SU842768A1 - Цифровой коррел тор - Google Patents

Description

{54 ЦИФРОВОЙ КОРРЕЛЯТОР

. / ,; . : л . , ; : ,- -... ,;-; :

Изобретение относитс  к вычис йтельйой технике и может быть испсЗль . 3 овано в систе.мах автоматическо р управлени  и контрол , примен емых например в радиолокации.

Известен коррел тор, предназначенный дл  вычислени  значений коррел ционной функции исследуемых случайных тфоцессов X (t) и у (t), включаюший в себ  квантователи входных сигналов по уровню/ устройство выборки во времени, матричную схему умножени , генераторы импульсов выборки и импульсов заполнени  ключ И со схемой управлени  и накапливающий счётчик, входы устройства выборки во времени подключены к выходам квантователей входных сигналов, а выходы - ко входам матричной схемы умножени , второй, выход .генератора1 импульсов выборки соединен с управл ющим входом устройства выборки во времени. Первый, второй и третий выходы ключа И подключены соответственно к первым выходам генераторов импульсов заполнени  и выборки, а также к управл ющему выходу схемы управлени  ключом И. Информационные входы Накапливающего счетчика св заны с одноименными выходами матричной схемы умножени , управл ющий вход - с первым выходом ключа И, управл ющий вход схемы управлени  ключом соединен со вторым выходом ключа и, а информационные входа подключены к соответствующим выходам схемы матричного умножени  1. Недостаток .такого коррел тора низкое йлстродействие.

o

Известно также устройство цифровой коррел ции, предназначенное дл  определени  степени св зи между дву-j м  временны ® р дадда. цифровых величин , выраженных в виде чисел с плаваквдей

5 зап той,содержащее два входных узла, сумматор пор дков,узел неравнозначности, два сумматора Накоплени  результатов положительныз и отрицательных произведений, блок преобразова0 ни  отрицательных чисел в дополнительный код, сумматор произведений и выходной узел.Знаковые выходы входных узлов подключены к двум входам узла неравнозначности, а выходы раз5  дов пор дков соединены со входами сумматора пор дков. Выход сумматора пор дков подключен к третьему входу узла неравнозначности, первый выход которого соединен со входом суммато0 ра накоплени  результатов положительных произведений, а второй выход подключен ко входу сумматора накоплени  результата отрицательных произведений , выход последнего подключен ко входу блока преобразовани  отрица1%льных чисел в дополнительный код, первый вход суматора произведений соединен с выходом сумматора накоплени  результата положительных произведений , а второй вход - с выходом блока преобразовани  отрицательных чисел в дополнительный код, выход сумматора произведений соединен со входом выходного узла устройства цифровой коррел ции 2.

Недостаток известного устройства больша  статическа  погрешность при ограниченном числе выборок.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению  вл етс  цифровой коррел тор предназначенный дл  обработки случайных величин , представленных в нормальной форме и содержащий дба аналого-цифровых преобразовател , два входных регистра, сумматор произведений, промежуточные (входное и выходное) ЗУ, а также множительное устройство,состо щее из узла неравнозначности/ сумматора пор дков и умножител  мантисс

В сумматоре пор дков определ етс  значение пор дка произведени  , в умножителе - мантисса произведени  модульных значений перемножаемых величин , а в узле неравнозначности определ етс  знак произведени . Полученные таким образом произведени поступают на сумматор произведений, которые затем занос тс  в ЗУ RCi) дл  промежуточного хранени , Оконч:ательна  величина оценки значений коррел ционной функции R{it) формируетс  на выходе сумматора произведений 3 ,

Недостатком такого коррел тора  вл етс  низкое быстродействие.

Цель изобретени  - увеличение быстродействи  устройства.

Поставленна  достигаетс  тем что в цифровой коррел тор, содержащий два аналого-цифровых преобразовател , входы которых  вл ютс  соответственно первым и вторым входами коррел тора, а выходы подключены: ко входам- соответственно первого и второго регистров, выход знакового разр да каждого регистра подключен к cootвeтcтвyющeмy входу блока неравнозн чности , выход которого соединен р первым входом блока суммировани  йроизведений, второй вход которого подключен к выходу сумматора пор дков, входы которого подключены к соответствующим разр дным выходам первого и второго регистров , разр дные выходы первого регистра подключены к соответствующи входам первого блока пам ти, выходы которого соединены с соответствующим

разр дными входами первого регистра, выход блока суммировани  произведени соединен со входом второго блока пам ти , выход которого подключен к третьему входу блока суммировани  произведений , введены блок элементов И,бло сравнени  и блок сложени  мантисс, причем первые входы блока сложени  мантисс и блока элементов И подключены к соответствующим разр дным выходам первого регистра, вторые входы блока сложени  мантисс и блока эле ентов И подключены к соответствующи разр дным выходам второго регистра, вход блока элементов И соединен с . первым выходом блока сравнени ,второ вход которого подключен к выходу блока сложени  мантисс, а выход блока сравнени  соединен с четвертым входом блока суммировани  произведений ,Y

На чертеже показана структурна  схема цифрового коррел тора.

Коррел торсодержит входной аналого-цифровой преобразователь 1, регистры 2 и 3, первый блок 4 пам ти, аналого-цифровой преобразователь 5, блок б неравнозначности, сумматор 7 пор дков, блок 8 суммировани  произведений , второй блок 9 пам ти, блок 10 умножени  пор дков, блок 11 сложени  мантисс, блок 12 элементов И, блок 13 сравнени .

Claims (3)

1. Входы двух аналого-цифровых преобразователей 1  вл ютс  соответственно первым и вторым входами цифрового коррел тора, а выходы соединены с одноименными входами двух регистров 2 и; 3,каждый из имеет выход знакового разр да и хода разр дов пор дка и мантисс. Дополнительно регистр 2 св зан с блоком 4 пам ти, выходы знаковых разр дов регистров 2 и 3. подключены ко входам блоков неравнозначности, а выходы разр дов пор дка - ко входам сумматора 7 пор дков блока 10,. умножени пор дков. Выходы всех разр дов мантисс регистра 2 подключены к первому входу блока 11 сложени  мантисс, а выходы всех разр дов мантисс, за исключением старшего регистра 3. ко второму входу. Информационный вхо блока элементов И 12 подключен к выходу блока 11 сложени  мантисс, а выход ко входу блока 8 суммировани  произведений. Управл ющий вход блока элементов И 12 соединен с выходом блока 13 сравнени , входы которого подключены к выходам старших разр дов мантисс регистров 2 и 3, Выходы блока неравнозначности и сумматора 7 пор дков соединены с одноименными входами блока 8 суммировани  произведений , последний дополнительно св зан с промежуточным блоком. 9 пам ти . Блок 11 сложени  мантисс предназначен дл  формировани  значений приближенного произведени . Блок элементов И 12 выполн ет функцию ключа который, в зависимости от управл ющ го сигнала, формируемого блоком сов дени , пропускает, т.е. передает зна чение приближенного произведени  на сумматор произведений, или запрещает его выдачу, что равносильно передаче нулевой величины на сумматор произведений . Блок -13 сравнени  сравнивае значени  старших разр дов нормализованных сомножителей и вырабатывает управл ющий сигнал в блок элементов И 12.При выработке последнего исполь зуетс  информаци  о состо нии старших разр дов перемножаемых мантисс. Так как любое двоичное число, не равное нулю (в случае представлени  его в нормальной форме) всегда несет еди ницу в старшем разр де мантисс, а число, равное нулю,имеет нулевое ее значение, то в старшем разр де мантиссы записана нулева  величина, ПОЭ ТОМУ управл ющий сигнал формируетс  только при равенстве единичному значению обоих старших разр дов сомножителей , что  вл етс  признаком не нулевого значени . При равенстве одного из сомножителей нулю, т.е. отсутствииодного из старших разр дов , управл ющий сигнал не будет выработан. Это соответствует дейс вительному результату умножени  в случае, когда один из сомножителей равен нулю. Цифровой коррел тор работает слеД1ТОЩИМ образом, На входы устройства поступает соответствующие сигналы X (t) и у (t). Пройд  входные преобразователи 1 и 5, их оцифрованные значени , представленные в нормальной форме, после промежуточного хранени  на соответст . вующих регистрах 2 и 3 и задержки в блоке 4 пам ти поступают на -входы блока 10. При этом пор док произведе ний и знак формируютс  с помощью сум матора 7 пор дков и блока .6 неравнозначности . Приближенна  величийа про изведени  мантисс вычисл етс  с помощъю блока сложени  мантисс, блока элементов И 12 и блока 13 .сгравнени . Полученные таким образом значени  приближенных произведений поступают на вход блока 8 суммировани  произведений , на котором совместно с информацией , хранимой в блоке 9 пам ти формируетс  окончательна  оценка коррел ционной функции. «np(., xSi riMy. Sfyn y При этом умножение сумлл модулей ман тисс на величину S осуществл етс  при помощи соответствующей коммутаций их разр дов со сдвигом на одии разр д право. Учет произведений коэффициентов при старших разр дах и У-1 производитс  с помощью блока совпадени , который формирует соответствующий управл ющий сигнал на выдачу величины приближенного произведени  в другие вычислительные узлы, Таким образом, предпагаекый цифровой коррел тор не содержит умножител  мантисс и поэтому способен обеспечить существенное повышение быстродействи . По точности работы предлагаемой коррел тор уступает известному на 2%, однако имеет несомненное преимущество перед релейными, знаковыми коррел торами и коррел торами с логическими схемами умножени , особенно в области малых значений коэффициента коррел ции, что важно при их практическом использовании в системах автоматического управлени  и контрол  радиолокационных устройств. Формула изобретени  Цифровой коррел тор, содержащий два аналого-цифровых преобразовател , входы которых  вл ютс  соответственно первым и вторым входами коррел тора, а выходы подключены ко входам соответственно первого и второго регистров, выход знакового разр да каждого регистра подключен к соответствующему входу блока неравнозначности , выход которого соединен с первым входом блока суммирова ни  произведений, второй вход которого подключен к выходу сумматора пор дков, входы которого подключены к соответствующим разр дным выходам первого и второго регистров, разр дные выходаз первого регистра подключены к соответствующем входам первого блока пам ти, выходы которого соединены с соответствующими разр дными входами первого регистра, выход блока суммировани  произведений соединен со входом второго блока пам ти, выход которого подключен к третьему входу блока сум1«ировани  произведений, отличающи.йс  тем, что,с целью повышени  быстродействи , в цифровой коррел тор введены блок элементов И, блок сравнени  и блок сложени  майтисс, причем первые входы блока сложени  мантисс и блока элементов И подключены к соответствующим разр дным выходам первого регистра , вторые входы блока сложени  мантисс и блока элементов И подключены к соответствующим разр дным выходам второго резтистра, вход блока элементов И Соединен с первым выходом блока сравнени , второй вход которого подключен к выходу блока сложени  мантисс, а выход блока сравнени  соединен с четвертым входом блока суммировани  произведений. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1, Грибанов Ю.И., Г.П.Веселова, В.Н.Андреев. Автоматические цифровые

   ,коррел торы. М., Энерги , 1971, с. 110, 138.
2. 2. патент США № 3863058, кл, 235152 , 1975.
3. 3. Грибанов Ю,И., Веселова Г.П., Андреев, В.Н.Автоматические цифровые коррел торы. М., Энерги , 1971, с. 153 (прототип).