ETUDE ET REALISATION D’UN CORRELATEUR D’IMPULSIONS

PRINCIPE

 Le caractère analogique ou continue de l’expression de r (T) que nous avons xy défini au premier chapitre, n’en permet pas le calcul pour un appareil électronique qui ne peut calculer que des valeurs discrètes de cette fonction.  r (T) sous xy . On cherchera donc à réaliser un appareil permettant d’obtenir … IIt …. …. forme d’une suite de valeurs r (0), r (T) , r (2 T) … , r (n T) xy xy xy xy réparties à intervalles de temps identiques. Chaque intervalle est nommé retard incrémental (T), et chacune des valeurs est un point de la fonction de corrélation mesurée. Pour un tel système numérique l’expression de r (T) xy r (n T) __ L xy N+l N 2’k=O X (k T) Y (k T – nT) sera ou n ~st le nombre de points calculés et (N + 1) T le temps de calcul du point ou temps d’expérience. On peut remarquer immédiatement que la division de la somme par le facteur N + 1 qui permet d’accéder à la moyenne des sommes n’apparaît pas comme essentielle. Ce n’est qu’un facteur de normalisation, et dans le corrélateur que nous réalisons cette division serait techniquement difficile, aussi n’est-elle pas réalisée. L’appareil calcule donc la fonction … r’ (n T) xy proportionnelle à la fonction … r (n T). xy X (k T) Y (k T – nT) Les trois opérations élémentaires à réaliser pour obtenir la valeur d’un point de la fonction de corrélation sont donc : 

1. a) un retard qui a Y(t) engendrera Y (t – T) 
2. b) une multiplication effectuant le produit X (t) y (t – T) 
3. c) une somme permettant d’obtenir 2′ X (t) . y (t – T) 

Réalisation des trois opérations élémentaires. 

Si l’on veut que l’appareil effectue un calcul en temps réel, il est nécessaire d’obtenir simultanément un nombre de retard égal au nombre de points en désirés. Quant à la durée d’un retard élémentaire ‘1″ , elle doit pouvoir être ajustée au gré de l’utilisateur en fonction du problème qu’il a à traiter. Le moyen le plus commode d’obtenir ce résultat, est d’utiliser un registre à décalage. Comme le point correspondant à un retard nul est analysé, ce registre devra comporter n – 1 étage. Ainsi, la fonction de corrélation sera calculée sur une durée s’étendant de 0 à (n – 1) ‘1″ • Puisque nous opérons sur des impulsions logiques, ce n’est plus à proprement parler de multiplication qu’il s’agit, mais d’une détection de coïncidence qui se résout facilement à l’aide d’un circuit ET. risques. Elle est obtenue par des compteurs binaires travaillant en intégrateurs n B – Schéma de principe d’un corrélateur d’impulsions. HORLOGE RETARD INCREMENTAL y o——-4~–IL.–,—– »—–,__________ G~~~::~:: DECAL! 1 0 X O—_—,.Ir—-.-~ r—-<~J.r—- – —COMPTEURS 

Remarque

n a paru intéressant de pouvoir déplacer la fonction de corrélation ainsi obtenue sur l’axe des retards, cela afin d’étendre la zone d’analyse. Cela est aisé en mettant en amont du registre de calcul un registre « mort » dont on pourra ajuster la longueur. Si m est le nombre d’étages de ce registre « mort » le calcul de la fonction de corrélation sera obtenu 9 pour une durée s’étendant de : m l’ à (m + n – 1) l’ D’Acquisition des résultats. Comme un compteur est nécessaire pour chaque point de corrélation, on a décidé pour des considérations de prix de revient et d’encombrement de réaliser une pré-intégration sur des compteurs de faible capacité. Notre choix s’est donc porté sur un compteur de .8 bits par point, soit une aptitude à stocker 255 impulsions (28 – 1). L’acquisition de la fonction de corrélation se fera sur une mémoire extérieure au corrélateur. Cette mémoire dite « mémoire de stockage », peut être un sélecteur multicanaux opérant en multi-échelle. Ceci permet en outre de disposer des interfaces de sortie pour les différents périphériques (imprimantes, perforateur de bandes … ). Pour permettre cette acquisition, il sera nécessaire de réaliser un circuit de lecture séquentielle des compteurs dont on transférera le contenu dans une première mémoire tampon. Ainsi, on disposera du temps séparant la lecture de deux points pour transférer le contenu de la mémoire tampon dans la mémoire de stockage, celle-ci effectuant les sommations entre les différentes lectures. Afin de rester en « vraie grandeur », le transfert vers le registre arithmétique de la mémoire de stockage respectera le nombre exact d’impulsions inscrites dans la mémoire tampon. 

 PRESENTATION DE L’APPAREIL. 

Ces caractéristiques découlent du cahier des charges fournit par l’utilisateur, à savoir – effectuer en temps réelle calcul de 40 points de la fonction de corrélation de deux signaux logiques X et Y. – avoir la possibilité de déplacer cette zone de 40 points par adjonction d’un registre « mort » de 3990 étages programmables par pas de 10 étages. – deux possibilités de disposition de ce registre étaient souhaitées 

1) le signal Y traverse toute la partie programmée du registre mort avant d’entrer sur le registre calcul. 

2)  le registre calcul est fragmenté en deux sections : une de 10 étages, la seconde de 30 étages; entre les deux étages est placé le registre mort. – le générateur » d’horloge » retard incrémental (H 1′) est extérieur au corrélateur. La technologie employée pour la réalisation des « registres autorisé sur le registre calcul une fréquence maximum de 15 MHz soit un retard incrément de 66 ans. Pour le registre mort Cette fréquence doit être comprise entre 1 KHz et 5 1\1Hz. Ainsi, si l’on souhaite travailler à des fréquences identiques sur les deux registres, les limites seront : 1 H T ~ 1 KHz H T ~ 5 MHz Toutefois, il a paru intéressant à l’utilisateur de pouvoir faire travailler les deux registres à des fréquences différentes. Aussi, un sélecteur permet de diviser la fréquence d’horloge du registre mort par 2 ou 4.