SU1149277A1 - Цифровой автокоррел тор - Google Patents

Abstract

ЦИФРОВОЙ АВТОКОРРЕЛЯТОР, содержащий первую группу из М блоков умножени , выходы которых соединены соответственно с входами М сумматоров первой группы, два аналого-цифровых преобразовател , выход первого из которых соединен с информационным входом первого блока пам ти из М  чеек , вход синхронизации первого аналого-цифрового преобразовател  и вход управлени  записью первого блока па м ти объединены и подключены к выходу генератора импульсов, о т л и -. чающийс  тем, что, с целью расширени  его функциональных возможностей путем определени  огибающей коррел ционной функции сигналов, стабильных по частоте, в него введены блок задержки импульсов, второй блок пам ти, втора  группа из М блоков умножени , втора  группа из М сумматоров, входы которых подключены к выходам соответствующих блоков умножени  второй группы, первые входы которых объединены с первыми входами блоков умножени  первой группы и подключены к выходу первой  чейки первого блока пам ти, второй вход i-ro (,M) блока умножени  первой группы подключен к выходу i-й  чейки первого блока пам ти, второй вход i-ro блока умножени  второй группы подключен к выходу i-и  чейки второго блока пам ти, информационный вход которого подключен к выходу второго аналого-цифрового преобразовател , (Л вход управлени  записью второго блока пам ти объединен, с входом синхронизации второго аналого-цифрового преобразовател  и подключен к выходу блока задержки импульсов, информационный вход которого подключен к выходу генератора импульсов, управл ющий вход блока задержки объединен с ин;4а формационными входами аналого-цифро вых преобразователей и  вл етс  инND формационным входом автокоррел тора, ч1 выходы сумматоров первой и второй 4j групп  вл ютс  выходами автокоррел тора .

Description

Изобретение относитс  к измерению нестабильности частоты и предназначе но дл  вычислени  огибающей коррел ционной функции сигналов, стабильных по частоте, имеющих среднеквадратическую относительную случайную вариацию частоты менее 1 10 , Известен цифровой коррел тор, предназначенный дл  вычислени  огибающей коррел ционной функции узкополосных сигналов, содержащий блоки умножени , фильтры низких частот, временные квантователи, ограничители линии задержки, генератор опорных напр жений, накапливак ций сумматор . Недостатком коррел тора  вл етс  отсутствие возможности вычислить оги бающую коррел ционной функции сигналов , стабильных по частоте, поскольку принцип действи  этого коррел тора предполагает, что несуща  частота узкополосного сигнала с абсолютной погрешностью значительно меньшей ширины спектра исследуемого сигнала. Дл  сигналов, стабильных по частоте, это условие не выполн етс . Наиболее близким к предлагаемому устройству  вл етс  коррел тор парал лельного действи , содержащий входной блок пам ти на М  чеек, М блоков умножени  и сумматоров, два аналогоцифровых преобразовател , генератор импульсов. Первым входом устройства  вл етс  первый вход первого аналого-цифрового преобразовател  (АЦП),, выход которого параллельно подключен X первым входам блоков умножени . К вторым входам блоков умножени  подключены выходы соответствук цих  чеек входного блока пам ти. Второй вхо устройства последовательно подключен к первому входу второго А1Щ, первому входу входного блока пам ти, второй вход которого объединен с вторыми входами АЦП и подключен к выходу генератора импульсов. Выходы блоков ум ножени  подключены через соответству кндие сумматоры к соответствукщим выходам устройства 2j . Недостатком известного коррел тора  вл етс  то, что он не позвол ет вычислить огибающую коррел ционной функции сигналов, стабильных по частете . Цель изобретени  - расширение фун кциональных возможностей коррел тора 11 7I путем определени  огибающей коррел ционной функции сигналов, стабильных по частоте. Поставленна  цель -достигаетс  тем, что в цифровой автокоррел тор, содержащий первую группу из М блоков умножени , выходы которых соединены соответственно с входами М сумматоров первой группы, два АЦП, выход первого из которых соединен с информационным входом первого блока пам ти из М  чеек, вход синхронизации первого АЦП и вход управлени  записью первого блока пам ти объединены и подключены к выходу генератора импульсов, введены блок задержки импульсов, второй блок пам ти, втора  группа из М блоков умножени , втора  группа из М сумматоров, входы которых подключены к выходам соответс -в хэщих блоков умножени  второй группы, первые входы которых объединены с первыьш входами блоков умножени  первой группы и подключены к выходу первой  чейки первого блока пам ти, второй вход i-ro (,M) блока умножени  первой группы подключен к выходу i-й  чейки первого блока пам ти, второй вход i-ro блока умножени  второй группы - к выходу i-й  чейки второго блока пам ти, информационный вход которого подключен Гч выходу второго АЦП, вход управлени  записью второго блока пам ти объединен с входом синхронизации второго АЦП и подключен к выходу блока задержки импульсов, информационный вход которого подключен к выходу генератора импульсов, управл ющий вход блока задержки объединен с информационными входами АЦП и  вл етс  информационным входом автокоррел тора, выходы сумматоров первой и второй групп  вл ютс  выходами автокоррел тора. На чертеже изображена структурна  схема предлагаемого автокоррел тора. Вход устройства параллельно подключен к информационным входам АЦП 1 и 2, а также к управл гацему входу блокад 3 задержки импульсов. Выход генератора 4 импульсов подключен к объединенньш входам синхронизации АЦП 1 и управлени  записью блока 5 пам ти, а также к блоку 3 задержки импульсов. Информационный вход второго блока б пам ти подключен к выходу АЦП 2. Вход синхроннаащш АЦП 2 и вход управлени  записью второго блока 6 пам ти объединены и подключены к выходу блока 3 задержки импульсов . Выход пер&ой  чейки первого блок 5 пам ти параллельно подключен к первым входам блоков 7 умножени  первой группы и блоков 8 умножени  второй группы, выходы которых соответственно через сумматоры 9 первой группы и сумматоры 10 второй группы подключены к соответствукшщм выходам устройства. Цифровой автокоррел тор работает следующим образом. АЦП 1 осуществл ет дискретизацию во времени входного сигнала по синхроимпульсам генератора 4 импульсов, по которым, кроме того, осуществл ет с  прием дискретизированного сигнала в первую  чейку первого блока 5 пам ти . С приходом первого синхроимпульса происходит прием первого дискретизированного сигнала в первую  чейку первого блока 5 пам ти, и начинают работать первый блок 7 умноже ни  первой группы и сумматор 9 первой группы, в которых происходит возведе ние в квадрат поступивших сигналов и накопление их суммы. Цикл работы при этом повтор етс  с приходом каждого последующего синхроимпульса. В перво су№ аторе 9 первой группы накапливаетс  сумма Z х2.,(1) , 1 где х - i-e значение входного сигна ла;. N - объем выборки входного сигнала . При этом в первом сумматоре 9 пер вой группы накапливаетс  сумма, соот ветствующа  первой точке коррел цион ной функции, во втором сумматоре 9 первой группы - сумма,соответствующа  второй точке коррел ционной функ ции, аналогично в остальных сумматорах 9 первой группы накапливаютс  суммы, соответствующие точкам коррел ционной функции, причем величина дискретных задержек IJ равна периоду следовани  синхроимпульсов. В этом случае перва  точка коррел ционной функции соответствует текущей задерж ке О с, втора  точка - задержке С се кунд треть  точка - задержке 2 секунд , К-  точка - задержке (К-1) секунд. 1 774 Блок 3 задержки импульсов обеспечивает задержку синхроимпульсов, поступдющих с генератора 4 импульсов на интервал времени, равньй четверти периода исследуемого сигнала. При этом АЦП 2 осуществл ет дискретизацию по времени входного сигнала по синхроимпульсам, получаемым на выходе блока 3 задержки импульсов, по кбторым , кроме того, осуществл етс  прием дискретизированного сигнала в первую  чейку второго блока 6 пам ти и сдвиг содержимого  чеек второго блока 6 пам ти. Работа блоков 8 умножени  второй группы и сумматоров 10 второй групгш аналогична работе блоков 7 умножени  первой группы н сумматоров 9 первой группы, причем в первом сумматоре 10 второй группы накапливаетс  сумма, соответствунща  точке коррел ционной функции, дл  которой текуща  задержка равна (О+Т/4) секунд, где Т период исследуемого сигнала, во вто- ром дополнительном сумматоре сумма соответствует текущей задержке С + +Т/4) секунд, в третьем - задержке (2J +Т/4) секунд, в К-м - задержке (К-1) )секунд. При зтом мож- но показать, что значение К-й ординаты огибающей коррел ционной функции сигнала, стабильного по частоте равно У, л|у1, У,«, , (2) где У) - значение К-й ординаты огибакхцей коррел ционной функции исследуемого сигнала; y,q - результат измерени , накопленный в К-м сумматоре 9i УКЮ результат измерени , накопленный в К-м сумматоре 10. Техническа  реализаци  устройства: может &1ть осуществлена с использованием элементов цифровой вычислительной техники. Разр дность АЦП 1 и 2 определ етс  заданной точностью оценки коррел ционной функции и быстродействием устройства. Блоки 5 и 6 пам ти представл ют собой набор регистров сдвига, число которых в аждом из блоков пам ти равно числу азр дов АЦП, а разр дность - числу ординат огибающей коррел ционной ункции М. Произведен сравнительный анализ редложенного устройства с известным стройством типа Х6-4, позвол ющий

вычисл ть 100 точек коррел ционной функции исследуемого сигнала, стабильного по частоте, с частотой например 250 кГц. При этом шаг задержки времени не может быть более 1,23-10 с, а обща  прот женность коррел ционной функ1щи, соответственно , - более 1,25-10 с.

Дл  анализа сигналов, стабильных по частоте, требуетс  вычисление огибающей коррел ционной функций большей прот женности. Известными средствами эта задача не решаетс .

Предлагаемое устройство в тех же услови х, что и известное, позвол е

увеличить шаг задержки времени до 1 с и более , т.-е. в 10 раз. Это дает возможность вычисл ть огибающую коррел ционной функции общей прот женностью более 100 с.

Применение предлагаемого устройства наиболее эффективно при исследовании причин возникновени  шумов высокостабильных источников гармонических колебаний и поэтому устройство может найти применение в метрологии и высокоточных измерительных системах.

Claims (1)

1. ЦИФРОВОЙ АВТОКОРРЕЛЯТОР, содержащий первую группу из М блоков умножения, выходы которых соединены соответственно с входами М сумматоров первой группы, два аналого-цифровых преобразователя, выход первого из которых соединен с информационным входом первого блока памяти из М ячеек, вход синхронизации первого аналого-цифрового преобразователя и вход управления записью первого блока памяти объединены и подключены к выходу генератора импульсов, о т л и -. чающийся тем, что, с целью расширения его функциональных возможностей путем определения огибающей корреляционной функции сигналов, стабильных по частоте, в него введены блок задержки импульсов, второй блок памяти, вторая группа из М блоков умножения, вторая группа из М сумматоров, входы которых подключены к выходам соответствующих блоков умножения второй группы, первые входы которых объединены с первыми входами блоков умножения первой группы и подключены к выходу первой ячейки первого блока памяти, второй вход i-го (i=1,M) блока умножения первой группы подключен к выходу i-й ячейки первого блока памяти, второй вход i-ro блока умножения второй группы подключен к выходу i-й ячейки второго блока памяти, информационный вход которого подключен к выходу второго аналого-цифрового преобразователя, вход управления записью второго блока памяти объединен, с входом синхронизации второго аналого-цифрового преобразователя и подключен к выходу блока задержки импульсов, информационный вход которого подключен к выходу генератора импульсов, управляющий вход блока задержки объединен с информационными входами аналого-цифровых преобразователей и является информационным входом автокоррелятора, выходы сумматоров первой и второй групп являются выходами автокоррелятора.

   SU11149277 >