Устройство для определения шага измерения корреляционной функции

Союз Советских Социалистических РеспубликОП ИСАНИЕИЗО 6 РЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ О) 602960 61) Дополнительное к авт. свид-ву22) Заявлено 1 3,05,76 (21) 2361167/18-24 исоединением заявкиС 0 Государственный комитет Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий(43) Опубликовано 15,04.78.Бюллетень1 (45) Дата опубликования описания 16.03,73 53) УДК 681(72) Авторы изобретения Н, В, Попенко и В, А, Прянишников Заявитель РОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИ 51 ШАГА ИЗМЕРЕНИ 5 КОРРЕЛИ 1 ИОННОЙ ФУНКЦИИ(54 Изобретение относится к специализировацсредствам вычислительной техники ц предачено для определения величины шага изния функции корреляции случайных сигнанымназнмерелов.При разработке коррелометров желательно одновременно разрабатывать узлы адаптации по параметрам исследуемых сигналов, в том числе адаптации по аргументу корреляционной функции. Узлы адаптации по аргументу в принципе доля ны состоять цз измерителей шага измерения корреляционной функции с, и цз измерителей максимального интервала корреляции с,. Для обработки . некоторых типов случайных процессов достаточно знания только го или гпоскольку они связаны между собой. Поэтому в качестве аналогов предлагаемого устройства можно рассматривать как устройства для определения го, так и устройства для определения с,.Известны устройства определяюц 1 це шаг измерения корреляционной функции. Так, прямо- показывающее устройство для определения шага измерения корреляционной функции 11 определяет шаг квантования корреляционной функции через среднее число нулей в единицу времени для стационарных дцфферецццруемых случайных процессов с нормальным законом распределения плотности расп аления вероятностей. Устройство подсчитывает число пересечений в одном направлении нулевого уровня случайным процессом за определенное время ц состоит из компаратора ц счетчика.Недостатком такого устройства является зависимость погрешности определения шага измерения корреляционной функции от вида плотности распределения вероятностей, поскольку шаг измерений при данной приведенной погрешности аппроксимации корреляционной функции обратно пропорционален среднему числу нулей только для гауссовских процессов. Исследование сигнала с произвольной плотностью распределения вероятностей приводит к дополнительной погрешности, изменяющейся в зависимости от плотности распределения вероятностей.В предлагаемом изобретении используется спектральная характеристика, что делает независимой погрешность определения шага измерения корреляционной функции от вида плотности распределения вероятностей.Наиболее близким к данному изобретению является прямопоказывающее устройство для определения шага измерения корреляционной функции случайных сигналов 2, имеющсс погрешность определения шага измерения коррс-.)1 Н)1)ПЦ)й фУ)ЩИИ, ЦС ЗЯВСЦН 151. 1)Г НЛ;.цсслс;1 у.мых сц)ялов цри круго 1 сц 1 ЛР:"1:. Х)- ральОй хярзктерцстцки и обЛ)1 стц Высгот.Указанное уст)сйствс содержи 1 цс)ееВторой следящие фильтры, гхслы кс;орь)х яв лнк)гся входами устротвя, первый и )норси комцярзторы, вь)холь которых псдклнэчець 0 Входам эл 1.мента И, соедин)НИОГО через л) С ДЕЛИТ-"Л;М НЯПЦЯЖЕНЦЯ, ВЫХОД КОТЦГО ЯВ ляетс 51 есыхолом ус рОЙствя, гене)1101; цссобрязн)го цзп)яжеци, Выход котроРо 1:,- цец с управляющими входями еле 511 х фц Ьтров и другим вхолг)м ключа,11 едостатком этого устройства ЯВДИР) ц что за верхнюю гряничну)о чясоту 1 р 1 цмаетс 51 частота, прц ко)срой Ве 11 ця с 1.1.З- лов на выходах обоих фцльтрсе равна значениям эффективного Напр)-11 ец 1)я )цуя фильтров. )Чевидцо, ч)о чем мецьще ц:1;сг срабатывания компярзторсв, тем 5)с)ье.: елцчиной опрелеляется , лля ол 1010 и Ого;:.;. процесса (приРм рассмзр,:вз с гс; . р.,:,:. Осьс неограниченным спектром 101 ццсст 1) ;1 цеделение таким образом 1; прцго цт:;. Гому, .:)о шаг измерения корэеляционной фук 1;цц сГэз деляется с больщой избь)то 15 ость 0.:., тому,:.е порог с)збятывяния ко)1 пярзторов фикси)Овян и никак не связан сс сг)ектряльц):1 м 1 В)11)Р- ристикзмц сигнала, 1 оэ)Х)у Величина избьгго)- ЯОсти будет ззвисцть От класса исследуемых сигналов. Все это сс)крящат область 5 с 10,1 ьЗОВзния тзкОГО устройстВз, цбс для 1 ц)рсс класса сигналов необходимо учитывя:ьточность определения 1)ВЗГВ из)1 ер ния кср)е ляциоцной функции, ццяче эта избьОч 1 прцВРдет к увеличеник) ВремениПССЛРДОВЯТС В ЬНОМ СТОГД 11 )Е: - ; ), ; пионной функции или к введе;Ню зпцярят.1 ной избытсности при пяреллех.ц см :.) )с,.; .Целью изобретения Является псв 1:.: Рпес НО.ГИ ОП)ЕДЕ 1 ЕНИЯ Ш)ГЯ ИЗМ )ЕН)Ц6 ),:н оррел ЯНИИ) ДЛЯ сИГ яловя В)ч) Ч.1 ",. г 1 - щейся спектрялы 10 Й плотнссью .; сб,Всч е.соких частот.Это достигается тем, что В устройсгво лены четыре квадратора, четыре усред)п)геля и два усилителя с переменным коэф 1)ипцето 1 усиления, ВыхОды кото)ых подклкэ 1 Рнь 1 соо 1 цет ственно к первым входам компараторов., а Входы - - к выходам соответственно первгио и Вто. рого усредцителей, выходы третьего н четвертого усреднцтелей соединены со вторым и Вхо дами первого и второго компаряторов соо)ве ственно, входы первого и второго квядряэоров подключены к выходам соответствукицнх следящих фильтров, а входы третьего и чег)1:ртого квадраторов соединены с первым ц вторым входами устройства соответственно, выходы квадраторов подклк)чены ко входам сэотяс:стВу)ощих усреднителей..а чертеже показана блок-схема устройстваУстройство содержит два слел 5)ы).х фильтра 12, генератор пилообразного цяпрг 1)Ге) "и ., два компаратора 4, 5, квадряторы 60, .:релцнтели 10 - 13 и усилители 14, )5 с пс 1;1,.Р:1- ным коэрфициентом усления, элемент И .6,;,л (ч 1 и 1 л 111 ль зц 1)яжРИИЯ 18. Вх)лы , л.дних И)1),трс 1 1, 2 )Рдицень) с Вхолями .:.11,1;)1 то)ов 6 и ). Другие Входы следящих ".1 л ров 1, 2 Оединецы с ВыхОЛОм ГРИРЗто,з пцлоо;1)язн)го 1 яц,)51 ЖРния 3. Вь)ходь) слР. дящцх филт 11 В , 2 сг)Рлицены со входами Р.,Л)тор ГВ 7 и 8. Выход кнадратора 6 соели с Входом усрсдцителя 0, выход квадраОрз , - со Входом усрелнителя 11, выход ь;1)я го 1 эз 8со входом усреднителя 2, ., Од квзлраторя 9 - со входом усредннте 11. Выход усрелццтелясоединен со вхо:)1 РилНтсля 14, я Выход усреднителя 12 ---, )лом чсилителя 15. Выход усреднителя 10 с,., 1 Сс одним входом компаратора 4, со.с:ь 1,1 Входом которого соединен выход уси. "; Гя 14. Выход усреднителя 3 соединен сВходом компзрятора 5, со вторым вход.;.: 11 тсрсгс соед)11 е) Выхэд усилителя 5.компярятсров 4, 5 соединены со входа.;леентя И 16. Выход элемента И 16 сое, с одним Вхсдон) ключа 17, второй вхбд -,с,сргГс соединен с Выходом генератора пило-;,1 зпого напряжения 3, Выход ключа 17 сое.:н сс Входом делителя напряжения 18,Устройство работает следую)пим образом.Исследуемье сигналы поступают на входы слсдяц 1 х фильтров (цИрокослоеных) 1, 2 и двух квялраторов 6, 9, Следящими фильтрами ), , Начиная с верхних частот, просматривается 1 ястст 1 ьй диапазон исследуемых сигналов, лл: - , )е:о управляющее напряжение генератора . изменяется пилообразно От инимальноо .с . .кс)1 н)яльног) и последовательно изменяе ся )астста прспускяния фильтров 1, 2, что ,ссгягт просмотреть все точки частотного ,: зсня, .-)апряжецие правлясщего гецера.") сээтветствующее моменту появления ;-1 НЯ 1;я Выходах обоих компараторов 4,,.эменту, когда частота следящих фильтрявця Верхней граничной частоте наиболее .",;.очастотнсго процесса, пропорционально 1 ясу ПЗМЕреция КСррЕЛяцИОННОй фуцКцин С Зая. ой погрещцостью аппроксимации.Срябать 1 вание компараторов 4, 5 происхол гг цри рзвсцстве мощности исследуемых прососв и усиленной в К раз мощности части .: с)сктров, поступающей с выхода следящих-. юров 1,. 2, Йзмерение полной мощности цспсрсцк) исследуемых сигналов осуществля 1,ВЗД 1)яторями 6, 9 и усреднителями 10, .: Измерение мощности части спектров, попадзгсщей в полосу пропускания следящих фильтг)св,. осуществляется квадраторями, 8 и усредцнсл 51 гн . , 12. Сигнал, пропорциональный ;:О П,ч)сти части спектрас выхода усреднителей 11,. 12 поступает в усилители 14, 15, имеюцгие переменный коэффициент усиления К. На- пряжения с выходов усилителей 4, 15 сравни)ьц)тся с цакряжениями с выхода усредните. ле,. 10, 13 компараторами 4, 5, Изменение коэффициента усиления К усилителей 14, 15 пс ъсляет регулировать устройство при настройке, поскольку значение К определяет отсчет Верхней граничной частоты, и изменение величины . Позволяет менять порог срабатывания компяраторов 4, 5, причем величина этого псрогз связана со спектральными характерисФормула пао 11 рл е 1 нл Составитель В. ЖовинскийТехред О. Луговаи Корректор П.Макаревич Тираж 826 Подписное Редактор М. Трофимова.Заказ 855/46 1111 И Государственного комитета Совета Министров 1.С.1 но дедам изобретений и открытий13035, Москва, Ж.35, Раунгская наб. д. 4 5 4 иаиат ПИ 1 Патент, г. Ужгон 1 д, ул. Г 1 н 1 ектняя, 4тиками иссчедъем 1 йх сигналов, уействительно, 1)1 батыванню ком 11 враторов 4, 5 пронзи 1 дгт тогдакогда мощность высокочастотной части спектров, проходяней через следящие фильтры, будет равна 11 К от полной мощности исследуемых сигналов,Срабатывание компвраторов 4, 5 приведет к срабатыванию элемен;а И 16, на выходе которого появляется сигнал, открываюц 1 ий ключ 17. При этом напряжение с выхода генератора 3 поступает через ключ 17 на делитель напряжения 18, на выходе которого образуется напряжение, пропорциональное шагу измерения корреляционной функции.Зависимость порога срабатывания компараторов 4, 5 от вида спектральной плотности мощности и следуемых сигнэлоя приводит к независимости от сп:ктров сигналов определения устройством верхней граничнок частоты наиболее низкочастотного процесса, делая устройс;во ипвврив:.:тиым к виду спектральных характеристик сигналов. Поэтому устраняется избь 1 точность в определении шага измерения корреляционной функции при наличии в спектре исследуемых сигналов существенных по весу высокочастотных составляющих, что повышает точность определения шага измерения функции корреляции подобных случайных сигналов и значительно расширяет область применения устройств опре "влепи; 1 нвгв измепе 11 ия функции корреляции.Поскольку реальные процессы не имеют четко выраженной частоты среза по высокой частоте, а отсутствие предварительных измерений корреляционных функций с целью определения 1 нага измерения корреляционных функций сокращает время процессов в 2 - -3 раза, то использование такого устройства обеспечивает получение экономического эффекта. УСтРОйСтВО ДЛЯ ОПРЕгЦЛЕНИЯ 111 ака 11 ЗМ Рния корреляционной 1)ункц 11 и, содержан 1 ее пер.вый н второй следяние фильтры, входы ко 5торых являются входами устройства, нсрный и второй компараторы, выходы когорых 1 нщключены ко входам элемента И, соеднненнгно через ключ с делителем напряжения, выход ко торого является выходом устройства, генератор пилообразного напряжения, выход которо.го соединен с управляющими входами следя.щих фильтров и другим входом ключа, отличающееся тем, что, с целью повы 1 нения точностн ОПрЕдЕЛЕНИя ц 1 аГа ИЗМЕрЕНИя дЛя СИГНааон с плавно изменяю 1 цейся спектральной плотностью в области высоких частот, в устройство введены четыре квадратора, четыре усрелнителя и два усилителя с переменным коэффициентом усиления, выходы которых подклкучены соответственно к первым входам компарвторов, 20а входы - к выходам соответственно первого и второго усреднителей, выходы третьего и четвертого усреднителей соединены со вторыми входами первого и второго компараторов соответственно, входы первого и второго квадраторов подключены к выходам соответствующих а следящих фильтров, а входы третьего и четвертого квадраторов соединены с первым и вторым входами устройства соответственно, выходы квадраторов подключены ко входам соответствующих усреднителей.Источники информации, принятые во внимвЗф ние прн экспертизе:1, Мирский Г. Я. Аппаратурное определениехарактеристик случайных процессов, Энергия, М., 1972, с. 209.2. Авторское свидетельство СССР497598, 5 ы. сд 06 С 7/19, 1975.