Устройство для определения корреляционных функций

09) 111)СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК З 151) С 06 С 7/19 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬРГИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) 1, Авторское свидетельство СССР Р 206190, кл. С 06 С 7/19, 1963.2. Авторское свидетельство СССР У 550649, кл. С 06 С 7/19, 1975 (прототип).(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОРРЕЛЯЦИОННЫХ ФУНКЦИЙ, содержащее блок задержки, первый и второй смесители, измеритель частоты, измеритель фазы, измеритель амплитуды, первый гетеродин, сумматор, фильтр нижних частот, блок усреднения, амплитудный детектор, блок вычитания, первый вход первого смесителя подключен к выходу блока задержки, вход которого соединен с первым входом второго смесителя и является информационным входом устройства, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены второй гетеродин, первый и второй коммутаторы, квадратичный детектор и генератор гармонических сигналов, первый выход которого подключен к входам первого и второго гетеродинов, первые выходы которых подключены соответственно к первому и второму информационным входам первого коммутатора, информационный выход которого подключен к второму входу первого смесителя, выход которого подключен к первому входу сумматора, выход которого подключен к входу фильтра нижних частот, выход которого подключен к входу квадратичного детектора, выход которого подключен к входу блока усреднения, выход которого подключен к входу амплитудного детектора, выход которого подключен к первому входу блока вычитания, выход которого подключен к управляющим входам первого и второго гетеродинов, вторые выходы которых подключены соответственно к первому и второму информационным входам второго коммутатора, информационный выход которого подключен к информационному входу измерителя частоты и второму входу второго смесителя, выход которого подключен к второму входу сумматора, выход блока усреднения подключен к информационному входу измерителя амплитуды и первому информационному входу измерителя фазы, второй информационный вход котооого подключен к первому выходу генератора гармонических сигналов, второй выход которого подключен к управЛяющим входам первого и второго коммутаторов, измерителя частоты, измерителя фазы и измерителя амплитуды,11 О 87 1Изобретение относится к измерительной и вычислительной техникеи может быть использовано для определения автокорреляционных функций высокочастотных узкополосных случайных, а5также, детерминированных процессов,Известен коррелятор, содержащий линию задержки, блоки умножения и блоки усреднения 13,Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности является устройство для определения корреляционных функций, содержащее управляемуюлинию задержки, вход которой является входом устройства, управляемыйгетеродин, два смесителя, два блока умножения, два блока усреднения,два амплитудных детектора, блок вычитания, сумматор, блок регистрации,два Фильтра нижних частот и два фильтра верхних частот, выходы которыхподключены соответственно к первомуи второму входам первого блока умножения, выходы фильтров нижних частотподключены соответственно к первомуи второму входам второго блока умножения, первые входы первого и второгосмесителей подключены соответственнок выходу управляемой леиии и задержки и к входу устройства, вторые входы смесителей подключены соответствен 30но к первому и второму выходам гетеродина, выходы первого и второго смесителей подключены соответственно квходам первых и вторых фильтров нижних и верхних частот, выходы блоков З 5умножения через блоки усредненияподключены соответственно к первомуи второму входам сумматора и к входам амплитудных детекторов, выходы .амплитудных детекторов подключены со-"Оответственно к первому и второму входам блока вычитания выход которогоподключен к входу управляемого гетероцина, третий и четвертый выходы гетеродина подключены соответственно 45к первому и второму входам блока регистрации, третий вход которого подключен к выходу сумматора 23. Однако использование в известном 50 устройстве двух типов фильтров (фильтры нижних и верхних частот) и двух каналов корреляционной обработки (два перемножителя с блоками усреднения) снижает точность измерений за счет 5 иеидентичности и нестабильности амплитудно-частотных и фазочастотных характеристик данных элементов. 2Цель изобретения - новы;"ие точ-. ности измерений корреляционных функций.Иоставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее блок задержки,. первый и второй смесители, измеритель частоты, измеритель фазы, измеритель амплитуды, первый гетеродин, сумматор фильтр нижних частот, блок усреднения, амплитудный детектор, блок вычитания, первый вход первого смесителя подключен к выходу блока задержки, вход которого соединен с первым входом второго смесителя и является информационным входом устройства, введены второй гетеродин, первый и второй коммутаторы, квадратичный детектор . генератор гармонических сигналов, в .ервый гь;ход которого годклю - чен к входам первого и вто-рого гетеродинов, первые выходы которых подключены соответственно к первому и ьторому информационным входам первого коммутатора, информационный выход которого подключен к второму вхоцу первого смесителя, выход которого подключен к первому входу сумматора, выход которого подключен к входу фильтра нижних частот, выход которого подключен к входу квадратичного детектора, выход которого подключен к входу блока усреднения, выход которого подключен к входу амплитудного детектора выход которого подключен к первому входу блока вычитания, выход которого подключен к управляющим входам первого и второго - гетеродинов, вторые выходы которых подключены соответственно к первому и второму информационным входам второго коммутатора, информационный выход которого подключен к информационному входу измерителя частоты и второму входу второго смесителя, выход которого подключен к второму входу сумматора, выход блока усреднения подключен к информационному входу измерителя амплитуды и первому информационному входу измерителя фазы, второй информационный вход которого подключен к первому выходу генератора гармонических сигналов, второй выход которого подкпючен к управляющим входам первого и второго коммутаторов, измерителя частоты, измерителя фазы и измерителя ампли-удыНа чертеже показана блок-схемапредлагаемого устройства.Э 1101Устройство содержит (управляемый) блокзадержки, смесители 2 и 3, коммутаторы 4 и 5, (управляемые) гете- родины 6 и 7, сумматор 8, фильтр 9 нижних частот, квадратичный детектор 10, блок 11 усреднения, амплитудный, детектор 12, блок 13 вычитания, генератор 14 гармонических сигналов и блок регистрации, состоящий из измерителя 15 частоты, измерителя 16 фазы и измерителя 17 амплитуды.Устройство работает следующим образом.На входы смесителей 2 и 3 поступают случайные процессы, отличаю 15 щиеся временной задержкой ь за счет блока 1 задержки. На другие входы смесителей 2 и 3 через коммутаторы 4 и 5 подаются гетеродинные напряжения частоты которых отличают 20 ся на заданную величину Р . Значение частоты г задается генератором 14, который также задает частоту переключения коммутаторов 4 и 5. Частоты гетеродинов 6 и 7 выбраны таким образом, чтобы частота пер-, вого гетеродина 6 была ниже частоты исследуемого процесса, а частота второго гетеродина 7 - выше этой частоты, т.е. Е = Е - р иГ 1= С Р30 Ег = 1 с1 , где 1 о - частота исследуемого процесса; Г - промежуточная частота после преобразования, равная частоте среза фильтра нижних частот, На выходах смесителей имеем преобразованные по частоте 35 случайные процессы, спектры которых смещены относительно друг друга на частоту Е . Помимо этого,в режиме коммутации 1 спектр процесса на выходе смесителя после преобразования 40 первым гетеродином 6 соответствует спектру входного процесса, а в режиме коммутации 2 после преобразования вторым гетеродином 7 он перевернут по частоте по отношению к спектру входного процесса.После преобразования случайные процессы суммируются в сумматоре 8 и через фильтр 9 нижних частот поступают на квадратичный детектор 10 50 При этом в режиме коммутации 1 фильтР нижних частот пропускает на вход квадратичного детектора 10 низкочас.тотную часть спектра входных процес- сов, а в режиме коммутации 2 - высо кочастотную часть спектра.После перемножения в квадратичном детекторе 1 О и усреднения в блоке 11 847 4полученный сигнал поступает в блок регистрации, Выражение для сигнала на выходе блока 11 усреднения можно записать в режиме коммутации 1г 1 ров режиме коммутации 26 ф з(гГй-гй-1,Я=Г 2 Ргде К - коэффициент пропорционапьностиф6 - спектр исследуемого процесса.Корреляционная функция случайного1процесса выражается как,): ксоз(л+-гиГ 71 соПосле несложного преобразованияполучаемК( ь): Л соз(271 Е -Ч)=Асов(20 Й -. +А соз(гл х - У ),где А - амплитуда сигнала, пропорциональная огибаощей корреляционной функции;- фаза сигнала, соответствующая фазе высокочастотного заполнения корреляционной функции,АУ и 4, - амплитуда и фаза сигнала2 гна выходе блока усреднения в режиме коммутации1 и 2 соответственно,При правильной работе системы автоматической подстройки частотыгетеродинов, состоящей из амплитудного детектора 12 и блока 13 вычитания, т.е, при равенстве амплитуд сигналов на выходе блока усреднения в режимах коммутации 1 и 2А = А 2, фаза заполнения корреляционной функции равна+Р Е +Ц 1 2 2 Р Г 4 ГггСигнал автоматической подстройки частоты поступает на управляемые гете- родины б и 7 с выхода блока 13 вычитания,Таким образом, измеряя амплитуды и фазы сигналов на выходе блока 11(г гт ) Составитель Л.БарановТехред С, Мигунова,Корректор О,Билак Редактор Л.Гратилло Заказ 4770/34 Тираж 699ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Подписное Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 усреднения и измерителями 17 и 16 в каждом режиме коммутации, определяют ординату корреляционной функции исследуемого процессаЯ=ГЛ с 05тгЛ соя - -12 2 Л измеряя частоты управляемых гетеро- динов в каждом из режимов коммутации с помощью измерителя 15, определяют аргумент корреляционной функцииа Предлагаемое устройство ,.:пределяет корреляционные функции случайных процессов на основании амплитудных, фазовых и частотных измерений и обладает более высокой точностью за счет того, что имеет один общий канал обработки и один частотно-формирующий блок-фильтр нижних частот. При определении аргумента корреляционной функции не требуется значения частоты среза этого фильтра, а следовательно, нестабильность его характеристик не снижает общей точности устройства.