RU2808390C1 - Digital sign correlator - Google Patents

Digital sign correlator Download PDF

Info

Publication number
RU2808390C1
RU2808390C1 RU2023101399A RU2023101399A RU2808390C1 RU 2808390 C1 RU2808390 C1 RU 2808390C1 RU 2023101399 A RU2023101399 A RU 2023101399A RU 2023101399 A RU2023101399 A RU 2023101399A RU 2808390 C1 RU2808390 C1 RU 2808390C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
outputs
output
loaded
inputs
circuit
Prior art date
Application number
RU2023101399A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Евгеньевич Сапожников
Дмитрий Владимирович Моисеев
Александр Сергеевич Захаров
Евгений Олегович Лукашенко
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное военное образовательное учреждение высшего образования "Черноморское высшее военно-морское ордена Красной Звезды училище имени П.С. Нахимова" Министерства обороны Российской Федерации
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное военное образовательное учреждение высшего образования "Черноморское высшее военно-морское ордена Красной Звезды училище имени П.С. Нахимова" Министерства обороны Российской Федерации filed Critical Федеральное государственное бюджетное военное образовательное учреждение высшего образования "Черноморское высшее военно-морское ордена Красной Звезды училище имени П.С. Нахимова" Министерства обороны Российской Федерации
Application granted granted Critical
Publication of RU2808390C1 publication Critical patent/RU2808390C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: radio engineering; measurement technology.
SUBSTANCE: invention can be used in devices for measuring the correlation coefficient of a random signal, in devices for estimating the parameters of a random signal of control and information transmission equipment, intended for correlation analysis of random processes represented by digital codes. The technical result of the invention is the developing of a device for calculating the cross-correlation function of two signals, which has a small hardware volume compared to similar digital devices. The technical result is achieved by connecting the outputs of each code comparison circuit through a gate and a switch with a shift register, the bit outputs of which are connected to matching circuits, the second inputs of which are connected to the outputs of the decoder, and the outputs through a collecting circuit and an additional matching circuit are connected to the second counter, the second The gate inputs are connected to two control trigger outputs. A feature of the proposed device is the use of only one additional random signal generator.
EFFECT: developing of a device for calculating the cross-correlation function of two signals, which has a small hardware volume compared to similar digital devices.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к областям радиотехники и измерительной техники и может быть использовано в устройствах измерения коэффициента корреляции случайного сигнала, в устройствах оценки параметров случайного сигнала аппаратуры управления и передачи информации, предназначенным для корреляционного анализа случайных процессов, представленных цифровыми кодами.The invention relates to the fields of radio engineering and measurement technology and can be used in devices for measuring the correlation coefficient of a random signal, in devices for estimating the parameters of a random signal of control and information transmission equipment, intended for correlation analysis of random processes represented by digital codes.

Большое количество корреляторов описано в [Жовинский В.И., Арховский В.Ф. Корреляционные устройства. М.: Энергия, 1974], однако многие из них сложны в технической реализации, имеют большой аппаратный объем и низкое быстродействие, наиболее близким аналогом является цифровой коррелятор [Патент RU 2735488 С1 Российская Федерация, МПК G06F 17/15 (2006.01) цифровой коррелятор / О.В. Чернояров и др./ ФГБОУ ВО Майкопский государственный университет (RU). - №2020113740, заявл. 03.04.2020, опубликовано: 03.11.2020 Бюл. №31].A large number of correlators are described in [Zhovinsky V.I., Arkhovsky V.F. Correlation devices. M.: Energia, 1974], however, many of them are complex in technical implementation, have a large hardware volume and low performance, the closest analogue is a digital correlator [Patent RU 2735488 C1 Russian Federation, IPC G06F 17/15 (2006.01) digital correlator / O.V. Chernoyarov et al./ Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education Maikop State University (RU). - No. 2020113740, application. 04/03/2020, published: 11/03/2020 Bulletin. No. 31].

Предлагаемый коррелятор отличается тем, что в нем используется один генератор равномерно распределенных случайных чисел, связанный с двумя схемами сравнения, подключенными через вентили и переключатель к регистру сдвига, используемому в качестве устройства задержки. Причем разрядные его выходы связаны через схемы совпадения, вторые входы которых подключены к дешифратору, с общей собирательной схемой. Последняя через дополнительную схему совпадения соединена с выходным счетчиком.The proposed correlator differs in that it uses a single uniformly distributed random number generator coupled to two comparison circuits connected via gates and a switch to a shift register used as a delay device. Moreover, its bit outputs are connected through coincidence circuits, the second inputs of which are connected to the decoder, with a common collecting circuit. The latter is connected to the output counter through an additional coincidence circuit.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображена функциональная схема знакового цифрового коррелятора, где:The essence of the invention is illustrated by a drawing, which shows a functional diagram of a signed digital correlator, where:

1, 2 - генераторы кодов исследуемых сигналов;1, 2 - code generators for the signals under study;

3, 4 - схемы сравнения кодов;3, 4 - code comparison schemes;

5, 6 - вентили;5, 6 - valves;

7 - генератор равномерно распределенных случайных чисел;7 - generator of uniformly distributed random numbers;

8 - генератор тактовых импульсов;8 - clock generator;

9 - триггер управления;9 - control trigger;

10 - делитель частоты;10 - frequency divider;

11 - первый счетчик;11 - first counter;

12, 13 - переключатели;12, 13 - switches;

14 - сдвигающий регистр;14 - shift register;

15 - схемы совпадения;15 - matching schemes;

16 - собирательная схема;16 - collective diagram;

17 - дополнительная схема совпадения;17 - additional matching circuit;

18 - второй счетчик;18 - second counter;

19 - дешифратор.19 - decoder.

Работа предлагаемого устройства состоит в следующем.The operation of the proposed device is as follows.

В тактовые моменты времени, задаваемые генератором 8 через триггер 9, текущее значение исследуемой случайной функции с генератора 2 сравнивается на схеме 4 с вырабатываемым в каждый тактовый момент времени генератором 7 равномерно распределенным случайным числом. На выходе схемы 4 появляется импульс, если текущее значение случайного кода входного сигнала не меньше, чем случайное число. Вырабатываемая таким образом на выходе схемы 4 последовательность двоичных сигналов «1» и «0» поступает через вентиль 5 и переключатель 12 в к-разрядный регистр сдвига 14. Информация в регистре сдвига по каждому тактовому импульсу сдвигается на один разряд вправо. Информация, хранящаяся в регистре сдвига, является основной для получения корреляционной функции исследуемого случайного процесса. Выходы регистра сдвига соединены со входами схем совпадения 15, которые поочередно опрашиваются сигналами с дешифратора 19 с частотой ƒ/N, где ƒ - частота поступления тактовых импульсов с триггера 9.At clock times set by generator 8 through trigger 9, the current value of the random function under study from generator 2 is compared in circuit 4 with a uniformly distributed random number generated at each clock time by generator 7. A pulse appears at the output of circuit 4 if the current value of the random code of the input signal is not less than the random number. The sequence of binary signals “1” and “0” thus generated at the output of circuit 4 is supplied through gate 5 and switch 12 to the k-bit shift register 14. The information in the shift register for each clock pulse is shifted one bit to the right. The information stored in the shift register is fundamental for obtaining the correlation function of the random process under study. The outputs of the shift register are connected to the inputs of the coincidence circuits 15, which are alternately polled by signals from the decoder 19 with a frequency of ƒ/N, where ƒ is the frequency of receipt of clock pulses from the trigger 9.

Устройство опроса работает следующим образом.The polling device works as follows.

На вход делителя частоты 10 поступают импульсы с частотой ƒ от триггера 9, связанного с генератором 8 тактовых импульсов. На выходе делителя появляются импульсы с частотой ƒ/N и поступают на вход счетчика 11 на n разрядов. Число разрядов n выбирается так, что 2n = к. Выходы счетчиков соединены со входами дешифратора. На выходах дешифратора появляются разрешающие потенциалы, с помощью которых производится последовательный опрос схем совпадения 15. Выходы схем совпадения соединены со входами собирательной схемы 16, выход которой соединен со входом выходного счетчика 18 через схему совпадения 17. Счетчик 18 регистрирует текущие значения корреляционной функции. Выход счетчик 18 является выходом всей схемы.The input of the frequency divider 10 receives pulses with a frequency ƒ from a trigger 9 connected to a clock pulse generator 8. Pulses with a frequency of ƒ/N appear at the output of the divider and are sent to the input of counter 11 with n digits. The number of bits n is chosen so that 2 n = k. The outputs of the counters are connected to the inputs of the decoder. Resolution potentials appear at the outputs of the decoder, with the help of which sequential interrogation of coincidence circuits 15 is carried out. The outputs of the coincidence circuits are connected to the inputs of the collecting circuit 16, the output of which is connected to the input of the output counter 18 through the coincidence circuit 17. The counter 18 registers the current values of the correlation function. The output counter 18 is the output of the entire circuit.

При определении взаимной корреляционной функции текущие значения исследуемых случайных функций с генераторов 1 и 2 поступают на входы схем сравнения 3 и 4, где сравниваются со значениями равномерно распределенных случайных чисел, вырабатываемыми генератором 7 равномерно распределенных случайных чисел.When determining the cross-correlation function, the current values of the random functions under study from generators 1 and 2 are supplied to the inputs of comparison circuits 3 and 4, where they are compared with the values of uniformly distributed random numbers generated by generator 7 of uniformly distributed random numbers.

На выходе каждой из схем сравнения появляется импульс в том случае, если текущее значение соответствующей случайной функции не меньше, чем значение случайного сигнала. Каждый из вентилей 5 и 6 открывается для прохождения импульса с выхода соответствующей схемы сравнения через один такт, то есть в момент подачи разрешающих потенциалов с выходов триггера 9 управления. Такой метод опроса схем сравнения равнозначен использованию двух генераторов равномерно распределенных случайных чисел, так как каждое последующее случайное число не зависит от предыдущего.A pulse appears at the output of each comparison circuit if the current value of the corresponding random function is not less than the value of the random signal. Each of the valves 5 and 6 opens for the passage of a pulse from the output of the corresponding comparison circuit after one clock cycle, that is, at the moment the enabling potentials are supplied from the outputs of the control trigger 9. This method of interrogating comparison circuits is equivalent to using two uniformly distributed random number generators, since each subsequent random number does not depend on the previous one.

Режим вычисления автокорреляционной функции следующий: переключатель 13 в положении АК, переключатель 12 в положении б.The mode for calculating the autocorrelation function is as follows: switch 13 in position AK, switch 12 in position b.

Вырабатываемая на выходе схемы 3 последовательность двойных символов «1» и «0» поступает в к-разрядный регистр сдвига 14, выполняющий функцию динамического запоминающего устройства. Информация в регистре сдвига по каждому сигналу с выхода триггера управления 9 сдвигается вправо на один разряд. Выходы регистра сдвига соединены с первыми входами схем совпадения 75, на вторые входы которых поочередно подаются сигналы опроса с дешифратора 19 с частотой ƒ/N.The sequence of double symbols “1” and “0” generated at the output of circuit 3 enters the k-bit shift register 14, which performs the function of a dynamic memory device. The information in the shift register for each signal from the output of control trigger 9 is shifted to the right by one bit. The outputs of the shift register are connected to the first inputs of the coincidence circuits 75, the second inputs of which are alternately supplied with polling signals from the decoder 19 with a frequency of ƒ/N.

Далее работа схемы протекает так, как описано выше.Further operation of the circuit proceeds as described above.

При вычислении взаимной корреляционной функции переключатель 13 ставится в положение ВК, а переключатель 12 - в положение а. На схеме совпадения 17 попарно перемножаются поступающие на ее входы сигналы с выхода вентиля 6 и сигналы с выхода схемы 16, то есть выходные сигналы вентиля 5, задержанные в регистре сдвига 14.When calculating the cross-correlation function, switch 13 is set to position VC, and switch 12 to position a . In the coincidence circuit 17, the signals arriving at its inputs from the output of gate 6 and the signals from the output of circuit 16 are multiplied in pairs, that is, the output signals of gate 5 delayed in the shift register 14.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого вероятностного вычислителя координаты состоит в уменьшении его аппаратного объема при сохранении точностных характеристик и возможности обработки входного сигнала в реальном масштабе времени.The technical and economic efficiency of the proposed probabilistic coordinate calculator consists in reducing its hardware volume while maintaining the accuracy characteristics and the ability to process the input signal in real time.

Claims (1)

Знаковый цифровой коррелятор, характеризующийся тем, что в состав схемы входят два генератора исследуемых сигналов, две схемы кодов, два вентиля, два переключателя, два счетчика, генератор равномерно распределенных случайных чисел, сдвигающий регистр, триггер управления, делитель частоты, дешифратор, генератор тактовых импульсов, схемы совпадения, собирательную схему и дополнительную схему совпадения, в начале работы схемы в генераторы исследуемых сигналов записываются значения исследуемых сигналов, выходы которых нагружены на соответствующие входы схем сравнения кодов, выходы которых нагружены на входы соответствующие вентилей, на вторые управляющие входы которых нагружен выход управляющего триггера, выходы вентилей нагружены на входы первого переключателя, одновременно выход второго вентиля нагружен также на первый вход второго переключателя, выход первого переключателя нагружен на вход сдвигающего регистра, параллельные выходы которого нагружены на первые входы схемы совпадения, на вторые входы которой нагружены выходы дешифратора, на управляющие входы которого нагружены выходы первого счетчика, информационный вход которого нагружен на выход делителя частоты, вход которого также нагружен на выход триггера управления, последовательный выход сдвигающего регистра нагружен на второй вход второго переключателя, выход которого нагружен на первый вход дополнительной схемы совпадения, на второй вход которой нагружен выход с собирательной схемы, на входы которой нагружены выходы схемы совпадения, выход со второго счетчика является выходом всей схемы.A signed digital correlator, characterized by the fact that the circuit includes two generators of the signals under study, two code circuits, two gates, two switches, two counters, a uniformly distributed random number generator, a shift register, a control trigger, a frequency divider, a decoder, and a clock pulse generator , coincidence circuits, a collective circuit and an additional coincidence circuit, at the beginning of the operation of the circuit, the values of the signals under study are written to the generators of the signals under study, the outputs of which are loaded onto the corresponding inputs of the code comparison circuits, the outputs of which are loaded onto the inputs of the corresponding gates, the second control inputs of which are loaded from the control output trigger, the gate outputs are loaded onto the inputs of the first switch, at the same time the output of the second gate is also loaded onto the first input of the second switch, the output of the first switch is loaded onto the input of the shift register, the parallel outputs of which are loaded onto the first inputs of the matching circuit, the second inputs of which are loaded onto the decoder outputs, onto the control inputs of which are loaded, the outputs of the first counter, the information input of which is loaded on the output of the frequency divider, the input of which is also loaded on the output of the control trigger, the serial output of the shift register is loaded on the second input of the second switch, the output of which is loaded on the first input of the additional coincidence circuit, on the second input which is loaded with the output from the collecting circuit, the inputs of which are loaded with the outputs of the coincidence circuit, the output from the second counter is the output of the entire circuit.
RU2023101399A 2023-01-23 Digital sign correlator RU2808390C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2808390C1 true RU2808390C1 (en) 2023-11-28

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU433486A1 (en) * 1972-04-12 1974-06-25 метрологии Д. И. Меапелеева MULTICHANNEL INFRARED FREQUENCY DIGITAL CORRELATOR
SU1045233A1 (en) * 1982-03-22 1983-09-30 Куйбышевский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им.В.В.Куйбышева Digital correlator
SU1062717A1 (en) * 1980-09-19 1983-12-23 Таганрогский радиотехнический институт им.В.Д.Калмыкова Correlator
RU2007753C1 (en) * 1991-02-19 1994-02-15 Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет им.В.И.Ульянова/Ленина/ Correlation measuring system
RU2177637C2 (en) * 1999-01-18 2001-12-27 Самарский государственный технический университет Multichannel sign correlator

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU433486A1 (en) * 1972-04-12 1974-06-25 метрологии Д. И. Меапелеева MULTICHANNEL INFRARED FREQUENCY DIGITAL CORRELATOR
SU1062717A1 (en) * 1980-09-19 1983-12-23 Таганрогский радиотехнический институт им.В.Д.Калмыкова Correlator
SU1045233A1 (en) * 1982-03-22 1983-09-30 Куйбышевский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им.В.В.Куйбышева Digital correlator
RU2007753C1 (en) * 1991-02-19 1994-02-15 Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет им.В.И.Ульянова/Ленина/ Correlation measuring system
RU2177637C2 (en) * 1999-01-18 2001-12-27 Самарский государственный технический университет Multichannel sign correlator

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Khusanova Analysis of discrete convolution in the matlab program
RU2808390C1 (en) Digital sign correlator
US3423683A (en) Binary random number generator using switching tree and wide-band noise source
US3866223A (en) Multiplicative signal processor for target detection systems with sequential doppler search
SU310254A1 (en) SIGN DIGITAL CORRELATOR "^ = -." ^ "- ~ ^
SU478318A1 (en) Computational Diagnostic Device
RU2771593C1 (en) Probabilistic apparatus for calculating the average total power
RU2761500C1 (en) Probability apparatus for calculating the expected value
SU1015393A1 (en) Random process analyzer
EP4318023A1 (en) A method and a device for determining a distance to a target
RU2195686C2 (en) Device measuring small time intervals
RU187997U1 (en) PROBABILITY OF FINDING AN ANALYTICAL PROBABILITY FOR A GROUP OF JOINT EVENTS IN A DIRECTED GRAPH
SU386398A1 (en) DEVICE FOR MEASUREMENT OF CORRELATION
SU439805A1 (en) Square root extractor
SU732890A1 (en) Multichannel statistical analyser
SU432509A1 (en) PROBABLE SPECTRIC CORRELATOR
SU1229776A1 (en) Digital relay correlator
SU404102A1 (en) DEVICE FOR MODELING MECHANICAL
RU2012053C1 (en) Device for analysis of networks
SU1352394A1 (en) Dynamic object diagnosis device
SU1287037A1 (en) Digital phasemeter
SU1327121A1 (en) Probability correlator
SU1642479A1 (en) Device of determination of random-process characteristics
SU402890A1 (en) DEVICE FOR CALCULATING ENTROPY OF RANDOM
SU1124326A1 (en) Digital spectrum analyser in orthogonal base