SU1444812A1 - Устройство дл определени взаимной коррел ционной функции - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к вычислительной технике и может быть исполь- зовано в устройствах пассивной радиолокации .Целью изобретени   вл етс  повышение быстродействи .

На фиг. приведена структурна  схема устройства; на фиг. 2 - структурна  схема коррел тора; на фиг.З - структурна  схема экстремального анализатора ; на фиг. 4 - график работы устройства.

Устройство (фиг.. ) содержит генератор 1 тактовых импульсов, дели- тели 2, 3, частоты, аналого-цифровые преобразователи 4, 5, коррел тор 6, триггер 7, элемент И 8,. делитель 9 частоты, элемент И 10, элемент 11 задержки, элементы И 12, 13, экстремальный анализатор 14,элемент 15 сравнени , элемент И 16, регистры 17, 18, сумматор 19, регистр 20, блок 21, пам ти, триггер 22, регистр 23, элемент И 24, эле- мент ИЛИ 25.

Коррел тор б (фиг. 2) содержит блоки 26, 27 пам ти, счетчики 28- 30, элемент И 31, элемент ИЛИ 32, формирователи 33, 34, элемент И 35, элемент ИЛИ 36, делитель 37, перемножитель 38, накопитель 39, делитель 40, элемент 41 задержки, эле- 4eнт И 42, элементы ИЛИ 43-45, триггер 46, элемент И 47, элемент ИЛИ 48 триггер 49, элемент ИЛИ 50, выход 51 .

Экстремальный анализатор 14 (фиг. 3) содержит регистры 52, 53, элемент 54 сравнени ,

Принцип работы устройства осно- вьшаетс  на следующих положени х.

Вследствие посто нного доппле- ровского сдвига спектра сигнала последний или сжимаетс , или раст ги- ваетс  по временной оси. С этой целью , т.е. дл  обратного раст гивани  или сжати  полученного сигнала, измен етс  частота дискретизации одного из сигналов, т.е. делаетс  пере менной с помощью управл емого делител  частоты.

Процесс вычислени  взаимной коррел ционной функции заканчиваетс  вычислением максимальной величины. На фиг. 4 показано вычисление значений коррел ционной функции при трех различных значени х коэффициента де

К,,

К, К. Осуществив парабо

5 0 5

О 5

0

5 0

5

лическую интерпол цию, можно более точно определить максимум коррел ционной функции. В предлагаемом уст- ройстве и осуществл етс  выделение трех значений взаимной коррел ционной функции в трех смежных точках, т.е. определ етс  максимальное значение , одно значение слева и одно значение справа и по этим точкам вычисл етс  более точное максимальное значение коррел ционной функции, т.е. более точно находитс  допплеровский сдвиг.

Устройство дл  определени  взаимной коррел ционной функции работает следующим образом.

В исходном состо нии делитель 9, регистры 17, 18, 20, 23 обнулены. Триггер 22 находитс  в нулевом состо нии . На вход запуска поступает импульс запуска. Триггер 7 переключаетс  в единичное состо ние. Нулевой код с выхода делител  9 через от- - крытый элемент И 10 и элемент ИЛИ 25 поступает на вход задани  коэффициента делени  делител  3.. Тактовые импульсы с генератора I тактовых импульсов , разделенные делител ми 2 и 3, поступают на запуск аналого-цифровых преобразователей 4, 5, благодар  чему входные сигналы псщвергаютс  дискретизации с одинаковой частотой.На выходе коррел тора 6 выдаетс  взаимна  коррел ционна  функци . Выход кор- релл тора 6 при этом отключен от выхода устройства, так как элемент И 13 закрыт. Поэтому значени  всех ординат коррелограммы поступают только в экстремальный анализатор 14, который выдает на своем выходе код максимального значени  ординаты взаимной коррел ционной функции данной реализации. Элемент сравнени  15 производит сравнение кодов, выдаваемых с анализатора 14 и регистра 17. Если вновь поступивший от экстремального анализатора код превьппает код, хран щийс  в регистре 17, то на выходе элемента сравнени  15 вьщаетс  единичный потенциал, что разрешает прохождение импульса через элемент И 16. В результате в регистр 20 записываетс  код, до этого хранившийс  в регистре 17, в регистр 17 запи- сьгеаетс  код с выхода экстремального анализатора 14, а в регистр 18 за- письшаетс  код с выхода делител  9.

314

.Триггер 22 уст навливаетс  в единичное состо ние, что разрешает работу элемента И 24. Если в следующем цикле код, вьщаваемый в анализатор 14, меньше кода, хран щегос  в регистре 17, то состо ние регистров 17, 20 и 18 не измен етс , а в регистр 23 записываетс  код с анализатора 14 и триггер 22 устанавливаетс  в нуле- вое состо ние. Импульс с выхода окончани  вычислени  ординаты коррел -, тора 6 несет информацию о конце вычислени  очередной ординаты коррел ционной функции. Этот импульс изме- н ет состо ние делител  9. Изменение состо ни  делител  9 приводит к изменению коэффициента делени  делител  3, т.е. начинаетс  новый цикл вычислений взаимной коррел ционной функции. При по влении импульса на выходе делител  9 триггер 7 устанавливаетс  в нулевое состо ние. Это приводит к открьшанию элементов И 12 и 13. В процессе вычислени  произош- ло выделение кода максимальной реализации взаимной коррел ционной функции , амплитуда которой хранитс  в регистре 17, а состо ние делител  - в регистре 18. В регистре 20 записан при этом код амплитуды коррел ционной функции в точке, ближайшей к точке максимума, наход щейс  слева от йак- симума, а в регистре 23 хранитс  код амплитуды коррел ционной функции в точке, ближайшей к точке максимума, наход щейс  справа от максимума. В регистре 18 находитс  код делител  9 соответствутощий взаимной коррел ционной функции в точке К. Использу  трехточечную параболическую интерпол цию , поправку к коэффициенту деле- ни  в точке 1 можно найти по выражению

н 1 wen - W(3) .,. 2 W(3)-2W(2)+W(O:

котора  совместно со значением точки Kj дает положение максимального зна- чени . Эта поправка вычисл етс  в блоке 21 пам ти, в  чейки пам ти которого заложено вычисление выражени  (1), пересчитанное в поправку к коэффициенту делени  делител  3, т.е. в  чейке пам ти этого блока предварительно записан результат вычислени  выражени  (1), пересчитанньш в поправку к коэффициенту делени  делител  3, Поступ1гашие коды с регистров ;17, 20 и 23 определ ют  чейку пам ти , в которой предварительно записан результат. Этот результат считываетс  с блока 21, суммируетс  в сумматоре 19. со значением кода, хран щимс  в регистре 18, и поступает через открытый элемент И 12 и элемент ИЛИ 25 на вход делител  3, Делитель 3 начинает вьщавать импульсы, максимально учитывающие допплеровскую частоту . В результате этого на выходе устройства, .т.е. на выходе элемента И 13, выдаетс  взаимна  коррелл цион- на  фуйкци  процесса, максимально учитывающа  нал1тчие допплеровского сдвига.

Коррел тор 6 работает следующим образом.

Так как импульсы квантовани  на входы запуска АЦП поступают в разное врем  за счет, разного коэ({)фициента делени  делителей 2 и 3, то реализовать вычисление взаимной.коррел ционной функции непосредственно затруднительно , поэтому поступающие на первый и второй информационные входы коррел тора 6 коды записываютс  в блоки пам ти 26 и 27 по импульсам квантовани , поступающим на соответствующие входы записи информации коррел тора. Вначале триггер 49 находитс  в единичном состо нии, а триггер 46 - в нулевом. При полном заполнении блоков пам ти,т.е. по заднему фронту импульса, с выхода последнего разр да счетчика 28 срабатывает формирователь 33 и вырабатывает импульс, который устанавливаетс  триггер 49 в нулевое состо ние, триггер 46 - в единичное , обнул ет счетчик 29 и устанавливает единичный код в с 1етчик 30. Начинаетс  вычисление первой ординат взаимной коррел ционной функции. Дл  этого импульсы с выхода делител  40 проход т через элемент И 47, элементы ИЛИ 32 и 43 на счетные входы счетчиков 28 и 29. Блоки пам ти работают только на.считьшание. Считанные результаты пе емнож&ютс  в пе-ремножи-: теле 38 и накапливаютс  в накопителе 39. Заканчиваетс  цикл вычислени  ординаты коррел ционной функции по заднему фронту с выхода предпоследнего разр да счетчика 28. По этому фронту срабатьшает формирователь 34, с выхода которого импульс поступает

на выход окончани  вычисленной ординаты коррел тора 6,а также устанавливает счетчик 28 в нулевое состо ние , переписьгоает состо ние счетчика 30 в счетчик 29 и с задержкой, определ емой элементом 41, прибавл - -ет к содержимому счетчика 30 единицу. Кроме того, этот импульс поступает на вход делител  37. Начинаетс  цикл вычислени  следуищей ординаты взаимной коррел ционной функции. В дальнейшем процесс работы коррел тора аналогичен. По окончании вычислений всех ординат взаимной коррел ционной функции на выходе делител  37 выра- батьтаетс  импульс окончани  вычислений коррел тора, по которому триггер 49 устанавливаетс  в единичное состо ние , а триггер 46 - в нулевое состо ние.

Claims (2)

1. Устройство дл  определени  взаимной коррел ционной функции, содер .

448126

выход первого элемента И  вл етс  выходом устройства, выход второго элемента И соединен с первым входом элемента ИЛИ, первый вход третьего элемента И соединен с пр мым выходом первого триггера, вход установки в 1 которого соединен с входом запуска генератора тактовых импуль10 сов и  вл етс  входом запуска устройства , отличающее.с   тем, что, с целью повышени  быстродейст- ви аВ него введены с четвертого по шестой элементы И, третий и четвертый

15 регистры, элемент задержки, блок пам ти , сумматор и второй триггер, пр мой выход которого соединен с первым входом.четвертого элемента И, второй вход которого соединен с выходом

20 окончани  вьгчислений коррел тора, с вторым входом третьего элемента И, с входом элемента задержки и с первым входом п того элемента И, второй вход которого соединен с вьрсодом эле

жащее два аналого-цифровых преобразо- 25 мента сравнени , а выход соединен с вател , коррел тор, генератор тактовых импульсов, три делител  частоты элемент ИЛИ, экстремальный анализатор , первый триггер, элемент сравнени , три элемента И, два регистра, 30 причем информационные входы первого и второго аналого-цифровых преобразователей  вл ютс  соответствующими информационными входами устройства.

тактовыми входами первого, второго и третьего регистров и с входом уста новки в 1 второго триггера, вход установки в О которого соединен с выходом четвертого элемента И и с та товым входом четвертого регистра, ин формационный вход которого соединен с информационным входом первого регистра и с выходом экстремального

выход- и вход запуска первого аналого- зв анализатора, разр дные адресные вхоцифрового преобразовател  соединены соответственно с первым ннформацион- ным входом кбррел тора и с выходом первого делител  частоты вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, и с информационным входом второго делител  частоты, вход задани  коэффицд1ента делени  которого соединен с выходом элемента ИЛИ, а выход соединен с входом за пуска второго аналого-цифрового преобразовател , выход которого соединен с вторым информационным входом коррел тора, информационньй выход которого соединен с информационным вхо дом экстремального анализатора, выход которого соединен с первым входо элемента сравнени , выход первого регистра соединен с вторым входом эле

мента сравнени , инверсный выход пер,- 55 входом установки в вого триггера соединен с первыми входами первого и второго элементов И, второй вход первого элемента И соединен с информадионньм выходом коррел тора.

триггера, тактовый вход ра соединен с выходом г товых импульсов, входы записи информации по пе

мента сравнени , а выход соединен с

тактовыми входами первого, второго и третьего регистров и с входом установки в 1 второго триггера, вход установки в О которого соединен с выходом четвертого элемента И и с тактовым входом четвертого регистра, информационный вход которого соединен с информационным входом первого регистра и с выходом экстремального

-с

ды первой, второй и третьей групп блока пам ти соединены соответственно с разр дными выходами первого , третьего и четвертого ре- тистров, выход первого регистра соединен с информационным входом третьего регистра, выход блока пам ти соединен с первым входом сумматора, второй вход которого соединен с выходом второго регистра, а выход соединен с вторым входом- второго элемента И, второй вход элемента ИЛИ соединен с выходом четвертого элемента И, первый вход которого соединен

пр мым выходом первого триггера, а второй вход соединен с первым выходом третьего делител  частоты, вход установки в О которого соединен с входом разрешени  работы коррел тора

первого

входом установки в

триггера, тактовый вход коррел тора соединен с выходом генератора тактовых импульсов, входы тактировани  записи информации по первому и второму входам коррел тора соединены соответственно с выходами первого и второго делителей частоты, выход окончани  вычислений ординаты кор- рел тора соединен с входом разрешени  записи экстремального анализатора , вход уставки в О которого через элемент задержки соединен с выходом окончани  вычислений коррел то pa, выход первого элемента И соедине с информационным входом третьего делител  частоты, первый и второй выходы которого соединены соответственно с информационньм входом второго р гистра и входом установки в О первого триггера.

2. Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что коррел тор содержит два блока пам ти, четыре элемента И, семь элементов ИЛИ, три счетчика, элемент задержки, два формировател , два делител , перемножитель , два триггера, накопитель, при- чем выход накопител   вл етс  информационным вьгходом коррел тора, вход накопител  соединен с выходом иере- множител , первый вход которого соединен с выходом первого блока пам - ти, информационный вход которого  вл етс  первый информационным входом коррел тора, такт ирующий вход записи информации первого блока пам ти соединен с выходом первого элемента И и первым входом первого элемента .ИЛИ, выход которого соединен со счетным входом.первого счетчика, разр дные выходы которого соединены с со- ответствующими разр дными адресными входами первого блока пам ти, последний разр дный выход первого счетчика соединен через первый формирователь с первым входом второго элемента ИЛИ, с первым входом третьего элемента ИЛИ, с входом установки в 1 первого триггера , с входом установки в О второго триггера, пр мой выход первого триггера соединен с первым входом второго элемента И, второй вход ко- торого соединен с выходом первого делител , вход которого  вл етс  тактовым входом коррел тора, информационный вход второго блока пам ти  вл етс  вторым информационным входом коррел тора, выход второго блока пам ти соединен с вторым входом перемножител , а разр дные адресные входы - с соответствующими раэр дны

O 5

0 5 0 Q .

5

5

ми выходами второго счетчика, счетный вход которого соединен с выходом четвертого элемента КПИ, первый вход которого соединен с выходом третьего элемента И, первый вход которого  вл етс  входом тактировани  записи информации по второму входу коррел тора , первый вход первого элемента И  вл етс  входом тактировани  записи информации по первому входу коррел тора , второй вход первого элемента И соединен с вторым входом третьего элемента И и с пр мым выходом второго триггера, инверсный выход которого соединен с первым входом четвертого элемента И, второй вход которого соединен с выходом второго формировател , вход которого соединен с предпоследним разр диьм выходом первого счетчика, вход установки в О которого соединен с выходом п того элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с информационным входом второго делител , с входом элемента задержки, с входом разрешени  записи второго счетчика, с выходом четвертого элемента И, выход которого  вл етс  выходом окончани  вычислений ординаты коррел тора , выход второго делител  соединен с первыми входами шестого и седьмого элементов ИЛИ и  вл етс  выходом окончани  вычислений коррел тора, вход установки в О второго делител  соединен с вторыми входами второго , п того, шестого и седьмого элементов ИЛИ, входом установки в О третьего счетчика и  вл етс  входом разрешени  работы коррел тора, каждый разр дный выход третьего счетчика соединен с соответствующим разр дным входом второго счетчика, счетный вход третьего счетчика соединен с выходом третьего элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом элемента задержки, вход установки в О второго счетчика соединен с выходом второго элемента ИЛИ, выход шестого элемента ИЛИ соединен с входом установки в О первого триггера, а выход второго элемента И соединен с вторыми входами первого и четвертого элементов ИЛИ.

. Устройство по п. 1, о т л и - щ е е с   тем, что экстремальный анализатор содержит два регистра , элемент сравнени , причем

информационный вход первого регистра  вл етс  информационным входом экстремального анализатора, вход разрешени  записи первого регистра  вл ет- , с  входом разрешени  записи экстре- мального анализатора, выход первого регистра соединен с информационным входом второго регистра и с первым

входом элемента сравнени , выход которого соединен с входом разрешени  записи второго регистра, выход которого соединен с вторым входом элемента сравнени  и  вл етс  выходом экстремального анализатора, вход установки в О второго регистра  вл етс  входом установки в / О экс10 тремального анализатора.

Фиг.2

Фи.}

KI KZ /Tj .