Устройство для измерения корреляционных связей сигналов

(61) Дополнительное к авт. сеид-ву(22) Заявлено 16. 04. 81 (21) 3275643/18-24 Р 4 М.ИП.з с присоединением заявки Мо(23) Приоритет -6 06 С 7/19 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(088. 8) Опубликовано 0703,83. Бюллетень М 9 Дата опубликования описания 070333 М. Д. Генкин, В. С. Голубев,О,.Б. Скьорцов й В.И. Шагури:,Институт машиноведения АН СССР им, акад, А.а." Ийагонравова(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗИЕРЕНИЯ КОРРЕЛЯЦИОННЬИ СВЯЗЕЙ СИГНАЛОВИзобретение относится к устройствам анализа взаимно-корреляционных характеристик сигналов и может быть использовано для формирования оценок нормированного значения коэффициента взаимной корреляции двух узкополосных случайных процессов при высоком уровне аддитивных помех и шумов.Известно устройство для измерения корреляционных связей сигналов, содержащее умножитель, входы которого соединены с выходами входных усилителей, а выход умножителя соединен с входом интегратора, выход которого является выходом устройства 1.1.Недостатком этого устройства для измерения корреляционных связей сигналов является низкая точность оценки при наличии аддитивных шумов и изменении уровней сигналов. Известно также устройство для измерения корреляционных связей сигналов, содержащее первый и второй входные усилители, входы которых .являются входами устройства, а также первый и второй корреляторы и элемент задержки, выход первого входного уси 1 тителя соединен с первыми входами первого и второго корреляторов,выход второго входного усилителясоединен со вторым входом первогокоррелятора и входом элемента задержки, выход которого соединен совторым входом второго коррелятора 21Недостатком этого устройствадля измерения корреляционных связей 10сигналов также является низкая точность оценки при наличии аддитивныхпомехгЦелью изобретения является повышение точности измерений.Поставленная цель достигаетсятем, что в устройство для измерениякорреляционных связей сигналов, содержащее входные усилители, входыкоторых являются входами устройства, 20 выход первого входного усилителя соединен с первыми входами первого ивторого корреляторов, выход второго входного усилителя непосредственно подключен ко второму входу первого коррелятора и через элемент задержки ко второму входу второгокоррелятора, дополнительно введеныблок формирования нормирующей функции и делитель, выход которого является выходом устройства, а первыйвход делиТеля соединен с первым вхо 1003104Блок 8 ффункциифии второй 12и элемент 1ратного, выходом блокафункции, ачения корнявыходом суммсоединены свторого 12рых являютс рмиронания нормирующей1 ) содержит первый 11 кнадраторы, сумматор 13 извлечения корня кнадод которого является выформирования нормирующей ход элемента 14 извлекнадратного соединен с атора 13, входы которого выходами первого 11 и вто вадраторон, нходы котосоотнетстненно первым 6 О дом блока формирования нормирующей функции и подключен к выходу первого коррелятора, выход второго коррелятора соединен со вторым входом блока формирввания нормирующей функции, выход которого подключен ко второму 5 входу делителя.Кроме того, блок формирования нормирующей функции содержит первый и второй квадраторы, сумматор и элемент извлечения корня квадратного, выход 10 которого является выходом блока, входами которого являются соответственно входы первого и второго кнадраторон, выходы которых соединены со входами сумматора, выход которого подключен ко входу элемента извлечения корня,При этом блок формирования нормирующей функции содержит первый и второй выпрямители и сумматор, выход которого является выходом блока, входами которого являются соответственно входы первого и второго выпрямителей, выходы которых подключены ко входам сумматора.На фиг. 1 приведена схема устройства для измерения корреляционных связей сигналов; на фиг. 2 " одна из схем формирования нормирующей функции.Устройство для измерения корреля-. 3 Оционных связей сигналов содержит первый 1 и второй 2 входные усилители,входы которых являются входами 3 и 4устройства, первый 5 и второй б корреляторы, элемент 7 задержки, блок8 формирования нормирующей .функциии делитель 9. Выход первого входного усилителя ". соединен с первымивходами первого 5 и второго б корреляторов, выход второго усилителя2 соединен с вторым входом первогокоррелятора 5 и входом элемента 7задержки, выход которого соединен сонторым входом второго коррелятора б,Выход первого коррелятора 5 соединен с первым входом блока 8 формирования нормирующей Функции и первымвходом делителя 9, выход которогоявляется выходом 10 устройства, авторой вход делителя 9 соединен свыходом блока 8 формирования норми Орующей функции, второй вход которойсоединен с выходом второго корелятора б, Нармирующии сигнал Йа Ю формируется на выходе элемента 14 извлечения корня квадратного, на вход которого поступает на сумматора 13 сигнал, пропорциональный сумме квадратов коэффициентов корреляции КХ и йБ случае формирования оценки кор реляционных связей сигналов в виде знакового коэффициента корреляции. блок 8 формирования нормирующей функции выполняется по схеме 1 фиг. 2), а входные усилители 1 и 2 работают н режиме ограничения, Благодаря на выходах входных усилителей формируются сигналы, представл собой знаковые функции входных лов, и корреляторы 5 и б форми этому, 1 и 2 яющие сигна- руют и вторым входами блока 8 формирования нормирующей функции.В другом вариантефиг, 2) блок 8 Формирования нормирующей функции содержит первый 15 и второй 16 выпрямители и сумматор 17, выход которого является выходом блока 8 формирования нормирующей ФункцииВыход сумматора 17 соединен с выходами первого 15 и 16 выпрямителей, входы которых соединены соответственно с первым и вторым входами блока 8 формиронания нормирующей функции.Устройство для измерения корреляционных связей сигналов работает следующим образом.Входные сигналы ХЩ и Ь) по,даются на входы 3 и 4 соответственно, откуда передаются через усилители 1 и 2, которые обеспечивают согласование по уровням сигнала, на первый коррелятор 5. Коррелятор 5 обеспечивает формирование оценки коэффициента корреляции Й. Сигнал с выхода второго входного усилителя 2 проходит через элемент задержки, который обеспечивает его задержку на четверть периода, соответствующего центральной частоте уэкополосно" го случайного сигнала, Второй коррелятор б обеспечивает формирование оценки коэффициента корреляции сигнала, поступинщего на вход 3 и задержанного сигнала У М с выхода элемента задержки, Сигналы характеризующие коэффициенты корреляции КХ и КХ с выходов корреляторов 5%и б поступают на входы блока 8 формирования нормирующей функции, который обеспечивает на своем выходе формирование сигнала, зависящего от коэфици ента в з аимной корреляции К Х и КХ, и поступающего на делитель 9, на выходе которого формируется нормированная оценка коэффициента взаимной корреляцииХи1003104 оценки знакового коэффициейта корреляции 6 Хусигналов ХЮ и УЮ , изнакового коэффициента корреляциибХсигнала Х и сигнала, соответствующего сигналу 3 И), с задержкой начетверть периода. В этом случае блок 5формирования нормирующей функцииобеспечивает Формирование нормирующего сигнала, равного сумме абсолютных значений сигналов, поданных наего входы. Выходной сигнал блока 8 10формирования нормирующей функции поступает на делитель и нормирует коэффициент корреляции бщ . На выходе 10.формируется оценка нормированногокоэффициента знаковой корреляции. Нормирующий сигнал формируется 20 на выходе сумматора 17., на входы которого подаются сигналы, соответст" вующие абсолютным значениям сигналов, поданных на входы выпрямителей 15 и 16. 25Поскольку нормирующий сигнал Формируется как функция коэффициентов взаимной корреляции, которые не зависят от наличия некоррелированных аццитивных помех в сигналах, 30 получаемая нормированная оценка коэфФициентов корреляции не зависит от уровня аддитивных помех и некоррелированных составляющих исследуемых сигналов, что позволяет значительно повысить точность анализа сигналов. Формула изобретения 1.устройство для измерения корреля О ционных связей сигналов содержащее входные усилители, входы которых являются входами устройства, выход первого входного усилителя соединен с первыми входами первого и второго45 ;корреляторов, выход второго входного усилителя непосредственно подключен к второму входу первого коррелятора и через элемент задержки - к второму входу второго коррелятора, о т л ич а ю щ е.е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введены блок формирования нормирующей функции и делитель, выход которого является выходом устройства, первый вход делителя соединен с первым входом блока формирования нормирующей функции и подключен к вы. ходу первого коррелятора, выход второго коррелятора соединенс вторым входом блока формирования нормирующей Функции, вход которого подключен к второму входу делителя.2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок Формирования нормирующей функции содер" жит первый и второй квадраторы, сумматор и элемент извлечения корня квадратного, выход которого является выходом блока, входами которого являются соответственно входы первого и второго квадраторов, выходы которых соединены с входами сумматора, выход которогоподключен к входу элемента извлечения корня.3. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок Формирования нормирующей функции содержит первый и второй выпрямители и сумматор., выход которого является выходом блока, входами которого являются соответственно входы первого и второго выпрямителей, выходы которых подключены к входам сумматора. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Горбачевич Е.Д, Корреляторй с аппроксимацией, М., "Энергиян, 1971 рис. 1 2, с. 62. Мирский Г.Я. Аппаратурное определение характеристик случайных процессов, М., "Энергия", 1972, с. 117 ( прототип ) .1003104 Составитель И. ЗагорбининаРедактор Т. Пушненкова Техред А.Бабинец Корректор В. Бутя одписи Зака филиал ППЛ "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,1568/33 ВНИИПИ по д 113035, Государств лам изобре осквар Ж 3 раж 704 Пного комитета СССРний и открытийРаушская наб. д. 4/5