Корелятор
Винахід відноситься до галузі автоматики та обчислювальної техніки і може бути використане в різних галузях спеціального призначення. Мета винаходу - спрощення корелятора. Корелятор містить блоки пам'яті, аналого-цифровий перетворювач, групи регістрів, регістри пам'яті, блоки пам'яті значень опорного сигналу, групи помножувачів, групи суматорів, лічильники, елементи, елементи порівняння. w fe
ts»s G 06 F 15/336
ВІДОМСТВО СРСР (ГОСПАТЕНТ СРСР) ОПИС ВИНАХОДУ
До СВІДОЦТВОМ
Ш1(1)-Х д(t вЂ" t,) К=о (21) 4901046! 24 (22) 09.01.91 (46) 30,06.93. Бюл. % 24 (72) І.І.Обод, Н, К, Бондар, В, Н.Пєхота та Н.І.Лісаєвич (56) Авторське свідоцтво СРСР
hk 980101, кл. G06F 15/336, 1981.
Авторське свідоцтво СРСР
М 1091173, кл. G06F 15/336, 1983.
Авторське свідоцтво СРСР
М 1292007, кл. 6 06 F 15/336, 1985.
Лощилов І.І. Перспективи зростання продуктивності ЕОМ. вЂ" Закордонна радіоелектроніка, N 5, 1976, с.3-25.
Радіотехніка та електроніка, 1980, М 9, с.1902.
Винахід відноситься до галузі автоматики та обчислювальної техніки і може бути використане в різних галузях спеціального призначення.
Метою винаходу є спрощення технічної реалізації.
Структурну схему корелятора наведено на кресленні.
Корелятор містить блоки пам'яті 1, аналого-цифровий перетворювач 2, першу групу регістрів 3, регістри пам'яті 4, першу групу множників 5, другу групу множників 6, першу групу суматорів 7, другу групу суматорів 8, регістр пам'яті коефіцієнтів 9, третю групу регістрів 10 , четверту групу регістрів 11, п'яту групу регістрів 12, шосту групу регістрів 13, перший 14 і другий лічильники 15, перший16, другий 17 і третій елементи 18 АБО, елементи порівняння 19. другу групу регістрів 20, третю групу сума. Ы2„„1824643 А1 (54) КОРРЕЛЯТОР (57) Винахід відноситься до галузі автоматики та обчислювальної техніки і може бути використане в різних областях спеціального призначення, Мета винаходу вЂ" спрощення корелятора. Корелятор містить блок пам'яті. аналого-цифровий перетворювач, групи регістрів, регістри пам'яті, блоки пам'яті значень опорного сигналу, групи помножувачів, групи суматорів, лічильники, елементи порівняння. 1 іл. торів 21, перший 22, другий 23, третій 24 і четвертий виходи 25 корелятора, вхід 26 синхронізації, інформаційний вхід 27. вхід запуску 28 і вхід управління перезаписом 29.
Корелятор працює в такий спосіб.
Робота корелятора ґрунтується на використанні детермінованої нееквідистантної дискретизації.
Розглянемо нееквідистантну дискритизацію ергодичних сигналів x(t), y(t- t), Для цього уявимо відліки хд(т) і уд(-т) у вигляді добутку безперервних сигналів x(t) і у(т) на ґратчасті функції ш1( с) і Wz(t-т), що складаються іе нерегулярних послідовностей одиничних дельта-імпульсів:
Ш2()- Х д(1-Ь-IAt), до =
Кореляційна функція Склад(т) має вигляд
Схуд(х)!!гп M((x(t)y(t т)) (LU1(t)LUz(t Q))
Т -» оо враховуючи, що процеси x(t) та y(t-t) незалежні від LUt,z(t). отримуємо л
Cxyp(t ) = lllTI (Сху(7) C iz(t ). (1)
З кореляційною функцією Схуд однозначно пов'язана перетворенням Фур'є спектральна потужність взаємодії
Sxyp(IA f) Cxyp(l A t), A f 1/A t звідки з урахуванням теореми Планшереля маємо
Sxyp(l Af) - Ila (Sxy(f)* S)z(IA f) (2)
Тоді значення Cxy(t) визначається за формулою
Cxy(z кореляційна функція дорівнює:
i - 1,2 llm Са(0) = 1/шд; IlmC1z(l A t)=
Очевидно, що максимальній величині ш„відповідає один збіг при кожній зміні на одиницю (.12(! At) = 1/(і шд ); і шд - Т/ Л t
Імпульсні потоки Ш1,z(t) з властивістю кореляційної функції "Вікно збіг" можна отримати детермінованим способом, підібравши спеціальним чином розташування одиничних імпульсів на заданому відрізку
Корелятор працює в такий спосіб.
У блоки 1i. 15 пам'яті записуються дискретні значення опорного сигналу у(т) (у11 у15; у21 у25;. ;у51 у55) згідно з значеннями імпульсного потоку Ш1(1), Регістри 41. 44 записуються значення імпульсного потоку LU)(t), К5, К2 , Кз і К4 відповідно, значення К1 (К1=0) не використовується, тому що при циклічному повторенні! К=К5. У регістр 9 записуються значення коефіцієнта масштабування
1/N – Л t/T. Регістри 3, 20, 10, 11, 12, 13 обнуляються, Лічильник 14 працює з коефіцієнтом розподілу +1, лічильник 15 - з коефіцієнтом розподілу і +1. При включенні корелятора на вхід інформаційний 27 подається вхідний сигнал x(t), на вхід 26вЂ" послідовність імпульсів тактової частоти пристрою, і один раз за весь час роботи корелятора на вхід 28 подається імпульс запуску. Імпульс з входу 28 через елементи АБО 16 і 17 подається на синхровход аналого-цифрового перетворювача 2, на синхровходи регістрів 10. 13 і на синхрівхід регістра 201, По передньому фронту імпульсу аналого-цифрової перетворювача
30 тель 2 здійснює перетворення сигналу
x(t). Отримане дискретне значення х1 надходить на другі входи помножувачів 5, на виходи яких реалізуються твори
x1f11, х1у21; х1уз1; х1у 1 та х1ув Результат
xiy1> по задньому фронті імпульсу з виходу елемента АБО 17 записується в регістр
201. Надалі цей результат підсумовується у суматорі 81 з результатом. що зберігається у регістрі 31; множиться в
40 помножувачі 61 на коефіцієнт, що зберігається в регістрі О, і видається на вихід 22 корелятора, За заднім фронтом імпульсу з виходу елемента АБО 16 результат х1у21 записується в регістр 10, результат х1уз1
45 записується в регістр 111, результат х1у41 вЂ" регістр 121, а результат х1у51 вЂ" регістр 13 .
При збігу значень вмісту регістра 4z зі значенням вмісту лічильника 14 елементі 192 порівняння виробляється імпульс який проходить через елементи АБО 18, збільшує стан лічильника 15 на одиницю, проходить через елемент АБО 16 і надходить на синхровходи
55 АЦП 2 і регістрів 10, 11, 12, 13, а також надходить на синхровхід регістра 202. В результаті зміни вмісту лічильника 15 в блоках пам'яті 1 відбувається зсув значень опорного сигналу y(t). Отримане
1824643 з АЦП 2 дискретне значення надходить на другі входи помножувачів 5, де реалізуються ВИРОБИ Х2У12: Х2У22; Х2У32 Х2У42 та Х2У52. Значення х2у12 і Х1у21 що зберігаються в регістрі 10 сумуються в суматорі 222 і по задньому фронту імпульсу з виходу елемента порівняння 192 записується в регістр 202. подається на вихід 23. За заднім фронтом імпульсу з виходу елемента АБО 16 в регістр 10 записується результат х2у22; в регістр 101 вЂ" x2y32; у регістр
112 вЂ" х2у31; в регістр 121 вЂ" x2y42; у регістр
122 вЂ" x1y41, регістр 131 вЂ" x2y52, регістр
При збігу значення вмісту лічильника 14 зі значенням вмісту регістра 43 відбуваєтьсяаналогічне перетворення значення хз і подача його на другі входи помножувачів 5. У цей же час по значенню вмісту лічильника, що змінилося, 15 відбувається зсув еначеиий опорного сигналу y(t) в блоках l пэМЯТИ. У помножувачах 5 реалізуються наступні твори хзУ13; хзУ23;х3У33: хзУ43 і хзУ53, Значення x3y13, Х2у22, що надходить з виходу регістра 10 і значення х1у31, що надходить з виходу регістра 112, підсумовуються в суматорі виходу 112 і з заднього фронту
203. Вихідний код регістра 203 сумується в суматорі 83 з вмістом регістра
33 і надалі цей результат підсумовування множиться в множнику"63 з вмістом регістра пам'яті 9 і результат множення видається на вихід 24 корелятора. По задньому фронті імпульсу з виходу елемента АБО 16 в регістр 10 записується код х2у23. регістр 112 вЂ" Х2у32, регістр 121 вЂ" хзу43; регістр 122вЂ" х2у42, регістр 123 вЂ" х1у41, регістр 131вЂ" хзу53, регістр 132 вЂ" х5у1, х2у52 енні значень вмісту лічильника 14 та вмісту регістра 4 аналогічним шляхом вхідний сигнал перетворюється на цифровий код х4, який подається на другий вхід помножувачів 5, і за значенням вмісту лічильника 15 відбувається зсув значень опорного сигналу
y(t) у блоках 1 пам'яті. З виходу АЦП значення х4 подається на другі входи помножувачів 5 де реалізуються твори х4у14. х4у24; х4у34 х4у44 та х4у54. У суматорі 213 відбувається підсумовування наступних кодів Х4у14; Х3у23; Х2у32 та Х1у41.
25 входу 29 відбувається зняття результатів з усіх виходів 22 вЂ" 25 корелятора.
Надалі робота корелятора ана30
Результат підсумовування заднього фронту з виходуелемента змагання 194 записується в регістр 20 і надалі цей результат підсумовується вмістом регістра 34 в суматорі 84 і множиться на коефіцієнт, що зберігається в регістр 9, у множнику 64, і подається на вихід 25 корелятора. Одночасно з цим по задньому фронті з виходу елемента АБО 16 в регістр 10 записується код вЂ" х4у24, регістр 11 вЂ" х4у34; s регістр 112 вЂ" хзу33, регістр 121 вЂ" х4у44; в регістр 122 вЂ" хзу43, регістр 123 вЂ" x2y42; в регістр 131 вЂ" х4у54, регістр 132 вЂ" x3y53; в регістр 133 вЂ" x2y52, регістр 134 вЂ" х1у51. У суматорах 71 виходить результат вЂ" х4у24; хзу33: х2у42, х1у51; 72вЂ" х4у34; Хзу43: Х2у52 І 73х4у44; Хзу53.
За два такти до скидання лічильника 14 в початковий стан на вхід 29 надходить стробуючого імпульс, по задньому фронту якого відбувається запис вихідних кодів суматорів 7 у відповідні регістри 3, а добуток х4у54 записується в регістр 34. По стробуючого імпульсу . Отже іэ алгоритму роботи заявленого пристрою, він повністю повторює алгоритми роботи прототипу.
Запропоноване технічне рішення спрямоване на покращення конкретних технічних характеристик кореляторів.
Тому порівняльний аналіз проведемо з базовим об'єктом, як якого виберемо прототип, що характеризується аналогічним способом побудови та функціонування.
Отже слід іе порівняльного аналізу прототипу заявленого пристрою в заявленому пристрої додатково вводиться (порівняно з прототипом) 10 регістрів і три суматора і завдяки цьому вдається скоротити кількість помножувачів на 13. Просте порівняння вже дозволяє зробити висновок, що технічна побудова заявленого пристрою значно простіше в порівнянні з базовим об'єктом, Однак для повного доказувведемо помножувачі, регістри та суматори на прості вентильні елементи з яких і будуються ці елементи, Припустимо, що використовуються 16-розрядні коди. В цьому випадку, як випливає з (4) один помножувач містить
7240 вентильних схем, суматор з паралельним переносом вЂ" 430 вентильних схем, а регістр (5) два вентильні елементи на один розряд. В цьому випадку в заявленому пристрої додатково введені елементи на 10Х32Х + Зх430 = 1610 вентильних
55 схем. У базовому об'єкті для побудови
15 скорочених помножувачів необхідно
15х7240 = 108 600 вентильних схем. Таким чином, технічна побудова заявленого пристрою в порівнянні з базовим об'єктом простіше на 108600 вЂ" 1610-106990 вентильних схем.
Корелятор, який містить елементи порівняння, регістри пам'яті. першу та другу групи помножувачів, три елементи
АБО, два лічильники, дві групи суматорів, першу групу регістрів, блоки пам'яті значень опорного сигналу і аналого-цифровий перетворювач, інформаційний вхід якого сої синен з інформаційним входом корелято, а синхровхід вЂ" з виходом пергога злом. нту АБО. перший вхід якого з'єднаний із входом запуску корелятора та з першим входом другого елемента
10 групи та четвертого регістру п'ятої групи, з'єднаний з іншими входами помножувачів вихід аналого-цифрового перетворювача першої групи, Укладач В. Демидченко
Редактор С, Кулакова Техред M.Ìîðãåíòàë Коректор М, Куль
Замовлення 2226 Тираж Передплатне
ВНДІПД Державного комітету з винаходів та відкриття при ДКНТ СРСР
113035, Москва, Ж-35. Рауська наб., 4/5
Виробничо-видавничий комбінат "Патент", м.Ужгород, вул.Гагаріна, 101