SU813458A1 - Устройство дл вычислени корре-л циОННыХ фуНКций - Google Patents

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ КОРРЕЛЯЦИОННЫХ

ФУНКЦИЙ

ходом масштабного блока, четвертую линию задержки, вход которой соединен со вторым выходом масштабного блока, п тую линию задержки, вход которой соединен через первое и второе положение второго переключател  и третий переключатель соответственно с выходами четвертой и первой линии задержки .и вторым выходом маслгтабного блока а выходы подключены в обратном пор дке через аналоговые ключи третьего блока ключей к соответствующим входам третьего сумматора , подключенного своим выходом ко второму входу блока умножени , выход которого дополнительнч через третий аналоговый ключ, второй интегратор со схемой сброса и четвертый аналоговый ключ соединен со вторым входом второго сумматора, соединенные последовательно первый блок управлени , у которого дополнительный выход соединен с дополнительным входом масштабного блока, а третий выход - с управл ющим входом первого блока ключей, генератор тактовых импульсов и распределитель импульсов выходы которого подключены к соответствующим попарно соединенным управл ющим входам второго и третьего блока ключей,, генератор импульсов, вход которого соединен со вторым выходом первого блока управлени , дополнительный вход - с дополнительным выходом генератора тактовых импульсов , первые выходы подключены к управл ющим входам каждой  чейки пам ти первой, второй и третьей линии задержки, а вторые выходы - к управл ющим входам каждой  чейки пам ти четвертой и п той линии задержки , и второй блок управлени , у которого вход соединен с п-ыми управл ющими входами второго и третьего блоков ключей и подключен к п-ому выходу распределител  импульсов, а соответствующие выходы подсоединены к управл ющим входам первого, второго, третьего и четвертого аналоговых ключей и первого и второго интеграторов со схемами сброса {2},

Недостатки этого устройства- не - высока  точность вычислени  и сложность , обусловленные необходимостью кокв.«утации с повышенной скоростью большого числа ключевых элементов, нал|ичием интеграторов со схемами сбрюса, по влением динамических погрейностей при вычислении коррел ционных функций как узкополосных так и широкополосных сигнгшов за счет коммутации ключевых элементов и необходимостью использовани  линии задержки с большим числом звеньев или  чеек пам ти.

Цель изобретени  - повышение точности вычислени  коррел ционных функций..

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  вычислени  коррел ционных функций, содержащее масштабный блок, первый и второй входы которого  вл ютс  соответственно первым и вторым входами устройства, первую линию задержки, выходы которой соединены с К входами первой группы блока ключей в обратном пор дке, /С выходов первой группы которого подключены к соответствующим входам второй линии задержки , третью линию задержки,вход которой соединён с выходом второй линии задержки с к+1-м выходом блока ключей и через первый переключатель - с первым выходом масштабного блока, блок умножени , сумматор,выход которого  вл етс  первым выходом устройства и соединен с первым входом блока преобразовани  частоты , выход которого  вл етс  вторым выходом устройства, а второй вход соединен со вторым выходом масштабного блока, четвертую линию задержки , вход которой соединен с третьим выходом масштабного блока, п тую лилинию задержки, вход которой соединен с выходом второго и третьего переключателей, первый выход второго переключател  соединен с выходом четвертой линии задержки, а выход третьего переключател  подключен к третьему выходу масштабного блока, третий вход которого подключен к первому выходу блока управлени , второй вход которого соединен с управл ющим входом блока ключей, введены шеста  и седьма  линии задержки , первый выход масштабного блока соединен со входом шестой линии задержки , С выходов которой соединены с /С входами второй группы блока ключей в обратном пор дке, К. выходов второй группы которого соединены с соответствующими входами третьей линии задержки, а к+1-ый выход шестой линии задержки соединен со входом первой, линии задержки, со вторым входом второго переключател  и с К+1-М входом блока ключей, перва  группа входов блока умножени  соединена соответственно, с выходом второй, линии задержки и с выходами третьей и седьмой линий задержки, втора  группа входов блока умножени  соединена в обратном пор дке с соответствующими выходами п той линии задержки, выходы блока ум- . ножени  подключены к соответствующим входам сукматора.

На чертеже приведена структурна  схема устройства.

Устройство дл  вычислени  коррел ционных функций содержит масштабный блок 1, входы которого  вл ютс  входами устройства, соединенные последовательно шестую линию 2 задержки, вход которой соединен с

первым выходом масштабного блока 1, и первую линию 3 задержки, блок 4 ключей, состо щий из n(((+ ) аналоговых ключей, у которых сигнальные входы  вл ютс  Входами блока ключей и подсоединены в обратном пор дке к соответствующим выходам линий 3 и 2 задержки, упрабл ющие входы соединены вместе и подключены вместе к управл ющему входу блока ключей и выходы  вл ютс  выходами блока ключей, соединенные последовательно линию задержки 5, К, входов которой подключены в пр мом пор дке к соответствующим К, первым выходам блока 4 ключей, линию 6 задержки, у которой первый вход через первый переключатель П1 соединен с первым выходом масштабного блока 1, а остальные /С входов подсоединены в пр мом пор дке к остальным /С выходам блока 4 ключей, линию 7 задержки, блок 8 умножени , состо щий из п элементов перемножени  колебаний, у которых первые входы  вл ютс  первой группой входов блока умножени  и подключены в пр мом пор дке к соответствующим выходам линий 6 и 7 задержки , вторые входы  вл ютс  второй группо входов блока умножени  и выходы  вл ютс  выходами блока,умножени , соединенные последовательно сукв4атор 9, у которого входа соединены с выходами блока 8 умножени , .а выход соединен с первым выходом устройства , и блок 10 преобразовани  частоты, у которого выход  вл етс  вторым выходом устройства, а дополнительный вход соединен с дополнительным выходом масштабйого блока 1, линию 11 задержки, вход которой соединен со вторым выходом масиггабного блока 1, линию 12 задержки, вход которой соединен через первое и второе положение переключател  П2 и через переключатель ПЗ соответственно с выходами линий 11 и 2 задержки и вторым выходом масштабного блока 1, а выходы в обратном пор дке соединены с соответствукиаим входами второй группы входов блока 8 умножени , и блок 13 управлени , первый выход которого соединен с дополнительным входом масштабного блока 1 , а второй ш ход соединен с управл ющим BXOjgtOM блока 4 ключей.

Масштабный блок 1 состоит из дву каналов (при вычислении взаимокоррел ционных функций и взаимной свертк двух функций) или из одного канала (при вычислении автокоррел ционных функций и автосвертки) и содержит, в частности, перестраиваемые по частоте входные цепи со ступенчатыми делител ми напр жени , смеситель, перестраиваемый по частоте гетероди ( или гетеродины) и усилители с регулируемыми коэффициентами усилени  (при необходимости каналы дополнительно могут содерл ать автоматические cxeNu перестройки или подстройки ) частот гетеродинов (или гетеродина ) и входных цепей и автоматические схемы регулировки амплитуд выходных напр жений.

В качестве линий 2,3,5,6,7,11 и. 12 задержки могут быть использованы элементы задержки аналогового, дискретно-аналогового и цифрового типов. В последних двух случа х управление работой линий 2,3,5,6,7, 11 и 12 задержки может быть общим, т.е. осуществл тьс  от одного блока управлени . Врем -задержки линии 12 задержки меньше максимальной длительности обрабатываемых сигналов на величину , равную времени задержки между двум  соседними отводс1ми. Врем  задержки линий 2,3,5,6 и 7 задержки равно половине времени задержки линии 12 задержки. Врем  згшержки ли|нии 11 задержки больше времени задержки линии 2,3,5,6 или 7 задержки на величину, равную половине времени задержки между двум  соседними отводами. Врем  задержки между двум  соседними отводами у всех линий 2,3,5,6,7 т 12 задержки одинаково.

Блок 10 преобразовани  частоти состоит, например из смесител , к которому дополнительно подводитс  колебание гетеродина масштабного блока 1, и выходного усилительного тракта.

Блок 13 управлени  предназначен

дл  ввода в режим работы масштабного блока 1 и отпирани  через кажддай интервал времени Т -At(n-l) на длительность At аналоговых ключей блока 4 (Т - длительность обрабатываемого сигнала, котора  равна максимально возможной длительности обрабатываемлс сигналов), At - врем  задержки между двум  соседними отводами линий задержки; в частности ,At равно интервалу отсчетов по

Котельникову и состоит, например из функционально св занных между собой задахицего генератора и схемы управлени  на элшкентах дискретной техники .

Устройство дл  вычислени  коррел ционных функций работает следующим образом.

В мсмент времени блок 13 управлени  вводит в режим работы

масштабньй блок 1 и сигналы fj, (tj и fi(t) через первый и второй входы устройства поступают в масштабный блок 1, где происходит преобразование до необходимых значений средних частот их спектров и усиление по

амплитуде до заданных преобразованных по частоте сигналов f(t) и fi(t).

С первого и второго выходов масштабного блока 1 сигналы fj(t) и

f(t) поступают на входы соответственно линий 2 и 11 задержки, распростран  сь далее вдоль этих линий. При этом по мере продвижени  сигнала f(t) вдоль шестой линии 2 задержки он непрерывно поступает через ее отводы на входы, закрытых аналоговых ключей 4п..Ни-1 , блока 4 ключей.

Через интервалы времени и t(k+) At сигналы fj(t) и ) поступают на входы соответственно линий 3 и 12 задержки, распростран  сь далее вдоль этих линий. При этом по мере продвижени  этих сигналов вдоль линий 3 и 12 задержки они непрерывно поступают через их отводы соответственно на входы закрытых соответствующих аналоговых ключей блока 4 и на вторую группу входов блока 8 умножени . Так как в этом случае на первой группе блока 8 умножени  отсутствуют значени  сигналов, то результаты умножени  на выходах блока 8 равны нулю.

В момент времени под воздействием импульса длительностью At блока 13 управлени  открываютс  аналоговые ключи блока 4 и значени  соответственно выборок f (t) , (k-1)AtJ, с выходов (отводов) линий 3 и 2 задержки в течение интервала А t поступают через аналоговые ключи блока 4 на соответствующие входы пиний 5-7 задержки, распростран  сь далее вдоль этих линий задержки в таком пор дке

fjlt-Cn-Dut, fjCt)

В этот же момент-времени значени  выборок fjlt-Cn-DAt, fjtt-{n2 )AtJ,..., (k+1)4t начинают поступать на интервал at на первую группу входов блока 8 умножени .

В момент времени на втору группу входов блока 8 умножени  начинают поступать на интервал At с соответствующих выходов п той линии 12 задержки значени  выборок соотвественно f4(t-Mj At). В этот же момент времени на выходе элемента перемножени  колебаний блока 8 умножени  образуетс  значение

f3tt-(n-1)ut f4() длительностью At, которое в течени интервала д t через сумматор 9 поступает на первый выход устройства и вход блока 10 преобразовател  часTOTId .

Так как выбЬрочные значени  f,Lt-( l-1)ut , ....1 и выборочные значени  f (t- д t) , i 1 . . распростран  сь вдоль линии 6,7 и 1 задержки на встречных направлени х, поступают последовательно во времени каждый раз на интервал;at соответственно на обе группы входов блока 8 умножени , то в момент времени на выходах схем 8|l и вх,перемножени  колебаний блока 8 умножени  образуютс  значени  It-(n-l) ь t f;, (t-| д t) ; B f3lt- n-2 )atl f () длительностью At , которые в течение интервала А t через сумматор 9 поступают на первый выход устройства и вход блока 10 преобразовани  частоты в виде суммы: А+В, обновл  сь через интервал 4 А t, на первом выходе устройства и входе блока 10 преобразовани  частоты с течением времени формируетс  следующий результат:

уП) f3(t-T+OAt) f4 lt-(m-)+j4t) ; (, ), который с точностью до посто нного множител   вл етс 

5 приближенным значением коррел ционного интеграла с уменьшенным в два раза масштабом времени.

После восстановлени  прежнего (или заднего ) значени  средней частоты спектра сигнала в блоке 10 преобразовани  частоты на втором выходе устройства образуетс  следующее окончательное значение результата:

5 ,l1(t-тt)лt)fгlt-(m-л))йtli (),

который с точностью до посто нного множител   вл етс  приближенным вычислением коррел ционного интеграла

0 V(t) |fi(t-T-rt)f7(t4r-t- ftl)dt ()

если только в нем уменьшить в два раза масштаб изменени  Y(t) по оси t. Приведенное описание работы предe лагаемого устройства будет справедливо и тогда, когда f (t) fa (t) f (t), . и f(t) и fi(t)  вл ютс  четными и нечетнь1ми функци ми.

При выполнении услови  fii(t) f(t)f(t) можно соединить между

0 собой входы масштабного блока 1, а также его первый и второй выходы, и переключатель П2 поставить в положение 2.

При вычислении интеграла свертки

5 y(t)I fi () f7(t-r)drнеобходимо разомкнуть переключатель П2 и замкнуть переключатели П1 и ПЗ.

Таким образом, введение новых блоков: двух линий задержки и установление новых св зей выгодно отли- . чает предлагаемое устройство от указанного прототипа, так как позволило обеспечить высокое быстродействие, увеличить точность вычислени  коррес л ционных функций как узкополосных, так и широкополо сных сигналов,также упростить устройство за счет использовани  линий задержки с меньшим числом звеньев/или  чеек пам ти/ и уменьшени  номенклатуры функциональных элементов. В результате этого

Claims (2)

1. существенно расширитс  область применени  устройства и отпадет необходимость в разработке р да устройств с близко расположенными диапазонами рабочих частот, улучшатс  тактикотехнические и технико-экономические показатели при изготовлении и эксплуатации . Формула изобретени  Устройство дл  вычислени  коррел ционных функций, содержащее масштаб ный блок, первый и второй входы которого  вл ютс  соответственно первым и вторым входами устройства,пер вук) линию задержки, выходы которой соединены с входами первой группы блока ключей в обратном пор дке. К, выходов первой группы которого подключены к соответствукадим входам второй линии задержки, третью линию задержки, вход которой соединен с выходом второй линии задержки с к+1 выходом блока ключей, и через первый переключатель - с первым выходом масштабного .блока, блок умножени , сумматор, выход которого  вл етс  первым выходом устройства и соединен с первым входом блока преобразовани  частоты, выход которого  вл етс  вторым выходом устройства, а второй вход соединен со вторым выходом масштабного блока, четверту линию задержки, вход которой соединен с третьим выходом масштабного блока, п тую линию задержки, вход которой соединен с выходом второго и третьего переключателей, первый выход второго переключател  соедине с выходом четвертой .линии задержки. а выход третьего переключател  подключен к третьему выходу масштабного блока, третий вход которого подключен к первому выходу блока управлени , второй вход которого соединен с управл ющим входом блока ключей, отличающеес  тем, что, с целью повЕлиени  точности , в устройство введены шеста  и седьма  линии задержки, первый выход масштабного блока соединен со входом Шестой линии задержки, АС выходов которой соединены с С входами второй группы блока ключей в обратном пор дке , К, выходов второй группы которого соединены с соответствующими входами третьей линии задержки, а к+1-ый выход шестой линии задержки соединен со входом первой линии задержки , со вторым входом второго переключател  и с к+1-м входом блока ключей, перва  группа входов блока умножени  соединена соответственно с выходом второй линии задержки и с выходами третьей и седьмой линии задержки, втора  группа входов блока умножени  соединена в обратном пор дке с соответствующими выходами п той линии задержки, выходы блока умножени  подключены к соответствующим входам сумматора. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 306471, кл. G 06 G 7/19, 1971.
2. 2.Авторское свидетельство СССР по за вке 2616085/18-24, 1978.

   ID I