples of the period of the clock generator 11.

Диапазон частот исследования случайных процессов может быть изменен путем изменения частоты генератора тактовых импульсов 11, а изменение числа определяемых точек корреляционной функции - путем изменения числа триггеров 2₁-2_n кольцевого распределителя 1.The frequency range of the study of random processes can be changed by changing the frequency of the clock generator 11, and changing the number of determined points of the correlation function by changing the number of triggers 2 ₁ -2 _n ring distributor 1.

Как видно из вышеизложенного, разработанный многоканальный полярный коррелятор обладает простотой схемного решения и высокой точностью работы. As can be seen from the above, the developed multichannel polar correlator has the simplicity of the circuit solution and high accuracy.

Источники информации
1. Жовинский В.И., Арховский В.Ф. Корреляционные устройства. М.: Энергия, 1974.Sources of information
1. Zhovinsky V.I., Arkhovsky V.F. Correlation devices. M .: Energy, 1974.

2. Авторское свидетельство 327495, опубликовано 26.01.1972 г. Бюллетень 5. 2. Copyright certificate 327495, published January 26, 1972, Bulletin 5.

3. Авторское свидетельство 444194, опубликовано 25.09.1974 г. Бюллетень 35. 3. Copyright certificate 444194, published September 25, 1974, Bulletin 35.

Claims

A multichannel polar correlator containing a ring distributor consisting of a clock pulse generator, triggers, to the inputs of which pulses from the generator, an amplifier-limiter, the first key and key circuits, the first and second I elements, the first pulse counter and counters, the OR element, differing the fact that the output of the amplifier-limiter is connected to the second input of the second element And, the output of the first key is connected through a storage element to the first input of the second element And, as well as to the input of the element NOT and the first input ohm of the OR element, the output of the element NOT through the second input of the OR element is connected to the second input of the first AND element, the output of which is connected to the first counter, and the output of the first trigger is connected to the first input of the first AND element, triggers are designed to open key circuits when pulses appear, and pulses from the output of the second element And through the key circuits are fed to the inputs of the counters.