Главная Промышленная автоматика.

одинаковому результату. Требования к быстродействию и объему памяти ЗУ обоих фильтров будут также одинаковы. Как было показано раньше, нужный объем памяти ЗУ фильтра Ж,, и в данном случае можно рассчитать по формуле (2.21а).

В главе 2 отмечалось, что без существенного ухудшения изображения можно с одной опорной функцией обрабатывать сигналы от достаточно большого числа (Аф) соседних полосок дальности [1, 2]. В этом случае массив весовых коэффициентов будет иметь размерность NdXN2, где Nd = Nr/Nф, и общий объем памяти с учетом хранения весовых коэффициентов опорной функции увеличится незначительно.

Частота выполнения комплексных операций умножения Q пс (или просто операций умножения в каждом корреляторе) определяется формулой (2.20).

На рис. 6.10,а изображена функциональная схема ФС, реализующего алгоритм прямой свертки на основе комплексного умножителя, а па рис. 6.10,6 - сигнал в точке «а» схемы. Такой ФС состоит из ЗУ1 сигнала и ЗУ2 весовых коэффициентов опорной функции, счетчиков адресов ЗУ (СТК1, СТК2 и CTN,-), Ком ПЛ СКС-ного умножителя (КУ) табличного типа, укорачивающих (дифференцирующих) цепочек УЦ1 и УЦ2, накапливающих сулшаторов SM1 и SM2, вычислителя модуля сигнала (ВМ) и логических схем Dl-D4, обеспечивающих вычислительный процесс. Коэффициент пересчета счетчиков CTKi и СТК2 равен k = N2 - числу весовых коэффициентов опорной функции, а счетчика CTN,.-.V -

Из ПФ

N,-1

Чтение

Запись

От управляю-uieii ЦВМ

Вычисление элементов пзимуталоной строки >[

Прием надой информадии

Рис. 6.10. Функциональная схема ФС, реализующего алгоритм прямой свертки на основе комплексного умножителя



числу обрабатываемых полосок дальности. Схема работает в двух режимах: в режиме вычисления и в режиме приема сигналов с выходов ПФ и записи в ЗУ1 новых частичных сумм для каждой полоски дальности.

Пусть в исходном состоянии все счетчики адресов ЗУ обнулены, в ЗУ1 записаны частичные суммы для всех полосок дальности на интервале синтезирования, а в ЗУ2 - весовые коэффициенты опорной функции (по группам полосок дальности). Триггер D4 установлен так, что на его выходах Q=l, а Q = 0. Вследствие этого через открытый вентиль D1 на вход счетчиков СТК1 и СТК2 поступают тактовые импульсы ТП с частотой Qnc-

Поскольку счетчики адресов ЗУ обнулены, то в этот момент с нулевой ячейки ЗУ1 на сигнальные входы /(У поступят частичные суммы с полоски дальности под нулевым номером, а с ЗУ2 - соответствующие весовые коэффициенты. В итоге с выходов КУ в сумматоры запишутся результаты комплексного перемножения весовых коэффициентов /Jc{0, 0} и hs{0, 0} на соответствующие частичные суммы ici {О, 0} и isi{0, 0} для нулевой полоски дальности. При поступлении первого тактового импульса ТП в счетчиках СТК1 и СТК2 запишутся единицы, а в накапливающих сумматорах окажутся суммы двух комплексных произведений

lijO, 0}/i{0, 0}-f ii{0, 1}й{0, 1} и т. д. Указанный процесс вычислений продолжается до тех пор, пока в сумматорах не окажутся суммы произведений N2 отсчетов с соответствующими весовыми коэффициентами, т. е. результат вычисления дискретной свертки для одного элемента разрешения в полоске дальности с нулевым номером. В этот момент во всех разрядах счетчиков СТК1 и СТК-окажутся единицы.

С иоступлением очередного тактового импульса частоты эти счетчики обнуляются, вследствие чего сигнал переноса со счетчика СТК2 через укорачивающую цеиь (УЦ1) поступает на сумматоры, и содержимое сумматоров считывается в блок вычисления модуля ВМ, а сумматоры вновь обнуляются. Этот же сигнал переноса через открытую часть вентиля D3 поступает на вход счетчика полосок дальности CTNj., где записывается следующий номер полоски дальности, и процесс вычисления свертки повторяется уже для этой полоски и т. д. Операция дискретной свертки будет осуществляться с одинаковыми весовыми коэффициентами для группы соседних полосок дальности до тех пор, пока в разряде «Лф» счетчика CTNr не появится «1». После этого из ЗУ2 в соответствии с новым адресом будут выбираться другие весовые коэффициенты, отвечающие следующей группе полосок дальности.

Процесс вычисления дискретной свертки осуществляется для каждой полоски дальности, т. е. до тех пор, пока во всех разрядах счетчиков CTNr, СТК1 и СТК2 не окажутся единицы. Очередной тактовый импульс частоты Qnc вызывает обнуление всех счетчиков, вследствие чего переключается триггер D4 (Q=l, Q =



= 0), ЗУ] переводится в режим записи (рис. 6.10,6) и из ПФ по нулевому адресу ЗУ1 вместо i{0, 0} для нулевой полоски дальности запишется значение очередной частичной суммы i{0, Аг}-Одновременно с переключением триггера D4 прекращается доступ импульсов ТП через вентиль D1 и открывается доступ им-гульсов ТИ частоты /т через открытую часть вентиля D3 па вход счетчика CTN. С приходом первого тактового импульса ТИ в счетчик полосок дальности CTNr запишется «1» и по нулевому адресу ЗУ] вместо gi{l,0} зафиксируется значение частичной суммы i{l,yV2} для первой полоски дальности и т. д.

Процесс записи новой частичной суммы для каждой полоски дальности продолжается до тех пор, пока в ЗУ] пе будет записан отсчет i{jV,.- 1, Лг}. В этом случае в каждом разряде счетчика CTNr окажутся единицы. Очередной импульс ТИ вызывает обнуление счетчика CTNr, сигнал переноса снова переключает триггер D4(Q = 0, Q=l), ЗУ] переводится в режим чтения, схема D] открывается для импульсов ТП, а через укорачивающую цепь УЦ2 и схему D2 в счетчик СТК] записывается «1». Счетчик же СТК2 в этот момент находится в обнуленном состоянии. Поэто.му в очередном цикле операция свертки будет осуществляться как бы со сдвинутым на один такт сигналом в каждой полоске да."!ь-ностп.

Необходимо отметить, что ввиду широкого применения в обработке сигналов ЦРСА операций типа «комплексное умноже-ние + сложенпе» становятся важными разработка и выпуск специальных микросхем, реализующих указанную функцию. По данным иностранной печати уже имеются опытные образцы таких микросхем. В частности, опубликованы сведения о воз.можности создания (16Х 16)-разрядпого множительного устройства (32-разрядное произведение) с быстродействием 150 не при потреблении 250 .мВт, которое обеспечивает также и накопительное сложе!пте [45]. В этой же работе в качестве при.мера описывается 16-раз-рядиып комплексный умножитель с быстродействием 28 пс. Применение таких микросхем позволит значительно упростить реализацию схем ФС (рис. 6.8, 6.9) при одновременном повышении быстродействия и надежности.

Операция вычисления модуля так же, как и операция умножения, может выполняться за один такт табличным способом или по упрощенному алгоритму, например, путем суммирования большего из чисел с половиной меньшего. В последнем случае мак-сп.мальпая ошибка в вычислении модуля сигнала не превышает 12%>[21].

Опорная функция li{m, k} изменяется в зависимости от режима работы ЦРСА. Ее новые значения вычисляются и записываются в ЗУ2 с помощью управляющей ЭВМ.

Из анализа выражений (2.21а), характеризующих объем памяти и быстродействие ФС при реализации алгоритма ПС, видно, что при одинаковом разрешении ЦРСА по азимуту и дально-





0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 [65] 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100

0.0032