Кореляційний фільтр
КОРРЕЛЯЦІЙНИЙ ФІЛЬТР, що містить перший і другий цифрана логові перетворювачі, перший і другий компаратори, генератор превипадкових чисел, генератор тактових -імпульсів і накопичувальних субчматор , вихід якого є ін , формаційним виходом входами відповідно першого та другого компараторів. .другі входи якоїXvОб'є шнени і є першим інформаційнимад входом філЬтра, а-вихід, генератора тактових імпульсів з'єднаний з керуючими входами дервого і другого компараторів, від ч а ю щ йся тим,, щоj з метою підвищення ,; одержить суматор, перший і другий вичитувачі, причому виходи першого . вичитача і суматора з'єднані з входами відповідно першого і другого цифроаналогових перетворювачів , перші входи першого вичитача і суматора об'єднані і є другим інформаційним входом фільтра, виходам першого і другого icoMnapaTOрів з'єднані з (/ відповідально з nepBblM і другим входами входу накопичувального суматора, інформаційний вхід якого з'єднаний з вторлми входами першого вичитувача і суматора і підключений до виходу генератора псевдовипадкових чисел.. .. .. .
Н АВТОРСЬКОМУ СВІДОЦТВ ВУ
ДЕРЖАВНИЙ НОМІТЕТ СРСР
ПО СПРАВАХ ВИНАХОДІВ І ВІДКРИТТІВ
; (.21) 3402535/18-24 (22) 26.02.82 (46) 07.02 84. Бюл. Р 5 (72) І.Я. Білінський, Н.З. Гутман, А.К. Мікелсон, Ю.В. Осокін та Л.П. Петерсон (71) Інститут електроніки та обчислювальної техніки АН Лат. CCP (53.) 681.32(088.8) (56) 1. Авторське свідоцтво СРСР
9 557372 кл. Н 03 Н 17/06. 1974.
2. Авторське свідоцтво СРСР-. за заявкою Р2873459/18-24, . кл. Н 03 Н 17/06, 01.07.80 (прототип).: (54)(57) КОРРЕЛЯЦІЙНИЙ
:містить перший і другий цифроаналогові перетворювачі, перший і другий компаратори, генератор псевдослучайних чисел, генератор тактових .імпульсів і накопичуючий суматор, вихід якого є нн» формаційним виходом фільтра, причому виходи першого і другого цифроаналогових перетворювачів з'єднані » але першого та другого компараторів, „„SU„.. 2 1 A,другі входи яких об'єднані та . є першим інформаційним входом філЬтра,. а"вихід генератора тактових імпульсів з'єднаний з керуючими входами першого і другого« компараторів, от т л і ч а ю щ ся тим,. що, з метою підвищення його швидкодії і спрощення, він ,містить суматор;.перший другий вичитачі , ховаєм виходи першого вичитача і суматора з'єднані з входами відповідно першого і другого цифроаналогових перетворювачів, перші входи першого вичитача і суматора об'єднані і є другим інформаційним входом фільтра, виходи першого і другого.. компараторів з'єднані .со- @ відповідально з першим другим входами другого вичитача, вихоц ко ФУ торого підключений до керуючого входу накопичувального суматора, інформаційний вхід якого з'єднаний з іншими входами першого вичитувача і суматора і підключений до виходу генератора псевдовипадкових чисел2:1.
Винахід відноситься до обчислювальної техніки, а саме до пристроїв для обробки інформації спеціального призначення, і може бути використане в різних галузях науки і техніки.
Відомий цифровий фільтр, що містить блок дискретизації, аналого цифровий перетворювач, елементи затримок, помножувачі на постійний коефіцієнт, суматор, перетворювач аналог вЂ" частота ілічильник.
Вхідний сигнал фільтра перетворюється на дискретну форму і через послідовні елементи затримки та помножувачі на вагові коефіцієнти надходить на суматор і далі на лічильник, де до вихідної суми дораховуються імпульси з перетворювача аналог вЂ" частота. Вихідний сигнал фільтра формується у лічильнику Ã1 °
Вказаний цифровий фільтр має низьку швидкодію внаслідок великого часу установки аналогоцифрового. перетворювача та витрат часу на множення багаторозрядних чисел.
Найбільш близьким за технічною сутністю до пропонованого є. корелометр, що містить блок накопичення, два блоки узгодження; входи яких. є відповідно першим і другим входами кореломет-. ра, вихід кожного блоку узгодження з'єднаний з першим входом відповідного блоку компараторів, другий вхід якого підключений через відповідний цифроаналоговий перетворювач до виходу відповідного генератора випадкових чисел, вихід першого блоку компаратора 4ерез блок затримки з'єднаний з першим входом першого блоку множення, другий вхід якого підключений -ду другого блоку компараторів, тактуючі входи першого і другого блоків компараторів і блоку затримки підключені до виходу тактового генератора, третій генератор випадкового числа, блок постійної пам'яті, трн суматора,. другий і третій блоки множення, перші входи яких підключені до виходів першого і другого суматорів відповідно, Другі входи другого і третього блоків. множення підключені відповідно до виходів другого блоку компараторів і блоку затримки, перші входи першого і другого суматорів з'єднані з виходом постійної пам'яті, а другі входи підключені відповідно до виходів третього і другого генераторів випадкових чисел, виходи блоків множенняпідключені до відповідних входів третього суматора, вихід якого підключений до входу блоку накопичення.
Цей корелометр визначає оцінку кожної точки К„„(mа) кореляції.-. вінної функції К„ (i) Сигналів х (t) і y(t) по алгорйтму л
K (IhxIt I-- вЂ" (вЂ" вЂ" Ih + .ф - П + х N "--(, к-пі г/чк i до 2I х
th до(К-ml ук), де Q - половина діапазону вимірювання сигналів х (t) і у (с); я - кількість циклів вимірювання кожної точки, 15 1 („, )„ — взаємно незалежні рівномірно розподілені в інтервалі (0,1) псевдовипадкові числа, m - кількість тактів затримки одного сигналу щодо іншого, "xK, nK- результат порівняння вхідних сигналів х (t) і у (t) з відповідними 25 ними псевдовипадковими числами; дТ - інтервал дискретіеадії Г2)
Однак відомий корелометр характеризується низьким швидкодіючим, так як час, необхідний для обчислення вихідного сигналу. K х (та7) у кожному такті виміру, розподіляється на визначення від.
20 иь„()Ип) „ і визначення загальної суми. Якщо це. час порівняно з інтервапом дискретизації ЬФ ., то з'являється додаткова затримка освіти вихідного сигналу,.
Крім того, корелометр потребує значних витрат. Обладнання. оскільки визначає взаємну кореляцію відразу в 100 точках, а також застосування взаємно нееавісісис генераторів псевдовипадкових, чисел у кожному каналі
Мета винаходу - підвищення
50 швидкодії та спрощення кор'яційного фільтра.
Зазначена мета досягається, тим, що кореляційний фільтр, що містить перший і другий цифроаналогові перетворювачі, перший і другий компаратори, генератор псевдовипадкових. чисел, генератор тактових імпульсів і накопичуючий суматор, вихід якого є ін60 формаційнимвиходом фільтра, причому виходи першого і другого цифроаналогових перетворювачів з'єднані з першими входами відповідно першого і другого компараторів, 65 другі входи яких об'єднані і
3 є першим інформаційним входом фільтра, а вихід генератора тактових імпульсів з'єднаний з управляючими входами першого і другого компараторів, містить суматор, перший і другий вичитувачі, причому виходи першого вичитувача і суматора з'єднані з входами відповідно першого і другого цифроаналогових перетворювачів, перші входи та суматора 1О об'єднані в. є другим інформаційним входом фільтра, виходи першого і другого компараторів з'єднані відповідно з першим і другим входами другого від'ємника, псевдовипадкових чисел.
Знову введені вузли зв'язку дозволяють реалізувати новий алгоритм фільтрації, в якому використовується .принцип підсумовування-віднімання випадкового допоміжного сигналу, що дозволяє визначити вихідний сигнал фільтра з меншими витратами часу.
На кресленні зображено блок-схему кореляційного фільтра.
Кореляційний фільтр містить компаратори 1 та 2, цифроаналогові перетворювачі 3 та:4, генератор 5 тактових імпульсів, обчислювач б. суматор 7, генератор 8 псевдовипадкових чисел, .нагромаджуючий суматор 9 і вичитувач 10.
Пропонований кореляційний фільтр реалізує новий алгоритм фільтрації = вЂ". Е lf і (2) гі1 кк де x У - оцінка взаємокореляційної функції вхідного сигналу X(t) і фільтруючого сигналу y(t);
Q - діапазон зміни вхідних сигналів z(.t) і уй);
N вЂ" число відліків;
- псевдовипадкове число, рівномірно.розподілене в інтервалі (О, 1 ) п„ - визначено далі функцією (6).
Вираз (2) отримуєбя, якщо реалізувати формулу еуется як результат порівняння сигналу з допоміжним рівнем, а й значення самого допоміжного сигналу. У фільтрі є два канали квантування. В одному каналі квантується сигнал х.(t) +
+ V (Ф), в іншому х (t) вЂ" (t)
Оцінки квантованих сигналів визначаються згідно з формулами: Кк кк (к 1к) (4) де я - половина діапазону зміни сигналів х (4) + у (t) їх (t ) вЂ" x (t ), ті.-ч. з х (t) + y (t) з с. -з c x (t ).У(1 ) «, або вЂ" вЂ" сх(6)с â€" â€" вЂ" з у ( ifÄ „
-1 hPH )Х+М)ОЯк )X Я) t Винахід відноситься до адаптивного коригуючого фільтра з двома частковими фільтрами (TF1, ТF2), коефіцієнти фільтрації яких змінюються за допомогою схеми підстроювання коефіцієнтів (CORR), щоб, наприклад, утворити наближено інверторний фільтр для каналу передачі, що змінюється в часі, і при якому за допомогою перемикання є можливим, як недецімуючий режим роботи, при якому частота опитування відповідає частоті символів, так і децимуючий режим роботи, при якому частота опитування задовольняє теоремі відліків