SU832562A1 - Multichannel relay frequency-modulated pulse signal correlator - Google Patents

Multichannel relay frequency-modulated pulse signal correlator Download PDF

Info

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
Application number
SU792801470A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Михайлович Громогласов
Original Assignee
Рижский Краснознаменный Институтинженеров Гражданской Авиации Им.Ленинского Комсомола
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Рижский Краснознаменный Институтинженеров Гражданской Авиации Им.Ленинского Комсомола filed Critical Рижский Краснознаменный Институтинженеров Гражданской Авиации Им.Ленинского Комсомола
Priority to SU792801470A priority Critical patent/SU832562A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU832562A1 publication Critical patent/SU832562A1/en

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)

Изобретение относитс  к измерительной и вычислительной технике и может быть использовано дл  определени  релейных взаимно- и автокоррел ционных функций случайных процес- сов, представленных частотно-модулированными сигналами. Известно устройство дл  вычислени  релейных коррел ционных функций случс1йных процессов, представленных частотно-модулированными сигналами, содержащее счетчик малой емкости,,, генератор импульсов, сдвиговый регистр , реверсивные счетчики . Это устройство не позвол ет получить пер вую точку коррел ционной функции, так как информаци  о знайте и величине частотного сигнала поступает на вход первого реверсивного счетчика соСДВИГОМ на шаг задержки. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  коррел тор,имеющий счетчики с входными логическими элементами И, генератор импульсов, регистр сдвига, интег рирующие счетчики 2j. В этом коррел торе оценка релейной коррел ционной функции вычисл ет с  по числу импульсов чacтoтнo- ж5дyлированного сигнала j на временном интервале величина которого равна интервашу дискретности аргумента функции коррел ции, по знаку числа импульсов на равновеликом с первым временным интервалом.Эта оценка оказываетс  смещенной. Смещение можно представить как сумму двух составл ющих. Перва  определ етс  эффектом фильтрации и зависит от соотношени  величин интервалов счета и интервала коррел ции случайного процесса. Втора  составл юща  определ етс  эффектом квантовани  при счете импульсов и зависит от соотношени  величин интервалов счета и минимального периода частотно-модулированного сигнала. При фиксированных параметрах частотного модул тора и случайного процесса на его входе, уменьшение величины интервалов счета приводит к уменьшению первой составл ющей смещени  и к увеличению второй. Это обсто тельство ограничивает быстродействие коррел тора , поскольку повышени  его быстродействи  можно достичь уменьшением величины интервалов счета, поэтому преп тствует росту второй составл ющей смещени . Кроме того, известные релейные коррел торы приспособлены к обработке лишь однопол рных частотно модулированных сигналов. Цель изобретени  - повышение быст родействи  релейного коррел тора, вы . числ квдего релейные коррел ционные функции случайных процессов по двухпол рным частотно-модулированным сиг налам. Поставленна  цель достигаетс  тем что в многоканальный релейный коррел тор частотно-модулированных импуль сных сигналов, содержащий два блока задержки, первый и второй элементы И, первые входы которых  вл ютс  пер вым входом коррел тора, 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  чейки которого соединены соответственно с первыми входами перво го и второго, третьего и четвертого ключей каждого канала, выходы первого и третьего ключей в каждом канале соединены соответственно с перBbDv ) и вторым входами первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первьм входом накапливающего реверси вного счетчика своего канала, второй вход которого подключен к выходу вто рого элемента ИЛИ, входы которого со единены 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 згщержки подключен ко вторым входам второго и тр тьего ключей всех каналов, входы пер .вого и второго блоков задержки соединены соответственно с первым и вторым выходами переключател , первый и второй входы которого  вл ютс  вторым входом коррел тора, третий и четвертый входы переключател  объединены с первыми входами первого и второго элементов И соответственно и  вл ютс  первым входом коррел тора, установочные входы реверсивного счетчика , триггера и управл ющие входы регистра сдвига соединены с выходом генератора импульсов, введен ждущий мультивибратор, вход которого подключен- к выходу генератора импульсов, а выход соединен со вторыми входами первого и второго элементов И. I Повышение быстродействи  в устройстве достигнуто благодар  использованию неодинаковых интервалов счета импульсов дл  определени  знака и дл  получени  второго сомножител , а также благодар  использованию двухпол рных частотно-модулированных сигналов . На фиг. 1 изображена блок-схема релейного коррел тораj на фиг. 2 оценка зкрпоненциальной функции автокоррел ции , вычисленна  при одинаковых интервалах счета и результаты моделировани  на фиг. 3 - то же, при неодИНаковых интервалах счета и результаты моделировани . Релейный коррел тор содержит реверсивный счетчик 1 с триггером 2 знака и входными логическими элементами И 3,  чейки 4 регистра сдвига , логические элементы И 5, логические элементы И 6, интегрирук цие реверсивные счетчики 7, двухлинейные блоки задержки, генератор 9 импульсов, ждущий мультивибратор 10, переключатель 11. На входы реверсивного счетчика 1 через логические элементы И 3 подаетс  двухпол рный частотно-модулированный сигнал. Реверсивный счетчик 1 производит счет импульсов на интервале , величина которого определ етс  длительностью импульса ждущего мультивибратора 10, а в триггере знака регистрируетс  знак полученного числа . Этот знак записываетс  в первую  чейку регистра 4 сдвига импульсом генератора 9, после чего этим же им- пульсом осуществл етс  сброс реверсивного счетчика 1 и триггера 2 знака . При вычислении автокоррел ционной функции переключатель 11 устанавливаетс  в верхнее положение и на вход блока 8 задержки, обе линии которого имеют одинаковое врем  задержки , подаетс  этот же двухпол рный час тотно-модулированный сигнал. При вычислении взаимнокоррел ционной функции переключатель 11 устанавливаетс  в нижнее положение и на вход блока 8 задержки подаетс  второй двухпол рный частотно-модулированный сигнал. Блок 8 задержки позвол ет получить первую точку коррел ционной функции, так как информаци  о знаке и величине частотного сигнала поступает на вход первого реверсивного счетчика 7 без сдвига. С помощью логических элементов И 5 и ИЛИ 6 осуществл етс  перемножение знака числа импульсов, накопленных реверсивным счетчиком 1, на число импульсов в течение интервала задержки равного периоду последовательности импульсов с выхода генератора 9. При этом вычисление произведени  сводитс  к подключению выхода блока 8 задержки к шине сложени  или вычитани  реверсивных счетчиков 7 с помощью логических элементов И 5 и ИЛИ б в зависимости от знака, записанного в соответствующей  чейке 4 сдвигового регистра, на врем , равное периоду импульсной последовательности генератора 9. Импульсы, соответствующие положительному произведению, подаютс  на шину сложени  интегрирующих реверсивных счетчиков 7, а отрицательному произведению - на шину вычитани . Величина смещени  оценки коррел ционной функции, возникающа  вследст вие квантовани , зависит от соотношени  величин интервалов счета. Следует отметить, что характер зависимости смещени  от интервала, задержки сохран етс  и дл  процессов, имеющих отлич ное от нул  математическое ожидание, а также дл  процессов, имеющих закон распределени , отличный от нормального . Дл  уменьшени  величины смещени  знак определ етс  по числу импульсов на меньшем интервале, использование неодинаковых интервалов счета позвол ет получить почти несмещенные вслед ствие эффекта квантовани  значени  первой ординаты функции коррел ции даже при очень глубоком квантовании. Перва  причина повышени  быстродействи  - уменьшение величины одного из интервалов счета даже при сохранении величины второго интервала такой же, как и в случае одинаковых интервалов счета приводит к повышению быстродей стви ; втора  - применение неодинако вых интервалов счета позвол ет умень шить длину наибольшего из них по сра нению со случаем одинаковых интервалов счета. Применение ждущего мультивибратора , включенного между выходом генератора импульсов и вторыми входами логических элементов И реверсивного счетчика, стало возможным благодар  вы вленной зависимости величины смещени  вследствие эффекта квантовани  при счете импульсов от соотношени  между величинами интервалов счета. Использование двухпол рных частот но-модулированных сигналов позвол ет достичь большего быстродействи  по сравнению со случаем использовани  однопол рных частотно-модулированных сигналов. Это объ сн етс  тем, что при одинаковых минимальных периодах указанных частотно-модулированных сигналов дл  получени  одинакового смещени  вследствие квантовани  дл  однопол рных сигналов требуетс  выбирать более длинные интервалы счета, что приводит к увеличению смещени  вследствие эффекта фильтрации На фиг. 2 и фиг. 3 сплошной линией d представлены расчетные значени  оценки экспоненциальной функции авто коррел ции (кривые С1 ) при единичной дисперсии. При этом минимальный период частотно-модулированного сигнала , соответствующего трехсигнальному значению входного сигнала, равен ,,. Аргументом  вл етс  показатель экспо ненты. Фиг. 2 соответствует случаю вычислени  оценки при одинаковых интервалах счета и отражает свойства известного коррел тора. Фиг. 3 соответствует случаю вычислени  оценки при неодинаковых интервалах счета: Ч 3ton Знак определ етс  по числу импульсов на. интервале 1ц.. Указанные интервгшы счета позвол ют получить дл  обоих случаев примерно одинаковые смещени  оценок вследствие эффекта фильтрации. Как видно, из графиков, смещение оценки первой точки функции коррел ции вследствие эффекта квантовани  при счете импульсов дл  случа  неодинаковых интервалов счета значительно меньше, чем )п  случа  одинаковых интервалов счета . Дл  получени  равновеликого сме щени  оценки во втором.случае необходимо Б несколько раз увеличить интервалы счета, что приведет к снижению быстродействи  по сравнению со случаем неодинаковых интервалов счета , поскольку при увеличении интервалов счета смещение вследствие эффекта фильтрации возрастет в несколько раз. Точки на графиках представл ют собой результаты моделировани  указанных алгоритмов на ЦВМ, Оценки вычисл лись по 2000 реализаций. Из графиков на фиг. 2 и фиг. 3 (кривые Г ) можно видеть, что оценка расположена ниже истинного значени  функции коррел ции. Степень отклонени  учитываетс  коэффициентом пропорциональности, который зависит от закона распределени  исследуемого сигнала и величины относительного шага квантовани  при счете импульсов дл  определени  знака. При значительном числе уровней квантовани  вли нием эффекта квантовани  на этот коэффициент можно пренебречь, а при глубоком квантовании его можно, рассчитать . , Пунктиром на фиг. 2 и фиг. 3 оба значена оценка, экспоненциальной функции автокоррел ции без учета смещени  вследствие квантовани  по уровню. Применение разработанного описанного коррел тора в аппаратуре дл  статистических исследований при летних испытани х, а также в информационноизмерительных системах с частотноимпульсным представлением информации позврлит расширить частотный диапазон исследуекых сигналов-и повысить точность измерений. Формула изобретени  Многоканальный релейный коррел тор частотно-модулированных импульсных сигналов, содержащий два блока задержки , первый и второй элементы И, первые входы которых  вл ютс  первым входом-коррел тора, а выходы соединены соответственно с.первым и вторые реверсивного счетчика, выход которого соединен со входом триггера, выход которого подключен ко входу регистра сдвига, шлходы каждой  чейки которого соединены соответственно с первыми входами первого и второго третьего и четвертого ключей кажцого канала, выходы первого и третьего ключей в канале соединены соответственно с первым и вторым входами первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом накапливгиоцего реверсивного счетчика своего канала, второй вход которого подключен к выходу второго элемента ИЛИ входы которого соединены соответствен но 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 псщключе ко вторым входам второго и третьего ключей всех каналов, входы первого и второго блоков задержки соединены соответственно с первым и вторым выходами переключател , первый и второй входы которого  вл ютс  вторым входом коррел тора , третий и чет;вертый входы переключател  объединены с первыми входами первого и второго элементов И соответственно , установочные входы реверсивного счетчика, триггера и управл ющие входы  чеек регистра сдвига, соединены с выходом генератора импульсов , отличающий с  тем, что, с целью повышени  быстродействи , в него введен ждущий мультивибратор , вход которого подключен к выходу генератора импульсов, а выход соединен со вторыми входами первого и второго элементов И. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 306479, кл. G 06 F 15/34, 1970. The invention relates to measurement and computing techniques and can be used to determine the relay mutual and autocorrelation functions of random processes represented by frequency modulated signals. A device is known for calculating relay correlation functions of incident processes represented by frequency modulated signals, comprising a low-capacity counter, a pulse generator, a shift register, and reversible counters. This device does not allow to obtain the first point of the correlation function, since the information about know and the magnitude of the frequency signal is fed to the input of the first reversible counter with a SHIFT on the delay step. The closest in technical essence to the present invention is a correlator having counters with input logic elements AND, a pulse generator, a shift register, integrating counters 2j. In this correlator, the estimate of the relay correlation function calculates c by the number of pulses of a frequency-induced 5d signal j on a time interval whose value is equal to the interval of discreteness of the correlation function argument, by the sign of the number of pulses on the equal to the first time interval. This estimate turns out to be shifted. 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 counting intervals and the correlation interval of the random process. The second component is determined by the quantization effect when counting pulses 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 a random process at its input, a decrease in the length of the counting intervals leads to a decrease in the first bias component and an increase in the second. This circumstance limits the response of the correlator, since its performance can be increased by decreasing the length of the counting intervals, therefore it prevents the growth of the second bias component. In addition, the known relay correlators are adapted to process only unipolar frequency modulated signals. The purpose of the invention is to increase the speed of the relay correlator, you. the numbers of one are the relay correlation functions of random processes over two-pole frequency modulated signals. This goal is achieved by the fact that in a multi-channel relay correlator of frequency-modulated pulse signals containing two delay units, the first and second elements are 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 a reversible counter whose output is connected to 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 each channel, the outputs of the first and third keys in each channel are connected respectively to the first block BDD) and the second inputs of the first OR element, the output of which is connected to the first input of the accumulating reversing counter of its channel, the second input of which is connected to the output of the second OR element, whose inputs are connected respectively with the outputs of the second and fourth keys of their 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 load block is connected to the second m inputs of the second and third keys of all channels, the inputs of the first and second delay blocks 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 The second elements And, respectively, are the first input of the correlator, the installation inputs of the reversible counter, the trigger and the control inputs of the shift register are connected to the output of the pulse generator, a waiting multivibrator is inserted, the course of which is connected to the output of the pulse generator, and the output is connected to the second inputs of the first and second elements I. I increase the speed in the device due to the use of unequal pulse counting intervals for determining the sign and for obtaining the second factor, modulated signals. FIG. 1 is a block diagram of the relay correlator of torus j in FIG. 2, the estimation of the autocorrelation function of the autocorrelation calculated at the same counting intervals and the simulation results in FIG. 3 - the same, with non-INAK counting intervals and simulation results. The relay correlator contains a reversible counter 1 with a 2-digit trigger and input logic elements AND 3, cells 4 shift registers, logic elements AND 5, logic elements AND 6, integrating reversible counters 7, dual-line delay blocks, 9 pulse generator, waiting multivibrator 10 , switch 11. The two-pole frequency-modulated signal is fed to the inputs of the reversible counter 1 through the logic elements And 3. Reversible counter 1 produces a pulse count in an interval, the value of which is determined by the pulse duration of the waiting multivibrator 10, and the sign of the received number is recorded 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 impulse resets the reversible counter 1 and the trigger 2 of the sign. When calculating the autocorrelation function, the switch 11 is set to the upper position and to the input of the delay unit 8, both lines of which have the same delay time, the same two-pole frequency modulated signal is applied. In the calculation of the mutual correlation function, the switch 11 is set to the lower position and the second two-pole frequency-modulated signal is fed to the input of the delay unit 8. The delay unit 8 allows to obtain the first point of the correlation function, since the information about the sign and magnitude of the frequency signal is fed to the input of the first reversible counter 7 without shifting. Using the logic elements AND 5 and OR 6, the sign of the number of pulses accumulated by the reversible counter 1 is multiplied by the number of pulses during the delay interval equal to the period of the pulse sequence from the generator output 9. In this case, the calculation of the product reduces to connecting the output of the delay block 8 to the bus add or subtract reversible counters 7 using logic 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 th sequence generator 9. The pulses corresponding to positive product are applied on the tire ply integrating reversible counters 7 and negative product - the bus subtractor. The magnitude of the bias in the estimate of the correlation function arising from quantization depends on the ratio of the values of the counting intervals. It should be noted that the nature of the dependence of the displacement on the interval, the delay is also preserved for processes that have a different mathematical expectation, as well as for processes that have a distribution law that is different from the normal one. To reduce the magnitude of the bias, the sign is determined by the number of pulses in a smaller interval, using unequal counting intervals yields the values of the first ordinate of the correlation function, which are almost unbiased, even with very deep quantization, due to the quantization effect. The first reason for increasing speed is to decrease the value of one of the counting intervals, even if the magnitude of the second interval is the same as in the case of identical counting intervals, leads to an increase in speed; the second — the use of unequal counting intervals makes it possible to reduce the length of the largest of them in comparison with the case of identical counting intervals. The use of a standby multivibrator, connected between the output of the pulse generator and the second inputs of logic elements and a reversible counter, became possible due to the pronounced dependence of the displacement due to the effect of quantizing when counting pulses on the ratio between the values of the counting intervals. The use of two-pole frequency modulated signals allows for greater speed than the case of using single-pole frequency modulated signals. This is due to the fact that, with the same minimum periods of the indicated frequency modulated signals, to obtain the same offset due to quantization for unipolar signals, it is necessary to choose longer counting intervals, which leads to an increase in the offset due to the filtering effect. 2 and FIG. 3, the solid line d represents the calculated values of the estimate for the exponential autocorrelation function (curves C1) at a unit variance. The minimum period of the frequency-modulated signal corresponding to the three-signal value of the input signal is ,,. The argument is an exponent indicator. FIG. 2 corresponds to the case of calculating the estimate at the same counting interval and reflects the properties of the known correlator. FIG. 3 corresponds to the case of calculating an estimate for unequal counting intervals: H 3ton The sign is determined by the number of pulses per. interval 1c. The indicated interval counts allow for both cases to obtain approximately the same offset of the estimates due to the filtering effect. As can be seen from the graphs, the shift in the estimate of the first point of the correlation function due to the effect of quantization when counting pulses for the case of unequal counting intervals is much less than in the case of identical counting intervals. In order to obtain an equal displacement estimate in the second case, it is necessary for B to increase the counting intervals several times, which will lead to a decrease in speed as compared to the case of unequal counting intervals, since with increasing counting intervals the bias due to the filtering effect will increase several times. The points on the graphs are the results of the simulation of these algorithms on a digital computer. The estimates were calculated from 2000 realizations. From the graphs in FIG. 2 and FIG. 3 (curves D) 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 effect of the quantization effect on this coefficient can be neglected, and with deep quantization it can be calculated. The dotted line in FIG. 2 and FIG. 3, both are an estimate of the exponential autocorrelation function without considering bias due to level quantization. The application of the developed correlator described in the equipment for statistical studies during summer trials, as well as in information measurement systems with a frequency-pulse presentation of information, will allow us to expand the frequency range of the research signals and to improve the measurement accuracy. Multi-channel relay correlator of frequency-modulated pulse signals, containing two delay units, the first and second And elements, the first inputs of which are the first input-correlator, and the outputs are connected respectively to the first and second reversing counter, the output of which is connected to the trigger input, the output of which is connected to the input of the shift register, the slots of each cell of which are connected respectively to the first inputs of the first and second third and fourth keys of each channel, the outputs of the first o and the third key in the channel are connected respectively to the first and second inputs of the first element OR, the output of which is connected to the first input of a cumulative reversible counter of its channel, the second input of which is connected to the output of the second element OR whose inputs are connected respectively to the outputs of the second and fourth keys the 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 PSK to the second inputs of the second and third keys of all channels, the inputs of the first and second delay blocks 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 even; the last inputs of the switch are combined with the first inputs of the first and second elements And, respectively, the installation inputs of the reversing the counter, the trigger and the control inputs of the shift register cells are connected to the output of the pulse generator, characterized in that, in order to improve speed, a waiting multivibrator is inserted into it, torogo connected to the output of the pulse generator, and an output connected to second inputs of the first and second elements I. Sources of information received note in the examination 1.Avtorskoe USSR Certificate 306479, Cl. G 06 F 15/34, 1970. 2.Авторское свидетельство СССР 374610, кл, G 06 F 15/36, 1971.2. Authors certificate of the USSR 374610, class, G 06 F 15/36, 1971.
SU792801470A 1979-07-24 1979-07-24 Multichannel relay frequency-modulated pulse signal correlator SU832562A1 (en)

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)

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