Адаптивный коррелометр

ме,И С А Н И Е 45079 БРетения Союз Советски Социалистических Реслублик(61) Зависимое от авт, свидетельства 21) 1856401 18-2 М. Кл. б 061 15/3 22) Заявлено 0 с присоединением заявк Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР(088,8) Дата опубликования описания 13.05.75(54) АДАПТИВНЫЙ КОРРЕЛОМЕТР Изобретение относится к специализированным цифровым вычислительным устройствам, предназначенным для определения корреляционных функций.Известны коррелометры, в которых для вы явления тонкой структуры корреляционной функции измеряется много (до 1024) ее ординат, или путем введения дополнительной задержки можно изучить отдельные участки кривой корреляционной функции. 10Такие устройства, содержащие аналого-цифровые преобразователи, блоки умножения, управления, реверсивные счетчики, блоки регулируемой задержки, не решают задачи устранения избыточности в измерениях и не по зволяют реализовать оптимального измерения.Целью изобретения является непрерывное поддержание оптимального интервала восстановления по параметру при изменении крутизны корреляционной функции для сигналов 20 с произвольными распределениями.Для достижения этой цели коррелометр содержит блок формирования оценки восстанавливаемого значения корреляционной функции, подключенный к блоку умножения, к блоку 25 формирования модуля разности и к блоку управления, блок формирования задержки, соединенный со схемой сравнения, блоком управления и блоком задержки, последовательно подключенные ключ, вычитатель и накаплива ющии сумматор; входы ключа соединены с блоком умножения и блоком управления, подключенным к управляющему входу вычитателя, один из информационных входов которого соединен с выходом реверсивного счетчика, выход накапливающего сумматора подключен к блоку управления.В основу работы коррелометра положены следующие принципы.По заданной функции восстановления входного сигнала х(1), например Р(1), формируется грубая оценка восстановленной корреляционной функции, т. е. корреляционная функция измеряется не по самому сигналу, а по его преобразованию в соответствии с восстанавливающей функцией.Затем определяется точная оценка корреляционной функции по самому сигналу в точке, где достигается максимальное абсолютное значение отклонения между значением корреляционной функции, определяемой непосредственно по сигналу и по его восстановленному значению.После этого определяется точная оценка корреляционной функции, например, путем одновременного использования экспоненционального усреднения и шагового приближения. Максимальное абсолютное значение разности между точной оценкой корреляционной функции и грубой, восстановленной, сравнивается с65 заданной величиной и в зависимости от результата сравнения изменяется аргумент (ин- тервал восстановления) корреляционной функции в большую или меньшую сторону.На чертеже показана структурная схема адаптивного коррелометра.На входные аналого-цифровые преобразователи 1 и 2 подают случайные процессы х и у(1), Преобразователи 1 и 2 преобразуют мгновенные значения аналоговых сигналов в цифровую форму, сигналы затем поступают с блока 1 через блок 3 управляемой задержки, а с блока 2 непосредственно на входы блока умножения 4, где производится перемножение сдвинутых друг относительно друга мгновенных значений входного сигнала. 11 еремноженные значения входного сигнала поступают на блок 5 формирования оценки восстанавливаемого значения корреляционной функции и через ключ б записи - в вычитатель 7. Причем перемноженные значения поступают в вычитатель 7 только один раз за цикл измерения через временной интервал, на котором ошибка восстановления корреляционной функции для выбранной функции восстановления достигает максимума. Например, для экстраполирующей функции восстановления по трем значениям вида: Я (Ь) = 3 1 х (,) у + (Й - .1) - -- д у с+ (й - 2) и ++хИ)у+(й - 3) , (1)лгде Я(йт) - восстанавливаемое значениекорреляционной функции; х(1;) - значениепервого случайного процесса, измеренного вмомент времени 1у+И - 1)Ъ 1 И+В - 2)-,.у 1 + (й 3)-значения второго случайного процесса, задержанного относительно первого на величину, кратную интервалу восстановления т,.Максимальное значение ошибки восстановления записывается как я (Ь) = шах8 (Ь) - Й (Ьл)(2)Пгде 6 фт) - искомое значение корреляционной функции; в(йт) - ошибка восстановления достигает максимума в конце интервала экстраполяции т,Для выбранной функции восстановления блок 5 формирования оценки представляет собой накапливающий сумматор. После формирования функции восстановления в блоке 5 через временную задержку йт откроется ключ б записи, через который произведение х(1,)у(1,+Йт) поступает на вычитатель 7; накапливающий сумматор 8, реверсивный счетчик 9 совместно с блоком управления 10 осуществляют точное определение оценки корреляционной функции 0(йт) аргументом Ат,. 5 10 15 20 25 Зо 35 40 45 50 55 60 При этом вычитатель 7, сумматор 8 и блок управления 10 производят предварительное грубое усреднение, например, по алгоритму экспоненциального сглаживания с малой постоянной сглаживания, а реверсивный счетчик 9, вычитатель 7 и блок управления 10 - одновременно алгоритм шагового приближения. На каждом цикле осуществляется определение абсолютной величины разности между восстановленным значением корреляционной функции и ее истинным значением (т. е.болес точной оценкой корреляционной функции, определенной не по восстанавливающей функции, а по измеренным значениям входного сигнала) в блоке формирования модуля разности 11. С выхода блока 11 абсолютная величина разности поступает на схему сравнения 12, где она сравнивается с заданной по. роговой величиной, поступающей с блока 13 задания ошибки, В зависимости от результа. та сравнения изменяется на некоторую всли чину временная задержка т и в блоке 14 формирования задержки. Блок 14 управляет с помощью блока управления 10 временем задержки в блоке задержки 3 и запуском аналого-цифровых преобразователей 1 и 2. Одновременно блок формирования задержки синхронизирует работу всех остальных блоков. Правило изменения времени задержки можно описать с помощью следующей формулы: +-,+ Ь-. зц,"ий (Ь) - Од (йл)- ,(3)где т,. и г - интервалы восстановления корреляционной функции между двумя ее соседними значениями; ео - заданное пороговое значение; Лт - дискретная величина задержки.По существу описанный коррелометр осуществляет параллельно-последовательный метод измерения корреляционной функции с сокращением избыточной информации в результатах измерения и сохранением постоянства погрешности измерения. Коррелометр обладает большим быстродействием еще и потому, что каждое последующее значение корреляционной функции измеряется с учетом информации о трех предыдущих значениях корреляционной функции путем коррекции результатов измерения по выбранной функции восстановления и заданного порогового значения. Причем коррекция одновременно осуществляется как по аргументу, так и по значению корреляционной функции.Предмет изобретенияЛдаптивный коррелометр, содержащий первый аналого-цифровой преобразователь, подключенный к блоку умножения, соединенному с блоком управляемой задержки, подключенным ко второму аналого-цифровому преобразователю и к блоку управления, соединенному с аналого-цифровыми преобразователями, блоком управляемой задержки, реверсивным счетчиком, подключенным к блоку формирования модуля разности, соединенноИзд.1120Госуда рстве нногого чеМосква, Ж 35,044,71,1-ЦЦ 1 Тираж 624коинтета Совета Министров СССретенкй и открытийРаушсква нао., д. 4,5 одписно Зака г 1)афнв, н;. Сапунв. му с блоком управления и со схемой сравнения, второй вход которой подключен к блоку задания ошибки, отличающийся тем, что, с целью непрерывного поддержания оптимального интервала восстановления по параметру при изменении крутизны корреляционной функции, коррелометр содержит блок формирования оценки, подключенньш к блоку умножения, к блоку формирования модуля разности и к блоку управления, блок формирования задержки, соединенный со схемой сравнения, блоком управления и блоком задержки, последовательно подключенные ключ, вычитатель и накапливающий сумматор; входы ключа соединены с блоком умножения и блоком управления, подключенным к управля 1 ощему входу вычитателя, один из информационных входов которого соединен с выходом рсвсрсивного счетчика, выход накапливающе го сумматора подключен к блоку управления.