Устройство для измерения корреляционной функции случайных сигналов

СПИИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических РеспубликК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ симое от авт. свидетельстваМ. Кл 6 061 15 06,Ч 11.1970 ( 1462407/18-2пением заявкиявлен присо Комитет оо деламаобретениР и открыт риоритетпубликовано 15.Ч,1972. Бюлата опубликования описани УДК 681,3:658.56(088.8) ри Совете Мииистр СССРнь1 .Ч 1,1972 Авторыизобрстения П. Тихоно Заявител ОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОРРЕЛЯЦИОН ФУНКЦИИ СЛУЧАЙНЫХ СИГНАЛОВ2 ыи ход 0 Изобретение хиических средств дл процессов.Известны устройства для измерения знаковых корреляционных функций случайных сигналов, основанных на вычитании в разные моменты времени измеряемого случайного ситнала от вспомотательного, имеющего разномерное распределение, и с последующим определением вероятностей совпадения или 1 несовпаде 1 ния знака разности,Однако в известных устройствах при последовательном измерении последующих значений,корреляционной функции информация от предыдущих измеренных значений не ис пользуется. Это снижает быстродействие устройства. Существенным недостатком является также фиксация времени задержки между сигналами при измерении ординат корреляционной функции. Этот недостаток вызвавши 2 тем, что при измерении различных корреляционных фуниций ошибка восстановления непрерывных значений меняется и может достигать больших значений.Целью изобретения является повышение 2 быстродействия и точности измерения корреляционных функций случайных сигналов.Для этого в устройство введены дополнителыно генератор вспомогательного сигнала, пороговая схема с изменяющимися уров относится к области тея измерения случайных нем,порога, логическая схема, реверсивн и обычный двоичные счетчики, причем вы. пороговой схемы соединен с одням из входов логической схемы, два других входа которой подключены к выходам формирователей. Раздельные выходы подключены к шинам сложения и вычитания реверсивного счетчика, соединенного параллельно с,двоичным счетчиком. Выход двоичного счетчика подключен ко входам одного из модуляторов н схемы управления,Блокчсхема предлагаемого устройства изображена на чертеже,Случайные сигналы Х(г) и У(1) подаются на входы амплитудно-импульсных модуляторов 1 и 2. Выходы модуляторов подключены ко входам схем вычитания 3 и 4, другие входы которых соединены с выходами генераторов 5 и б вспомогательного сигнала У(1) и Р(1). Выходы вычитающих схем подключены через формирователи 7 и 8 к раздельным входам логической схемы 9. Другой вход схемы 9 соединении с выходом пороговой схемы 10, уровень порога которой регулируется фиксатором уровня 11. Вход пороговой схемы 10 соединен с выходом генератора 12 сигнала (1) с известной одномерной функцией распределения. Раздельные выходы схемы 9 подключены ко входам сложения и вычитания реверсивного счетчика 3, соединснно 33890460 65 го параллельно с двоичным счетчиком 14. Выход счетчика 14 параллельно подключен ко входам схемы 9 фиксатора уровня 11 модулятора 2, схемы вычитания 4 и схемы управления 15. Схема управления 15 синхронизирует работу всех узлов и подключена ко входам модулятора 1 схемы вычитания 3 и двоичного счетчика 14.Устройство работает следующим образом.На входы модуляторов 1 и 2 поступают входные сигналы Х(1) и У(1). В момент включения со схемы управления 15 на модулятор 1 подается сигнал, по которому с его выхода на вход схемы вычитания 3 поступает импульсный сигнал с амплитудой, равной амплитуде сигнала Х(1) в рассматриваемый момент времени, В схеме вычитания 3 по сигналу со схемы управления 15 производится вычитание вспомогательного сигнала У(1) из входного Х(1), причем на формирователь 7 поступает положительный или отрицательный уровень сигнала, если Х(1) ) У(1) или соответственно Х(1) У(1). При равенстве сипналов Х(1) и У(1) уровень сипнала с выхода схемы, вычитания 3 равен нулю. Формирователь 7 из указанных уровней сигнала формирует стандартный импульсный сигнал, условно равный либо единице, либо минус единице, либо нулю в зависимости от знака уровня. Этот стандартный сигнал поступает на один из входов схемы 9 и запоминается.Одновременно с подачей управляющего сигнала на модулятор 1 и схему вычитания 3 со схемы управления 15 поступают импульсные сигналы на счетный вход счетчика 14. Причем предварительно в счетчик 14 параллельно переписывается код с реверсивного счетчика 13. В момент запуска этот код соответствует максимальному числу, и после прихода первого же импульса со схемы управления 15 на выходе счетчика 14 появится сигнал, По этому сигналу прекращается подача импульсов на счетный вход счетчика 14, устанавливается требуемая величина порога в фиксаторе уровня 11, производится вычитание вспомогательного сигнала Ь(1) из входного случайного сигнала У(1), формирование стандартного сипнала на формирователе 8 и формирование сигнала сложение или вычитание в схеме 9,Таким образом, счетчики 13, 14 и,схема управления 15 образуют управляемую схему задержки модулятора 2 относительно запуска модулятора 1, При этом, если на счетчике 14 записан максимальный код, то это соответствует минимальному времени задержки и наоборот, если в счетчике 14 записан минимальный код, равный нулю.Формирование сигнала на вычитание единицы, т .е. увеличения временной задержки (или нескольких единиц в зависимости от выбранното алгоритма), происходит тогда, когда с выходов формирователей 7 и 8 приходят сигналы, совпадающие по нулям, положительным или отрицательным единицам, а 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 с выхода пороговой схемы 10 приходит сигнал, соответствующий нулю. В противоположном случае формируется сигнал на сложение, и время задержки уменьшается.В результате многократного измерения на счетчиках 13 и 14 сформируется такая задержка т, при которой частота совпадения сигналов, поступающих с выходов формирозателей 7 и 8, совпадает с часто 1 той появления единицы, соответствующей превышению сипналом (1) установленного уровня порога т.Этот момент соответствует окончанию измерения одной ординаты корреляционной функции, аргумент которой считывается со счетчика 13, а значение - с фиксатора уровня 11. Фиксатор уровня 11 заранее градуируется в значениях корреляционной функции, так как известно, что корреляционная функция КХУ(т) связана с вероят 1 ностями вьвполнения неравенств Х(1) ) с 1(1), У(1) ) Ъ(1) и Х(1) с 1(1), У(1) Ъ(1) следующим соотношением:КХ У (т) АВ (2 Р Х (1) ) И Я, У (1+т) ) ) У(1) +2 РХ(1) 0(1), У(1+т)У(1) - 1,где А и В - интервалы распределениявспомогательных сигналов У(1) и К(1);т - время задержки.Изменяя автоматически или вручную уровень порога в схеме фиксатора уровня 11, можно измерять следующее значение корреляционной функции.Если входной сипнал представляет собой гауссовский процесс, то генераторы 5 и б вспомогательного сипнала заменяют на фиксаторы уровней средних значений, В остальном устройство работает аналогично. Разница заключается в том, что корреляционная функция гауссовского сипнала определяется при тех же параметрах устройства с большей точностью и с большим быстродевствием.Уменьшение времени определения корреляционной фувкции осуществляется за счет того, что при измерении следующего значения корреляционной функции используется накопленная статистика от измерения предыдущего значения в виде установившейся временной задержки. Точность определения корреляционной функции повышается за счет того, что число измеряемых ординат выбирается заранее по требуемой точности измерения, всегда остается постоянным и не зависит от вида корреляционной функции, а меняются только величины дискретных значений аргумента корреляционной фувкции. Предмет изобретенияУстройство для измерения корреляционной функции случайных сипналов, содержащее два канала, каждый из которых содержит модулятор, соединенный через схему вычитания с формирователем, генерагор вопомо338904 ставителв Э. Сечинахред Л. Богданова Редактор Л. Утехина ектор Л. Орлова Заказ 1765/2 Изд.667 Тираж 448 ПодписноеЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССРМосква, Ж.35, Раушская наб., д. 4/5 ипографи, Сапунова,гательного сипиала, соединенный со схемой вычитания, и общие для обоих каналов схему управления, логическую схему, выходы которой подключены к реверсивному счетчику, выходы которого подключены к счетчику, отличающееся тем, что, с целью новыщения быстродействия и точности измерения, устройстево содержит пороговую схему, фиисатор урчания, генератор дополнительного вспомогательного сигнала, выход которого через пороговую схему подключен ко .входу логической схемы, два других входа которой соединены с соответствующими формирователями, один выхсд схемы управления подключении к объединенным входам модулятора и схемы 5 вычитания первого канала, другой выход схемы управления через счетчик подключен к соответствующим входаи модулятора и схемы вычитания второго канала, схемы управления, логической схемы, фиксатора уровня, 10 выход которого подключен к пороговойсхеме.