Цифровий знаковий корелятор

Цифровий знаковий корелятор, що містить перший n-розрядний регістр зрушення, n блоків множення, перемикач вибору режиму роботи, другий n-розрядний регістр зрушення, інформаційні входи регістрів зрушення є однойменними входа 3 20675 4 плітуди аналогового сигналу в цифровий код в разі такий. Ключ S1 виконує функцію записування використання сумарно різницевого підсилювача, збереження кодового слова в регістрі зрушення значенням амплітуди аналогового сигналу нехтустатичному(1). Якщо ключ S1 замкнуто, то реаліють, формують трьох розрядний знаковий цифрозується записування, а якщо ключ S1 розімкнуто, вий код, інформаційна ємність знакового цифровото реалізується режим збереження. У регістрі зруго коду значно менше звичайного двійкового. шення статичному весь цикл вимірів зберігається Тому і автоматичне знаходження знакових знаковий сигнал - кодове слово, кореляційну фунцифрових кореляційних функцій вимагає менших кцію якого необхідно визначити. Це кодове слово апаратурних витрат, ніж звичайних цифрових конадходить на вхід 5. На вхід 6 регістру зрушення реляційних функцій, одержаних на відомих корединамічного(2) у реальному масштабі часу надхоляторах. дить кодове слово у виді знакового сигналу порівПри перетвореннях аналогових сигналів в знаняльну кореляційну функцію якого (з кодовим слокові аналогові сигнали x(t) замінюють їх знаками, вом, що знаходиться в регістрі зрушення тобто виконується перетворення статичному) треба знайти. На вхід 7 надходять тактові імпульси, що зрушують. Схема порівняння - перемножував (3) визначає кількість порозрядних ì- 1 при x 0 того, що знаходиться в даний момент в регістрі î зрушення динамічному (RGдин.). Сумарнорізницевий підсилювач перетворює переважаючу Процес знаходження знакової кореляційної кількість збігів і розбіжностей у напругу - форму, функції можна ілюструвати таким чином: зручну для спостерігання. Таким чином на виході 8 цифрового знакового корелятора спостерігають é ù цифрову знакову кореляційну функцію. ê ú o o На Фіг.2 представлена електрична функціонаê sgnx(t ) sgnx(t - t )ú rx ( t) = M (2) ê ú льна схема сумарно-різницевого підсилювача. На ê ú входи 1-7 подається інформація про кількість розë û біжностей в кодових словах, що порівнюються. На входи 8-14 - про кількість збігів. На виході 15 сумаo рно-різницевого підсилювача фіксується результат де rх(t)- знакова кореляційна функція, x (t) алгебраїчного підсумовування кількості збігів та центрована функція, тобто без сталої складової, Μ розбіжностей в кожний момент порівняння. - функція осереднення. На Фіг.3 представлена розгалужена структурЗ формули (2) видно, що алгоритм функціонуна схема цифрового знакового корелятора. На цій вання корелятора складається з часових зрушень схемі 1 - регістр зрушення статичний, S1 - ключ, (t-t), виявлення побітових збігів та розбіжностей який, реалізує функцію запису-збереження, еле(знак множення) та визначення сумарного осередменти 2-15 - перемножувач, причому елементи 2-8 неного їх значення (М). - це суматори по модулю 2, які реалізують такий У випадку знаходження цифрових знакових алгоритм: кореляційних функцій кількість часових зрушень, виявлень побітових збігів та розбіжностей на одну 1+1= 0 кореляційну функцію значно менша, ніж у випадку 1+ 0 = 1 знаходження звичайних цифрових кореляційних (4) 0 +1 = 1 функцій (за рахунок нехтування амплітудною інформацією аналогового сигналу). Тому і є можли0+0 = 0 вість зменшення апаратурних витрат. Відомо також, що є можливість відновлення Отже на виходах ми маємо кількість розбіжнозвичайної кореляційної функції, якщо відома знастей кодових знаків. Елементи 9-15 - це інвертори. кова кореляційна функція. Вони пов'язані співвідНа їх вихода х - кількість спів падань кодових знаношенням ків, тому, що при інвертуванні ми маємо: ép ù r x ( t) = sinê rx (t )ú 2 ë û (3) де: rх (t) - знакова кореляційна функція; ρx(t) - нормована автокореляційна функція. Співвідношення (3) справедливе для нормальних стаціонарних випадкових процесів. На Фіг.1 представлена електрична структурна схема цифрового знакового корелятора. Відомо, що корелятор визначає міру однаковості прийнятого кодового слова з кодовим словом, що зберігається в пам'яті корелятора. Принцип дії знакового цифрового корелятора 1+1= 0 1 1+ 0 = 1 0 +1 = 1 0+0 =0 0 0 1 (5) На виході стовпчика - результат інвертування. Елемент 16 - це регістр зрушення динамічний. На його вхід 2 надходить знакове кодове слово, кореляційний зв'язок якого необхідно визначити з кодовим словом, що зберігається в регістрі зрушення статичному. Елемент 17 - сумарно-різницевий підсилювач, на входи 15-21 якого надходить результат розбіжностей кодових знаків, а на входи 5 20675 6 22-28 - результат співпадань порівнювальних конянь кодових слів, які на момент порівняння знадових знаків. ходяться в першому та др угому регістрах зрушенДля аналізу запропонованих схем було виконя (статичному та динамічному) для визначення нане моделювання цифрового знакового корелякількості збігів та розбіжностей кодових знаків потора з використанням пакету прикладних програм рівнювальних кодових слів. Electronics Workbench. Схема, яку змонтовано на IMC DA1, є суммарНа Фіг.4 показана електрична принципова но-різничний підсилювач. Він виконує функцію схема для досліджень знакової цифрової кореляцифрового суматора збігів та розбіжностей, а таційної функції. Знаковий цифровий корелятор покож функцію цифро-аналогового перетворення будовано на IMC DD4, DD5, DD6-DD19, DA1, резиунітарного кода - переважаючої кількості збігів чи сторах R2-R8, R10-R16, R9 та R17. На IMC DD1розбіжностей в напругу-форму зручну для візуальDD3 побудовано генератор квазівипадкових посліного спостереження кореляційної функції. довностей (КВП), який використовується в якості Результати моделювання представлені на знакового цифрового сигналу. КВП, що безперерФіг.5, Фіг.6, Фіг.7. На Фіг.5 представлена автокоревно циклічно повторюється, подається на інфорляційна функція періодичних КВП. Видно, що все маційний вхід регістра зрушення динамічного кодове слово 1011000 спресовано в один центра(DD5). Ключ S1 використовується для реалізації льний пік. На Фіг.6 та на Фіг.7 представлені часові режимів записування та збереження в регістрі діаграми сигналів на виходах статичного та диназрушення статичному (DD4) таких саме сигналів, мічного регістрів зрушення. Видно процес часовояк і ті, що подаються на інформаційний вхід регістго зрушення періодичної КВП 1011000. ра зрушення динамічного. Таким чином на виході Аналіз результатів моделювання показує, що корелятора фіксується автокореляційна функція. запропонований пристрій дозволяє одержати циЯкщо S1 замкнуто - реалізується режим записуфрову знакову кореляційну функцію. Апаратурні та вання КВП в регістр зрушення статичний, в якому обчислювальні затрати при цьому мінімальні. Для кодове слово зберігається протягом всього циклу одержання цифрової знакової кореляційної функвизначення кореляційної функції. Якщо S1 розіції семирозрядного кодового слова необхідно 5 мкнуто - реалізується збереження КВП в регістрі корпусів цифрових ІМС та одного корпуса аналозрушення статичному. гових мікросхем. На Фіг.4 також зображено G1 - генератор такЗапропонований цифровий знаковий корелятових імпульсів, який використовується в якості тор можна використовувати в області електронної імпульсів зрушення в регістрах зрушення, О1 схемотехніки, зокрема в електронних трактах приосцилограф для відсвіжування кореляційної функймання-передачі інформації для синтезу кореляції, А1 - аналізатор для відстеження часових діагційної функції, бо в порівнянні з існуючими прирам в різних точках регістрів зрушення. строями, він має невеликі апаратурні витрати та Показані також витоки живлення +Vcc, +Vdd та потребує використання невеликих обчислюваль+5В. них потужностей, що обумовлює його промислове На IMC DD6-DD19 змонтовано схему порівзначення. 7 Комп’ютерна в ерстка М. Мацело 20675 8 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601