SU832562A1 - Multichannel relay frequency-modulated pulse signal correlator - Google Patents
Multichannel relay frequency-modulated pulse signal correlator Download PDFInfo
- Publication number
- SU832562A1 SU832562A1 SU792801470A SU2801470A SU832562A1 SU 832562 A1 SU832562 A1 SU 832562A1 SU 792801470 A SU792801470 A SU 792801470A SU 2801470 A SU2801470 A SU 2801470A SU 832562 A1 SU832562 A1 SU 832562A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- inputs
- input
- output
- correlator
- frequency
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measuring Frequencies, Analyzing Spectra (AREA)
Description
Изобретение относится к измерительной и вычислительной технике и может быть использовано для определения релейных взаимно- и автокорре- ς ляционных функций случайных процес·* сов, представленных частотно-модулированными сигналами.The invention relates to measuring and computing technology and can be used to determine the relay mutual and autocorrelation functions of random processes · * ow represented by frequency-modulated signals.
Известно устройство для вычисления релейных корреляционных функций случайных процессов, представленных частотно-модулированными сигналами, содержащее счетчик малой емкости,., генератор импульсов, сдвиговый реги- , стр, реверсивные счетчики [1]. Это устройство не позволяет получить первую точку корреляционной функции, так как информация о знание и величине частотного сигнала поступает на вход первого реверсивного счетчика со сдвигом на шаг задержки.A device is known for calculating the relay correlation functions of random processes represented by frequency-modulated signals, containing a low-capacity counter,., Pulse generator, shift reg-, page, reverse counters [1]. This device does not allow you to get the first point of the correlation function, since information about the knowledge and magnitude of the frequency signal is fed to the input of the first reversible counter with a shift by a delay step.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является коррелятор , имеющий счетчики с входными логическими элементами И, генера- *5 тор импульсов, регистр сдвига, интегрирующие' счетчики [2].The closest in technical essence to the proposed one is the correlator, which has counters with input logic elements AND, a pulse generator * 5, a shift register, integrating 'counters [2].
В этом корреляторе оценка релейной корреляционной функции вычисляется по числу импульсов частотно-моду- 30 лированного сигналана временном интервале величина которого равна интервалу дискретности аргумента функции корреляции, по знаку числа импульсов на равновеликом с первым временным интервалом.Эта оценка оказывается смещенной. Смещение можно представить как сумму двух составляющих. Первая определяется эффектом фильтрации и зависит от соотношения величин интервалов счета и интервала корреляции случайного процесса. Вторая составляющая определяется эффектом квантования при счете импульсов и зависит от соотношения величин интервалов счета и минимального периода частотно-модулированного сигнала. При фиксированных параметрах частотного модулятора и случайного процесса на его входе, уменьшение величины интервалов счета приводит к уменьшению первой составляющей смещения и к увеличению второй. Это обстоятельство ограничивает быстродействие коррелятора, поскольку повышения его быстродействия можно достичь уменьшением величины интервалов счета, поэтому препятствует росту второй составляющей смещения. Кроме того, известные релейные корреляторы приспособлены к обработке лишь однополярных частотномодулированных сигналов.In this correlator, the estimate of the relay correlation function is calculated by the number of pulses of the frequency-modulated signal on a time interval whose value is equal to the discrete interval of the argument of the correlation function, by the sign of the number of pulses on an equal value with the first time interval. This estimate turns out to be biased. The offset can be represented as the sum of two components. The first is determined by the filtering effect and depends on the ratio of the values of the counting intervals and the correlation interval of the random process. The second component is determined by the quantization effect during pulse counting and depends on the ratio of the values of the counting intervals and the minimum period of the frequency-modulated signal. With fixed parameters of the frequency modulator and the random process at its input, a decrease in the value of the counting intervals leads to a decrease in the first component of the bias and to an increase in the second. This circumstance limits the correlator’s speed, since it’s possible to increase its speed by decreasing the value of counting intervals, therefore, it prevents the growth of the second component of the bias. In addition, the known relay correlators are adapted to process only unipolar frequency-modulated signals.
Цель изобретения - повышение быстродействия релейного коррелятора, вычисляющего релейные корреляционные функции случайных процессов по двухполярным частотно-модулированным сигналам.The purpose of the invention is to increase the speed of the relay correlator, which calculates the relay correlation functions of random processes from bipolar frequency-modulated signals.
Поставленная цель достигается тем, что в многоканальный релейный коррелятор частотно-модулированных импульсных сигналов, содержащий два блока задержки, первый и второй элементы И, первые входы которых являются первым входом коррелятора, а выходы соединены соответственно с первым и вторым входами реверсивного счетчика, выход которого соединен со входом триггера, выход которого подключен ко входу регистра сдвига, выходы каждой ячейки которого соединены соответственно с первыми входами первого и второго, третьего и четвертого ключей каждого канала, выходы первого и третьего ключей в каждом канале соединены соответственно с первым и вторым входами первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом накапливающего реверсивного счетчика своего канала, второй вход которого подключен к выходу второго элемента ИЛИ, входы которого соединены соответственно с выходами второго и четвертого ключей своего канала, .вторые входы первого и четвертого ключей каждого канала соединены с выходом первого блока задержки, выход второго блока задержки подключен ко вторым входам второго и тре тьего ключей всех каналов, входы первого и второго блоков задержки соединены соответственно с первым и вторым выходами переключателя, первый и второй входы которого являются вторым входом коррелятора, третий и четвертый входы переключателя объединены с первыми входами первого и второго элементов И соответственно и являются первым входом коррелятора, установочные входы реверсивного счетчика, триггера и управляющие входы регистра сдвига соединены с выходом генератора импульсов, введен ждущий мультивибратор, вход которого подключен ή выходу генератора импульсов, а выход соединен со вторыми входами первого и второго элементов И.This goal is achieved by the fact that in the multi-channel relay correlator of frequency-modulated pulse signals containing two delay units, the first and second elements And, the first inputs of which are the first input of the correlator, and the outputs are connected respectively to the first and second inputs of the reversible counter, the output of which is connected with the trigger input, the output of which is connected to the input of the shift register, the outputs of each cell of which are connected respectively to the first inputs of the first and second, third and fourth keys of each of the channel, the outputs of the first and third keys in each channel are connected respectively to the first and second inputs of the first OR element, the output of which is connected to the first input of the accumulating reverse counter of its channel, the second input of which is connected to the output of the second OR element, the inputs of which are connected respectively with the outputs the second and fourth keys of its channel, the second inputs of the first and fourth keys of each channel are connected to the output of the first delay unit, the output of the second delay unit is connected to the second inputs of the third and third keys of all channels, the inputs of the first and second delay units are connected respectively to the first and second outputs of the switch, the first and second inputs of which are the second input of the correlator, the third and fourth inputs of the switch are combined with the first inputs of the first and second elements And, respectively, are the first input of the correlator, the installation inputs of the reversible counter, trigger and the control inputs of the shift register are connected to the output of the pulse generator, a waiting multivibrator is introduced, the input of which connected ή to the output of the pulse generator, and the output is connected to the second inputs of the first and second elements I.
I *I *
Повышение быстродействия в устройстве достигнуто благодаря использованию неодинаковых интервалов счета импульсов для определения знака и для получения второго сомножителя, а также благодаря использованию двухполярных частотно-модулированных сиг· н алов.Improving the speed of the device is achieved through the use of unequal intervals of pulse counting to determine the sign and to obtain a second factor, as well as through the use of bipolar frequency-modulated signals.
На фиг. 1 изображена блок-схема релейного коррелятора; на фиг. 2 оценка экспоненциальной функции ав токорреляции, вычисленная при одинаковых интервалах счета и результаты моделирования; на фиг. 3 - то же, при неодинаковых интервалах счета и результаты моделирования.In FIG. 1 shows a block diagram of a relay correlator; in FIG. 2 estimation of the exponential autocorrelation function calculated for the same counting intervals and simulation results; in FIG. 3 - the same, with unequal counting intervals and simulation results.
Релейный коррелятор содержит реверсивный счетчик 1 с триггером 2 знака и входными логическими элементами И 3, ячейки 4 регистра сдвига·, логические элементы И 5, логические элементы И 6, интегрирующие реверсивные счетчики 7, двухлинейные блоки 842 задержки, генератор 9 импульсов, ’ждущий мультивибратор 10, переключатель_ 11.Relay correlator comprises a reversible counter 1 with the trigger 2 digits and the input of the AND gate 3, cell 4, the shift register +, AND gates 5, AND gates 6, integrating reversible counters 7, two line units 8 42 delays the pulse generator 9 'Standby multivibrator 10, switch_11.
На входы реверсивного счетчика 1 через логические элементы И 3 подает'ся двухполярный частотно-модулированный сигнал. Реверсивный счетчик 1 производит счет импульсов на интервале, величина которого определяется длительностью импульса ждущего мультивибратора 10, а в триггере знака регистрируется знак полученного числа. Этот знак записывается в первую ячейку регистра 4 сдвига импульсом генератора 9, после чего этим же им+пульсом осуществляется сброс реверсивного счетчика 1 и триггера 2 знака. При вычислении автокорреляционной функции переключатель 11 устанавливается в верхнее положение и на вход блока 8 задержки, обе линии которого имеют одинаковое время задержки, подается этот же двухполярный час+ тотно-модулированный сигнал. При вычислении взаимнокорреляционной функции переключатель 11 устанавливается в нижнее положение и на вход блока 8 задержки подается второй двухполярный частотно-модулированный сигнал. Блок 8 задержки позволяет получить первую точку корреляционной функции, так как информация о знаке и величине частотного сигнала поступает на вход первого реверсивного счетчика 7 без сдвига. С помощью логических элементов И 5 и ИЛИ 6 осуществляется перемножение знака числа импульсов, накопленных реверсивным счетчиком 1, на число импульсов в течение интервала за-’ держки равного периоду последовательности импульсов с выхода генератора 9. При этом вычисление произведения' сводится к подключению выхода блока 8 задержки к шине сложения или вычитания реверсивных счетчиков 7 с помощью логических элементов И 5 и ИЛИ б в зависимости от знака, записанного в соответствующей ячейке 4 сдвигового регистра, на время, равное периоду импульсной последовательности генератора 9. Импульсы, соответствующие положительному произведению, подаются на шину сложения интегрирующих реверсивных счетчиков 7, а отрицательному произведению - на шину вычитания.The bipolar frequency-modulated signal is fed to the inputs of the reversible counter 1 through the AND 3 logic elements. The reversible counter 1 produces a pulse count on the interval, the value of which is determined by the pulse duration of the waiting multivibrator 10, and the sign of the received number is registered in the sign trigger. This sign is recorded in the first cell of the shift register 4 by the pulse of the generator 9, after which the same counter + pulse is used to reset the reverse counter 1 and trigger 2 signs. When calculating the autocorrelation function, the switch 11 is set to the upper position and the input of the delay unit 8, both lines of which have the same delay time, is supplied with the same bipolar hour + Totally modulated signal. When calculating the cross-correlation function, the switch 11 is set to the lower position and a second bipolar frequency-modulated signal is supplied to the input of the delay unit 8. Block 8 delay allows you to get the first point of the correlation function, since information about the sign and magnitude of the frequency signal is fed to the input of the first reversible counter 7 without a shift. Using the logical elements AND 5 and OR 6, the sign of the number of pulses accumulated by the reverse counter 1 is multiplied by the number of pulses during the interval of delay equal to the period of the pulse sequence from the output of generator 9. In this case, the calculation of the product reduces to connecting the output of block 8 delays to the bus of adding or subtracting the reverse counters 7 using the logical elements AND 5 and OR b, depending on the sign recorded in the corresponding cell 4 of the shift register, for a time equal to the period of the pulse ith sequence of generator 9. Pulses corresponding to a positive product are fed to the addition bus of integrating reversible counters 7, and to a negative product, to the subtraction bus.
Величина смещения оценки корреляционной функции, возникающая вследст·^ вне квантования, зависит от соотношения величин интервалов счета. Следует отметить, что характер зависимости смещения от интервала, задержки сохраняется и для процессов, имеющих отличное от нуля математическое ожидание, а также для процессов, имеющих закон распределения, отличный от нормального. Для уменьшения величины смещения знак определяется по числу импульсов на меньшем интервале, использование неодинаковых интервалов счета позволяет получить почти несмещенные вследствие эффекта квантования значения первой ординаты функции корреляции даже при очень глубоком квантовании. Первая причина повышения быстродействия - уменьшение величины одного из интервалов счета даже при сохранении величины второго интервала такой же, . как и в случае одинаковых интервалов счета приводит к повышению быстродействия; вторая - применение неодинаковых интервалов счета позволяет уменьшить длину наибольшего из них по срав-25 нению со случаем одинаковых интервалов счета.The magnitude of the bias in the estimation of the correlation function, which arises after · outside quantization, depends on the ratio of the values of the counting intervals. It should be noted that the nature of the dependence of the offset on the interval, delay, is preserved for processes that have a non-zero mathematical expectation, as well as for processes that have a distribution law that is different from normal. To reduce the bias value, the sign is determined by the number of pulses in a shorter interval, the use of unequal counting intervals makes it possible to obtain values of the first ordinate of the correlation function that are almost unbiased due to the quantization effect, even with very deep quantization. The first reason for increasing the speed is a decrease in the value of one of the counting intervals, even if the value of the second interval is kept the same,. as in the case of the same intervals of the account leads to increased performance; the second - the use of unequal counting intervals allows to reduce the length of the largest of them in comparison with the case of the same counting intervals.
Применение ждущего мультивибратора, включенного между выходом генератора импульсов и вторыми входами логических элементов И реверсивного счетчика, стало возможным благодаря выявленной зависимости величины смещения вследствие эффекта квантования при счете импульсов от соотношения между величинами интервалов счета.The use of a standby multivibrator connected between the output of the pulse generator and the second inputs of the logic elements AND a reversible counter was made possible due to the revealed dependence of the bias value due to the quantization effect during pulse counting on the ratio between the values of the counting intervals.
Использование двухполярных частотно-модулированных сигналов позволяет достичь большего быстродействия по сравнению со случаем использования однополярных частотно-модулированных сигналов. Это объясняется тем, что при одинаковых минимальных периодах указанных частотно-модулированных сигналов для получения одинакового смещения вследствие квантования для однополярных сигналов требуется выбирать более длинные интервалы счета, что приводит к увеличению смещения вследствие эффекта фильтрации.The use of bipolar frequency-modulated signals allows to achieve greater speed compared to the case of using unipolar frequency-modulated signals. This is explained by the fact that for identical minimum periods of the indicated frequency-modulated signals, in order to obtain the same bias due to quantization, it is required to select longer counting intervals for unipolar signals, which leads to an increase in bias due to the filtering effect.
На фиг. 2 и фиг. 3 сплошной линией представлены расчетные значения оценки экспоненциальной функции автокорреляции (кривые d ) при единичной дисперсии. При этом минимальный период частотно-модулированного сигнала, соответствующего трехсигнальному 33 значению входного сигнала, равен ton· Аргументом является показатель экспоненты. Фиг. 2 соответствует случаю вычисления оценки при одинаковых интервалах счета и отражает свойства известного коррелятора. Фиг. 3 соответствует случаю вычисления оценки при неодинаковых интервалах счета:In FIG. 2 and FIG. 3, the solid line shows the calculated values of the exponential autocorrelation function (curves d) for a unit variance. The minimum period of the frequency-modulated signal corresponding to the three-signal 33 value of the input signal is t on · The argument is the exponent. FIG. 2 corresponds to the case of calculating the score at the same counting intervals and reflects the properties of the known correlator. FIG. 3 corresponds to the case of calculating the estimate for unequal counting intervals:
1*гм tг ~ 3 ΐοπ гоп 1 * um t g ~ 3 ΐ ο π g op
Знак определяется по числу импульсов на. интервале t^*··The sign is determined by the number of pulses per. interval t ^ * ··
Указанные интервалы счета позволяют получить для обоих случаев примерно одинаковые смещения оценок вследствие эффекта фильтрации. Как видноиз графиков, смещение оценки первой точки функции корреляции вследствие эффекта квантования при счете импульсов ловThe indicated calculation intervals make it possible to obtain approximately the same bias in the estimates for both cases due to the filtering effect. As can be seen from the graphs, the bias in the estimation of the first point of the correlation function due to the quantization effect when counting fishing pulses
ДЛЯ та.FOR that.
для случая неодинаковых интервасчета значительно меньше, чем случая одинаковых интервалов счеДля получения равновеликого смещения оценки во втором.случае необ- ' ходимо в несколько раз увеличить интервалы счета, что приведет к снижению быстродействия по сравнению со случаем неодинаковых интервалов счета, поскольку при увеличении интервалов счета смещение вследствие эффекта фильтрации возрастет в несколько раз.for the case of unequal calculation intervals, it is much smaller than the case of the same intervals in order to obtain an equal bias in the second case. It is necessary to increase the calculation intervals several times, which will lead to a decrease in speed compared to the case of unequal calculation intervals, since with an increase in the calculation intervals due to the filtering effect will increase several times.
Точки на графиках представляют собой результаты моделирования указанных алгоритмов на ЦВМ. Оценки вычислялись по 2000 реализаций.The points on the graphs are the results of modeling these algorithms on a digital computer. Estimates were calculated from 2000 implementations.
Из графиков на фиг. 2 и фиг. 3 (кривые ) можно видеть, что оценка расположена ниже истинного значения функции корреляции. Степень отклонения учитывается коэффициентом пропорциональности, который зависит от закона распределения исследуемого сигнала и величины относительного шага квантования при счете импульсов для определения знака. При значительном числе уровней квантования влиянием эффекта квантования на этот коэффициент можно пренебречь, а при глубоком квантовании его можно рассчитать.From the graphs in FIG. 2 and FIG. 3 (curves), it can be seen that the estimate is located below the true value of the correlation function. The degree of deviation is taken into account by the proportionality coefficient, which depends on the distribution law of the signal under study and the magnitude of the relative quantization step when counting pulses to determine the sign. With a significant number of quantization levels, the influence of the quantization effect on this coefficient can be neglected, and with deep quantization it can be calculated.
Пунктиром на фиг. 2 и фиг. 3 оба·?40 значена оценка, экспоненциальной функции автокорреляции без учета смещения вследствие квантования по уровню.The dotted line in FIG. 2 and FIG. 3 both ·? 40 mean the evaluation of the exponential function of autocorrelation without taking into account the displacement due to level quantization.
Применение разработанного описанного коррелятора в аппаратуре для статистических исследований при летних испытаниях, а также в информационноизмерительных системах с частотноимпульсным представлением·информации позволит расширить частотный диапазон исследуеких сигналов и повысить точность измерений.The use of the developed correlator in the equipment for statistical studies during summer tests, as well as in information-measuring systems with a frequency-pulse representation of information, will allow us to expand the frequency range of the studied signals and improve the accuracy of measurements.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU792801470A SU832562A1 (en) | 1979-07-24 | 1979-07-24 | Multichannel relay frequency-modulated pulse signal correlator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU792801470A SU832562A1 (en) | 1979-07-24 | 1979-07-24 | Multichannel relay frequency-modulated pulse signal correlator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU832562A1 true SU832562A1 (en) | 1981-05-23 |
Family
ID=20842866
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU792801470A SU832562A1 (en) | 1979-07-24 | 1979-07-24 | Multichannel relay frequency-modulated pulse signal correlator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU832562A1 (en) |
-
1979
- 1979-07-24 SU SU792801470A patent/SU832562A1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
SU832562A1 (en) | Multichannel relay frequency-modulated pulse signal correlator | |
US3636336A (en) | Digital function generator for collision avoidance system | |
US4254470A (en) | Interpolating digital data processing apparatus for correlation-type flow measurement | |
SU832563A1 (en) | Multichannel correlator | |
RU2352072C1 (en) | Device for control of communication channel | |
SU466453A1 (en) | Correlation speed meter | |
SU960721A1 (en) | Device for measuring time intervals | |
SU1716537A1 (en) | Device for determining moments of random processes | |
SU525119A1 (en) | Correll tor | |
RU2019845C1 (en) | Statistical analyzer | |
SU1092520A1 (en) | Digital smoothing device | |
SU752237A1 (en) | Device for measuring the time of variation of a signal by several times | |
SU959103A1 (en) | Character correlator /its versions/ | |
SU972519A1 (en) | Spectrum determination device | |
RU2046251C1 (en) | Device for detecting site of pipe line damage | |
SU1129550A1 (en) | Device for measuring phase | |
SU959092A1 (en) | Multichannel statistic analyzer | |
SU428388A1 (en) | DEVICE FOR AVERAGING A RANDOM PROCESS 128 PT Bft ^ H ^ i Г-П; 'а- ^ tji-И,' v. ' '• • - • - | |
RU2101864C1 (en) | Process of measurement of phase jitter | |
SU590763A1 (en) | Multichannel sense correlator | |
SU932502A1 (en) | Computer of value of random process mathematic expectation | |
SU890251A1 (en) | Correlation speed meter | |
SU419901A1 (en) | STATISTICAL ANALYZER | |
SU959091A1 (en) | Digital correlator for detecting echo-signal | |
SU840923A1 (en) | Device for determining autouorellation functions of transient characteristics of surface acoustic wave-based filters |