Устройство для квантования случайного процесса

О П ИСАНИЗОБРЕТЕНИЯ 1 и 1 5 6188 Сонзз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 03.06,74 (21) 2029016/18-2с присоединением заявки Мв(23) Приоритет М. Кл.з Н ОЗК 130 Государственный комитет Совета Министров СССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КВАНТОВАНИЯ СЛУЧАЙНОГО ЙРОЦЕССАявляется уменьшение огрешности устройст 1Изобретение относится к средствам электро- измерительной техники аппаратурного анализа случайных процессов. Оно предназначено для преобразования случайного процесса в коды дискретных выборок одновременно со статистической корреляционной обработкой на интервале преобразования, и коррекции уровней квантования по виду корреляционной функции на интервале преобразования.Известно устройство для квантования случайного процесса, содержащее блок статистической обработки, аналого-цифровой преобразователь, подключенный к блоку управления, соединенному соответственно с первым и вторым аналоговыми фиксаторами и с управляющим входом блока вычитания, первый вход которого подкзпочен к первому аналоговому фиксатору, а вход устройства подключен к входам аналоговых фиксаторов.Недостатками известного устройства являются отсутствие возможности одновременного синхронного квантования и статистической корреляционной обработки на интервале преобразования случайного процесса в код и последующей статистической коррекции уровней квантования в соответствии с видом корреляционной функции случайного процесса на интервале преобразования.Целью изобретениясреднеквадратической п ва квантования случайного процесса за счет одновременного квантования случайного процесса и измерения его корреляционной функции на интервале преобразования в код, ста 5 тистической коррекции уровней квантованияпо корреляционной функции на интсрвале преобразования.Для этого в устройство для квантованиявведен блок статистической коррекции, под ключенный входами соответственно к выходуаналого-цифрового преобразователя, к блоку управления и к блоку статистической обработки, а выходами соединенный с аналогоцифровым преобразователем, вход которого 15 подключен к выходу второго аналогового фиксатора, и с одним из входов блока статистической обработки, соединенным другим входом с выходом блока вычитания, второй вход которого подключен к выходу второго аналого вого фиксатора, который соединен с информационным входом аналого-цифрового преобразователя.На чертеже показана блок-схема описываемого устройства квантования случайного про цесса.Рассмотрим один и+ 1 цикл одновременного квантования случайного процесса У и измерения его корреляционной функции на интервале преобразования 1 и последующую 30 коррекцию уровней квантования по виду кор60 65 реляционной функции на интервале преобразовшгпя после Л циклов измерения.По командам с блока управления 1 первый аналоговый фиксатор 2 фиксирует мгновенное значение У(Ц случайного процесса СУ(1), мгновенное значение (/(Ц параллельно поступает на вход преобразователя напряжение в к 3 и вход блока вычитания 4. Лналого-цифровой преобразователь осуществляет один такт 1 преобразования мгновенного зна 1чения У(,) в код К,. Распределение т уровней квантования по диапазону преобразования напряжения в код в начале измерений выбирается на основе грубых априорных данных о виде корреляционной функции на интервале преобразования 1,.Блок статистической коррекции 5 в соответствии с выбранным распределением уровней квантования по диапазону преобразования формирует потактно коды разностей ЛКщ ЛКы ЛКто соседних т уровней квантования (коды квантов), которые поступают в преобразователь 3 для управления ключами его дискретного делителя, В зависимости от результата первого такта 1 уравновешивания с преобразователя 3 поступает сигнал в блок статистической коррекции 5, который формирует код результата первого такта преобразования У(Ц в код.С задержкой ть равной одному такту 1 т преобразования второй аналоговый фиксатор 6 фиксирует мгновенное значение У(1;+ т) случайного процесса У. Величина т, может выбираться равной одному такту 1 т преобразования или большей в зависимости от длины участка измеряемой корреляционной функции. Блок вычитания 4 формирует разность сдвинутых мгновенных значений У(1; + т) и У(Ц и подает ее в блок статистической обработки 7 на один вход его компаратора 8, Совместно с компаратором 8, реверсивным счетчиком 9, цифро-аналоговым преобразователем 10, блоком стробирования 11 (блока статистической обработки 7) осуществляется цикл определения кода К, оценки ошибки восстановления ЛЕз, на интервале т равном ть по алгоритмуК,+=- К + Ж зщп ЬУ (, - ЛЕ 4 где К К - коды ошибок ЛЕ,ЛЕ восстановления на интервале т, в п+ 1 и п циклах измерения;ЛК - код шага коррекции в цикле;ЛУ(т) = У(1;+ т) - У(Ц - приращение случайного процесса на интервале т,з 1 дп- знаковая функция.Код К, ошибки восстановления ЛЕ, перед началом цикла из блока статистической коррекции 5 переписывается в реверсивный счетчик 9 блока статистической обработки 7. Полученный код К, ошибки восстановления ЛЕ,+, в конце цикла записывается с реверсивного счетчика 9 блока статистической обработки в первый регистр блока статистическсй коррекции 5. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Синхронной, контактной работой аналогоцифрового преобразователя 3, второго аналогового фиксатора 6, блока вычитания 4, всех узлов блоков статистической обработки 7 и статистической коррекции 5 за т тактов 1-, преобразования мгновенного значения У(Ц в код в т регистрах блока статистической коррекции 5 формируются т кодов К , ошибок ЛЕ+ восстановления на интервалах т; (всюду= 1, 2 т), кратных такту 1 т преобразования. При этом второй аналоговый фиксатор 6 фиксирует сдвинутые мгновенные значения У(1, + т;) в конце= 1, 2, 3 т тактов преобразования и следит за изменением случайного процесса в тактах преобразования,Преобразователь 3 потактно подает сигналы о процессе уравновешивания в блок статистической коррекции 5, по которым формирует код К; результата преобразования мгновенного значения У(Ц в виде -й алгебраической суммы требуемых кодов разностей ЛКг ( = 1, 2, 3 т) .Таким образом, параллельно с т тактами преобразования мгноченного значения У(Ц случайного процесса ЕУ(Ц осуществляется определение т кодов К, ,. ( = 1, 2 т) оценок ошибок восстановления на интервале преобразования 1 случайного процесса в код,После М циклов одновременного квантования случайного процесса У в аналого-цифровом преобразователе 3 и статической обработки в блоке 7 в т регистрах блока статистической коррекции 5 будут определены т кодов К, ( = 1, 2 т) ошибок восстановления ЛЕ,; по которым могут быть определены т ординат корреляционной функции случайного процесса СЯ на интервале преобразования 1,Можно показать, что величины разностей Кл; - Къ = ЛК, характеризуют скорость изменения корреляционной связи случайного процесса на= 1, 2 т тактах преобразования его в код.Определение кодов указанных разностей ошибок восстановления и коррекции в соответствии с этими кодами разности начальных кодов разностей ЛКО, осуществляются в блоке статистической коррекции 5.Коррекция начального распределения кодов разностей уровней квантования ЛКО, по кодам ЛК, разностей ошибок восстановления позволяет уменьшить среднеквадратическую погрешность квантования случайного процесса в коды У дискретных выборок (У;). В одном из регистров блока статистической коррекции 5 определяется код К ошибки восстановления ЛЕ на интервале корреляции т, случайного процесса У, в соответствии с которым можно управлять диапазоном квантования в аналого-цифровом преобразователе 3,516188 Составитель В. Л(овинскийсдактор Н. Батурина Техрсд 3. Тараненко Ь;орректор М. Лейаергиаи Заказ 1588,13ЦН Изд. Ло 1407 Тираж 1029 ПИ Государственного комитета Совета Министро по дедам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4,5ПодписноеСР Типография, ир. Сапунова Применение описываемого устройства квантования сучайного процесса в качестве одного из адаптивных каналов первичной обработки многоканальных цифровых коррелометров позволит значительно уменьшить средне- квадратическую погрешность квантования без увеличения числа уровней в блоке квантова. ния и разрядности последующих блоков вычисления и представления цифрозых коррелометров. Кроме того, оно дает возможность более длите,.ьно проанализировать началь;1 ый участок корреляционной функции.Верхняя частота исследуемого случайпого процесса описываемого устройства квантования случайного процесса ограничена быстродействием аналоговых фиксаторов, а не временем преобразования случайного процесса в код, что гозволяет значительно снизить требования к последним без увеличения первого минимального интервала по аргументу измеряемой корреляционной функции случайного процесса,Таким образом, предлагаемое устройство квантования случайного процесса позволяет параллельно квантовать случайный процесс и измерять его автокорреляционную функцию на интервале преобразования, осуществлять статистическую коррекцию уровней квантования по корреляционной функции на интервале преобразования, что дает возможность повысить точность и расширить возможности устройства. Фор мул а изобретения 5 Устройство для квантования случайногопроцесса, содержащее блок статистической обрпооткп, аналого-цифровой преобразователь, подключенный к блоку управления, соед 11 неппом соответственно с первым и вторым ана.зоговыми фиксаторами и с управляющим входом блока вычитания, первый вход которого подкзпо;ен к первому аналоговому фиксатору, а вход устройства подключен к входам аналоговых фиксаторов, о т л и ч а ю щ е е с я 1 о тем, что, с целью уменьшения среднеквадратической погрешности, устройство содержит блок статистической коррекции, подключенпый входамп соответственно к выходу аналого-цифрового преобразователя, к блоку уп рьвленпя и к блоку статистической обработки, а выходами соединенным с аналого-цифровым преобразователем, вход которого подключен к выходу второго аналогового фиксатора, и с одним пз входов блока статистиче ской обработки, соединенным другим входомс выходом блока вычитания, второй вход которого подключен к выходу второго аналогового фиксатора, который соединен с информационным входом аналого-цифрового преобра зователя.