SU1280394A1 - Многоканальное устройство дл вычислени модульной функции - Google Patents

Abstract

Устройство относитс  к вычислительной технике и предназначено дл  статистического анализа случайных I процессов. Цель изобретени  - повышение помехоустойчивости. В дснове работы устройства лежит развертка периода эталонного сигнала, который сравниваетс  в каждом канале устройства с входнЕ 1м шумоподобным сигналом , фаза которого неизвестна. В каждом цикле происходит запоминание минимального значени  модульной функции , сформированного в одном из каналов , после чего происходит изменение периода сигнала на некоторую величину. После выполнени  всех циклов анализа на выходных шинах устройства вьщаетс  код,номера цикла, в котором модульна  функци  принимает минимальное значение, что соответствует периоду входного сигнала, выделенному на фоне помех. Устройство i содержит аналого-цифровой преобразователь , синхронизатор, генератор Л эталонного сигнала, два счетчика, делитель, регистр п-каналов, в каждом канале - регистр, элемент ИСКЛЮЧАЩЕЕ ИЛИ, элемент ИЛИ, счетчик, триггер, элемент И. 2 ил. 1C 00 о со

Description

Изобретение относитс  к вычислительной технике, предназначено дл  статического анализа случайных процессов путем вычислени  взаимомодульной функции и может быть использовано в качестве приемника шумоподобных сигналов с модулированным периодом в услови х воздействи  сосредоточенных периодических помех.

Цель изобретени  - повьппение помехоустойчивости .

Сущность изобретени  заключаетс  в том, что за счет дополнительного введени  генератора эталонного сигна ла в устройстве вычисл етс  двумерна  взаимомодул рна  функци  G между входным шумоподобным сигналом и эталонным, период которого прини- мает L различных значений (,2,..

...,L; ,2,...,n - временной сдвиг, n - число символов шумоподобного сигнала ). На выходе вычислител  взаимомодул рной функции соотношение сигнал/шум пропорционально входному соотношению сигнал/шум и объему выборки , что позвол ет существенно повысить помехоустойчивость приема шумоподобных сигналов с модулированным периодом.

В основу алгоритма работы устрой- ства положена развертка периода эталонного сигнала, который сравниваетс  в каждом канале устройства с вход .

рые запускают аналого-цифровой прео разователь I, тактирующий сдвиги в генераторе 4 эталонного сигнала и в регистрах 2. На первом выходе с син ронизатора 3 вырабатываетс  последо вательность высокочастотных импульсов , тактирующих работу элементов 30 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 9. При запуске аналого-цифрового преобразовател  1 на его выходе формируетс  временной ин тервал, длительность которого пропо циональна значений входного напр же

ным щумоподобным сигналом, фаза кото-35 ни . За счет этого в каждом такте

40

рого неизвестна. В процессе работы устройства в каждом цикле коррел ционной свертки эталонного сигнала заданного периода с входным сигналом происходит запоминание минимального значени  модульной функции, сформированного в одном из каналов. После этого происходит изменение периода эталонного сигнала на некоторую величину . После выполнени  всех циклов анализа на выходных шинах устройства выдаетс  код номера цикла, в котором модульна  функци  принимает минимальное значение, что соответствует периоду входного сигнала, выделенному на фоне помех.

На чертеже представлена структурна  схема устройства.

Устройство содержит аналого-цифровой преобразователь 1, регистры 2, 55 синхронизатор 3, генератор 4 эталонного сигнала, первый счетчик 5, делитель 6, второй счетчик 7, регистр ,8, элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 9, элеменизмерени  на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 9 J-ro канала формирует с  пачка импульсов, количество которых пропорционально абсолютной ра ности значений входного сигнала х- и j-ro сдвига эталонного сигнала y.j . Импульсы с выхода элемента ИС КЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 9 калсдого канала чере элемент ИЛИ 10 своего канала поступ 45 ют на тактовый вход счетчика 11 . Та КИМ образом, после N тактов в каждом J-M счетчике 11 будет накоплен код значени  модульной функции

..1

В начале (N+1)-го такта измерени k-ro цикла на четвертом выходе синх ронизатора 3 вырабатываетс  последо вательность высокочастотньпс импульсов , поступающих на тактовые входы счетчика 5, делител  6 и через элементы ИЛИ 10 на тактовые входы счет чиков 11. В момент переполнени  сче

50

to

20

ты ИЛИ 10, счетчик 11, триггер 12, элемент И 13.

Устройство работает следующим образом .

Вычисление точек двумерной взаимо:; - модульной функции и определение ее минимального значени  осуществл етс  на прот жении L циклов, каждьй из которых состоит из (N+)-го тактов. В начале каждого цикла измерени  на третьем выходе синхронизатора 3 формируетс  короткий импульс, по фронту нарастани  которого осуществл етс  сброс счетчиков 11 и триггеров 12 всех каналов, а также счетчика 5 и делител  6 в нулевое состо ние.

По фронту спада импульса происходит увеличение на единицу кода, хран щегос  в счетчике 7 . Одновременно с этим на втором выходе синхронизатора 3 формируютс  короткие импульсы ,

следующие с частотой f, кото

рые запускают аналого-цифровой преобразователь I, тактирующий сдвиги в генераторе 4 эталонного сигнала и в регистрах 2. На первом выходе с синхронизатора 3 вырабатываетс  последовательность высокочастотных импульсов , тактирующих работу элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 9. При запуске аналого-цифрового преобразовател  1 на его выходе формируетс  временной интервал , длительность которого пропорциональна значений входного напр жени . За счет этого в каждом такте

0

5

измерени  на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 9 J-ro канала формируетс  пачка импульсов, количество которых пропорционально абсолютной разности значений входного сигнала х- и j-ro сдвига эталонного сигнала y.j . Импульсы с выхода элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 9 калсдого канала через элемент ИЛИ 10 своего канала поступа- 5 ют на тактовый вход счетчика 11 . Та- КИМ образом, после N тактов в каждом J-M счетчике 11 будет накоплен код значени  модульной функции

..1

В начале (N+1)-го такта измерени  k-ro цикла на четвертом выходе синхронизатора 3 вырабатываетс  последовательность высокочастотньпс импульсов , поступающих на тактовые входы счетчика 5, делител  6 и через элементы ИЛИ 10 на тактовые входы счетчиков 11. В момент переполнени  счет0

чика 11 каждого канала на его выходе формируетс  импульс, перебрасы- ваюпдай триггер 12 своего канала в единичное состо ние. После перехода триггеров 12 всех каналов в единич- ное состо ние на выходе элемента И 13 также по вл етс  состо ние Г, по фронту нарастани  которого прекращаетс  формирование импульсов на четвертом выходе синхронизатора 3, а также происходит изменение частоты следовани  импульсов дискретизации с второго выхода синхронизатора 3. Так как из всех триггеров 12 последним в единичное состо ние перейдет триггер 12 j-ro канала, в котором модульна  функци  в k-м цикле имеет локальный минимум 0, „ , то коли чество импульсов, сформированных на четвертом выходе синхронизатора 3 и записанных в счетчике 5, равно значению обратного кода P-G „,„ , где Р - коэффициент пересчета счетчика 11. После окончани  (k-l ).-го цикла коэффициент D., пересчета делител  6 равен значению максимального из обратных кодов, определенных на интервале (k-l)-го циклов. Если значение Р-О, k-ro цикла превьша- ет значение коэффициента пересчета D., , то на выходе делител  6 формируетс  импульс, разрешающий перепись кода из счетчика 5 в делитель 6. При этом происходит изменение коэффициента пересчета делител  6, который ста новитс  равным значению кода, записанному в счетчике 5. Одновременно в регистр 8 переписываетс  код номера цикла, в котором модульной функции минимально из всех полу- ченных в предыдущих циклах.

В дальнейшем работа происходит аналогичным образом.

При этом в конце последнего L-ro цикла в регистре 8 будет формирован- код номера цикла, в котором взаимомодульна  функци  имеет глобальный минимум.

Claims (3)

1. Изобретение относитс  к вычислительной технике, предназначено дл  статического анализа случайных процессов путем вычислени  взаимомодульной функции и может быть использовано в качестве приемника шумоподобных сигналов с модулированным периодом в услови х воздействи  сосредоточенных периодических помех. Цель изобретени  - повьппение помехоустойчивости . Сущность изобретени  заключаетс  в том, что за счет дополнительного введени  генератора эталонного сигна ла в устройстве вычисл етс  двумерна  взаимомодул рна  функци  G между входным шумоподобным сигналом и эталонным, период которого прини мает L различных значений (,2,.. ...,L; ,2,...,n - временной сдвиг n - число символов шумоподобного сиг нала). На выходе вычислител  взаимомодул рной функции соотношение сигнал/шум пропорционально входному соотношению сигнал/шум и объему выборки , что позвол ет существенно повысить помехоустойчивость приема шумоподобных сигналов с модулированным периодом. В основу алгоритма работы устройства положена развертка периода эталонного сигнала, который сравниваетс  в каждом канале устройства с вход ным щумоподобным сигналом, фаза кото рого неизвестна. В процессе работы устройства в каждом цикле коррел ционной свертки эталонного сигнала заданного периода с входным сигналом происходит запоминание минимального значени  модульной функции, сформированного в одном из каналов. После этого происходит изменение периода эталонного сигнала на некоторую величину . После выполнени  всех циклов анализа на выходных шинах устройства выдаетс  код номера цикла, в котором модульна  функци  принимает минималь ное значение, что соответствует периоду входного сигнала, выделенному на фоне помех. На чертеже представлена структурна  схема устройства. Устройство содержит аналого-цифро вой преобразователь 1, регистры 2, синхронизатор 3, генератор 4 эталон ного сигнала, первый счетчик 5, дели тель 6, второй счетчик 7, регистр ,8 элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 9, элементы ИЛИ 10, счетчик 11, триггер 12, элемент И 13. Устройство работает следующим образом . Вычисление точек двумерной взаимо:; модульной функции и определение ее минимального значени  осуществл етс  на прот жении L циклов, каждьй из которых состоит из (N+)-го тактов. В начале каждого цикла измерени  на третьем выходе синхронизатора 3 формируетс  короткий импульс, по фронту нарастани  которого осуществл етс  сброс счетчиков 11 и триггеров 12 всех каналов, а также счетчика 5 и делител  6 в нулевое состо ние. По фронту спада импульса происходит увеличение на единицу кода, хран щегос  в счетчике 7 . Одновременно с этим на втором выходе синхронизатора 3 формируютс  короткие импульследующие с частотой f, которые запускают аналого-цифровой преобразователь I, тактирующий сдвиги в генераторе 4 эталонного сигнала и в регистрах
2. 2. На первом выходе с синхронизатора 3 вырабатываетс  последовательность высокочастотных импульсов , тактирующих работу элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 9. При запуске аналого-цифрового преобразовател  1 на его выходе формируетс  временной интервал , длительность которого пропорциональна значений входного напр жени . За счет этого в каждом такте измерени  на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 9 J-ro канала формируетс  пачка импульсов, количество которых пропорционально абсолютной разности значений входного сигнала хи j-ro сдвига эталонного сигнала y.j . Импульсы с выхода элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 9 калсдого канала через элемент ИЛИ 10 своего канала поступают на тактовый вход счетчика 11 . ТаКИМ образом, после N тактов в каждом J-M счетчике 11 будет накоплен код значени  модульной функции ..1 В начале (N+1)-го такта измерени  k-ro цикла на четвертом выходе синхронизатора 3 вырабатываетс  последовательность высокочастотньпс импульсов , поступающих на тактовые входы счетчика 5, делител  6 и через элементы ИЛИ 10 на тактовые входы счетчиков 11. В момент переполнени  счетчика 11 каждого канала на его выходе формируетс  импульс, перебрасываюпдай триггер 12 своего канала в единичное состо ние. После перехода триггеров 12 всех каналов в единичное состо ние на выходе элемента И 13 также по вл етс  состо ние Г по фронту нарастани  которого прекра щаетс  формирование импульсов на че вертом выходе синхронизатора 3, а также происходит изменение частоты следовани  импульсов дискретизации с второго выхода синхронизатора
3. 3. Так как из всех триггеров 12 последним в единичное состо ние перейдет триггер 12 j-ro канала, в котором модульна  функци  в k-м цикле имеет локальный минимум 0, „ , то коли чество импульсов, сформированных на четвертом выходе синхронизатора 3 и записанных в счетчике 5, равно значению обратного кода P-G „,„ , где Р - коэффициент пересчета счетчика 11. После окончани  (k-l ).-го цикла коэффициент D., пересчета делител  6 равен значению максимального из обратных кодов, определенных на интервале (k-l)-го циклов. Если значение Р-О, k-ro цикла превьшает значение коэффициента пересчета D., , то на выходе делител  6 формируетс  импульс, разрешающий перепись кода из счетчика 5 в делитель 6. При этом происходит изменение коэффициен та пересчета делител  6, который ста новитс  равным значению кода, записанному в счетчике 5. Одновременно в регистр 8 переписываетс  код номера цикла, в котором модульной функции минимально из всех полученных в предыдущих циклах. В дальнейшем работа происходит аналогичным образом. При этом в конце последнего L-ro цикла в регистре 8 будет формированкод номера цикла, в котором взаимомодульна  функци  имеет глобальный минимум. Формула изобретени  Многоканальное устройство дл  вычислени  модульной функции, содержа щее аналого-цифровой преобразователь синхронизатор и п каналов (п - число отсчетов модульной функции, натураль ное число), каждый из которых содержит регистр, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, счетчик и триггер, причем информационный вход аналого-цифрового преобразовател   вл етс  входом устройства , выход аналого-цифрового преобразовател  соединен с первыми входами элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ каждого канала, вторые входы которых соединены с выходами регистров соответствующих каналов, а третьи входы соединены с первым выходом синхронизатора, второй выход которого соединен с тактовыми входами регистров каждого канала и аналого-цифрового преобразовател , информационный вход регистра каждого канала, кроме первого, соединен с выходом регистра предшествующего канала, выход счетчика каждого канала соединен с выходом установки 6 1 триггера соответствующего канала, вход установки в О триггеров и входы сброса счетчиков каждого канала соединены с третьим выходом синхронизатора , отличающеес  тем, что, с целью повьшгени  помехоустойчивости , в устройство введены генератор эталонного сигнала, первый и второй счетчики, делитель,регистр и элемент И, а в каждый канал устройства дополнительно введен элемент ИЛИ, тактовый вход генератора эталонного сигнала соединен с вторыми выходами синхронизатора, а выход соединен с информационным входом регистра первого канала, первый вход элемента ИЛИ каждого канала соединен с выходом элемента ИСКЛЮЧА-ОЩЕЕ ИЛИ своего канала , вторые входы элементов ИЛИ всех каналов соединены с тактовыми входами первого счетчика, делител  и подключены к четвертому выходу синхронизатора , выход элемента ИЛИ каждого канала соединен со счетным входом счетчика своего канала, вход элемента И соединен с входом запуска синхронизатора , третий выход которого соединен со счетным входом второго счетчика и входами сброса делител  и первого счетчика, выход которого соединен с входом задани  коэффициента пересчета делител , выход которого соединен со своим входом разрешени  записи и входом разрешени  записи регистра, информационный вход которого соединен с выходом второго счетчика , а выход -  вл етс  выходом устройства .