SU1229776A1 - Цифровой релейный коррел тор - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к специализированным средствам вычислительной техники и может быть использовано дл  построени  релейных коррел торов , определ ющих оценку взаимной коррел ционной функции двух сигналов. Цель изобретени  - расширение динамического диапазона релейного коррел тора при незначительном усложнении устройства - достигаетс  за счет введени  в известное устройство двух групп элементов И, группы элементов ИЛИ и трех групп триггеров с соответствующими функциональными св з ми . 1 ил. tsD Ю СО VI а

Description

Изобретение относитс  к специгши- зированным средствам вычислительной техники и может быть использовано дл построени  релейных коррел торов., определ ющих оценку взаимной коррел - ционной функции двух сигналов.

Цель изобретени  - расширение динамического диапазона релейного коррел тора при незначительном усложнеНИИ устройства,

На чертеже изображена структурна  схема релейного коррел тора.

Коррел тор содержит ь су шаторов п регистров 2, регистр 3 сдвига, первую 4, вторую 5 и третью 6 групшл триггеров,- первую 7 и вторую 8 группы элементов И, группу элементов ИЛИ вход 10 первого раз14 да первого информационного входа коррел тора, вход 1 второго разр да первого ин- формационного входа коррел тора, вход 2 первого разр да второго информационного входа коррел тора, вход 13 второго разр да второго информационного входа коррел тора.

В цифровом релейном коррел торе определ етс  оценка релейной взаимно коррел ционной функции двух сигналов X и у.

R,/) (t+i) sign y(t) , где М - знак математического ожидани  ;

sign у а(- ) ,

Г 1, при а 1, b о sign у- I О, при а О

-1, при а b 1.

Сигналы а и ь поступают на входы первого и второго разр дов первого информационного входа коррел тора. Сигнал а определ ет интервалы времени анализа сигнала y(t), а сигнал Ь можно сформировать, например, пропуска  y(t) через компаратор.

Так как арифметические операции в коррел торе выполн ютс  над последовательными кодами, то двоичные коды второго исследуемого сигнала х подаютс  на входы первого и второго разр дов второго информационного входа коррел тора последовательно. Дл  преобразовател  сигнала x(t) в такие коды можно, например, использовать аналого-цифровой преобразователь,, информаци  с выходов которого записьта- етс  в регистры сдвига, выходы кото- рых подключены к входам первого и второго разр дов второго информа1 он- ного входа коррел тора. Старшие раз-

S 0 5

0

5

0

5

5

р ды двоичных кодов сигнала х определ ют его знак, а разр дность двоичных кодов - динамический диапазон коррел тора, на входы 12 и 13 коррел тора , поступают соответственно - разр дные последовательные двоичные коды положительных и отрицательных значений входного сигнала х (Ср,,,.. ,С к -х (dp . . , ,do),i начина  с шaдшиx разр дов С и d , причем -X + 1 .

Коррел тор работает следующим образом.

На первый и второй тактовые входы коррел тора поступают тактовые импульсы ТИ1 и ТИ2, частоты следовани 

которьгх соответственно равны f, и f1

.f f э где Р- разр дность регистра 2). Число р определ ет динамический диапазон коррел тора. Частота f  вл етс  частотой дискретизации входных сигналов по оси времени . Значени  сигналов х. и у, соответствуют моментам времени t M(i-l)+k-lJ/f, , где i 1,N, N - количество усреднений, М - число определ емых ординат оценки взаимной релейной коррел ционной функции, которое равно числу сумматоров 1. Каждое значение х. поступает в коррел тор за Р тактов. Значени  а. и Ь первого сигнала у поступают на счетные входы триггеров 4 и 5 соответственно с частотой f . Если в регистре 3 единица находитс  в k-м разр де и нули в остальных разр дах, то на входы установки k-x триггеров 4 и 5 поступает высокий разрешающий потенциал и отрицательный фронт импульса ТИ1 записывает в эти триггеры числа 4 и ь. и сдвигает единицу

IК

в (к +1) -и разр д регистра 3. При этом содержимое остальных триггеров не измен етс . После прохождени  t-n импульсов ТИ в триггеры 4 и 5 с номерами 1 , 2,... ,t-ri записываютс  соответственно числа «  . h. . В триггерах 4 и 5 формируютс 

1 PTt i h

сдвинутые во времени коды сигнала у. Девшфратор, собранный на элементах И 7, 8 и ИЛИ 9, реализует логическую функцию

a CAaAbvdAaAb В нем производитс  перемножение входных сигналов. ЗаР тактов работы коррехштора через этот дешифратор П)Ьход т последовательно двоичные числа:

),

1 , Ь О b 1

О, при а О

|Чи I J Ч.1- . г 5

X sign у

На первый и второй информационны входы сумматоров 1 с частотой f поступают соответственно значени  разр дов чисел S (Sp,... jS ) с выходом регистров 2 и G (§„. «3 с выходов элементов ИЛИ 9. При этом сумма младших разр дов S S + «3 и результат переноса П1 отрицательным фронтом первого импульса ТИ2 записываютс  соответственно в регистр и триггер 6. В следующий такт суммировани  определ етс  сумма S S + + П и перенос П,. Отрицательны фронт второго импульса ТИ2 сдвигает информацию в регистре 2 на один разр д вправо и записывает значение П, в триггер 6. За Р тактов в регистре сформируетс  сумма S S + G

р-1 о 1

В исходном состо нии регистры 2 и триггеры 4-6 устанавливаютс  в нулевое положение, и единица записываетс  в первый разр д регистра 3. В первый цикл вычислени  длительностью t 1/f, на выходе первого элемента ИЛИ 9 за Р тактов сформируетс  произведение

G, Х; sign у(

и во втором регистре 2 сформируетс  сумма Sg GO. В течение второго цикла вычислени  во втором регистре 2 сформируетс  сумма S, x.sign V ,

а в третьем регистре 2 - сумма S- 5„ + у,,.

За М-й цикл вычислени  во 2,3,,. М-м регистрах 2 сформируютс  соответственно суммы

x.sisn у.,- 3„., S.+ .

,,

1 - x.sign у.

(M-lJ

а на вход первого регистра 2 с вы- ода М-го сумматора I поступает последовательно , начина  с младших разр дов, код суммы

м

S, {Sp,..., x.sign у,

в последующие циклы вычислени  на выходе 7 М-го сумматора I сформируют с  суммы

В„, Их,,,., sign у .

ки

(кЛ1

20

25

30

5

5

где г 0,(М-1).

Через MN циклов на выходе коррел тора сформируетс  М сумм

N с 5- с

г , г, lil

Чтобы исключить переполнение, разр дность регистров 2 должна быть не меньше разр дности сумм S, .

Дп  получени  ординат оценки релейной взаимной коррел ционной функции достаточно значение S, умножить на коэффициент пропорциональности

,)- A..S,

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Цифровой релейный коррел тор, содержащий группу из п сумматоров, группу из п регистров и регистр сдвига , тактовый вход которого  вл етс  первым тактовым входом коррел тора, тактовые входы всех регистров группы объединены и  вл ютс  вторым такто- вьгм входом коррел тора, первый информационный вход К-го сумматора группы (к 1,2,...,п) соединен с выходом К-го регистра группы, причем выход п-го сумматора группы  вл етс  выходом коррел тора, отличающийс  тем, что, с целью расширени  динамического диапазона, в него введены перва  и втора  группы элементов И, группа элементов ИЛИ,- перва , втора  и треть  группы триггеров , причем тактовые входы триггеров первой и второй групп объединены и  вл ютс  первым тактовым входом коррел тора, выходы регистра сдвига соединены с установочными входами триггеров первой и второй групп, а выход мпадшего разр да ре- гис тра сдвига соединен с входом его же старшего разр да, информационные входы триггеров первой и второй групп  вл ютс  входами первого и второго разр дов первого информационного входа коррел тора . соответственно, первые информационные входы элементов И первой и второй групп  вл ютс  входами первого и второго разр дов второго информационного входа коррел тора соответственно, вторые информационные входы элементов И первой и второй групп соединены с выходами соответствующих триггеров первой группы, инверсные выходы триггеров второй группы соединены с третьими

   информационными входами элементов И первой грунны, а пр мые выходы соединены с третьими информационными входами элементов И второй группы, выходы элементов И первой и второй групп соединены.с нервыми и вторыми информационными входами элементов ИЛ группы соответственно, выходы которых соединены с вторыми информацион- ными входами соответствующих сумматоров группы, иьгход neiKMroc.-i и переноса каждого сумматорл группы соединен с входом и выходом соотг е-|- ствующего триггера третьей группы соответственно, тактовые входы геров третьей группы объединены и  вл ютс  вторым тактовым входом коррел тора , а выход п-го сумматора группы подключен к входу первого регистра группы.