Устройство для определения коэффициентов разложения корреляционной функции в ряд лагерра

ОЛИС ИЗОБР И Е 3948 Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ЕН р АВТОРСКОМУ СВ ДЕТЕЙ ЬСТВУ тваЗависимое от авт. свидеЗаявлено 17.Ч 111.197 О (с присоединением заявки л"е 1466702/18-24 Приоритет -Опубликовано 22.Ч 111,1973, Бюллетень34 Государственный комитет Совета Министров СССР по делам изобретений и открытийДК 681.335.5(088.8 я 12.Х 11,197 Дата опубликования оп ан Авторыизобретени Г, Лесков, Н. М. Фомин, М. Фролов и В. М. Шпако Заявите УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТОВ РАЗЛОЖЕНИЯ КОРРЕЛЯЦИОННОЙ ФУНКЦИИ В РЯД ЛАГЕРРАИзобретение относится к устройствам обра. ботки информации и предназначено для опре деления коэффициентов разложения корреляционной функции случайного широкополосного сигнала в ряд по функциям Лагерра. Устройство может быть использовано в аналоговых корреляторах, системах связи, автоматики и технической кибернетики.Известны и широко используются аналоговые корреляторы, основанные на определении коэффициентов разложения в ряд Лагерра; их преимущество заключается в том, что и течение одного времени усреднения определяется с некоторой точностью вся функция, в то время как в корреляторах, использующих линии задержки, только одна ее точка, при этом решающее влияние на точность определения корреляционной функции оказывает определение таких коэффициентов разложения, которые обеспечивают наилучшую сходимость ряда.Известные корреляторы, осуществляющие операцию определения коэффициентов разложения корреляционной функции в ряд Лагерра, содержат ортогональный фильтр, блоки перемножения и усреднения; ортогональный фильтр имеет четыре последовательно соедииенныс ячейки, соответствующие четырем определяемым коэффициентам; сигнал с выхода каждой ячейки подается на вторые входы чоков перемножения, выходы которых сдинены со входами блоков усреднения. Напряжения, пропорциональные опреде ляемым коэффициентам, снимаются с выхо дов блоков усреднения. Вследствие того, что разложение ограничено четырьмя членами, точность представления корреляционной функции случайных процессов, имеющих различный спектральный состав, в значительной степени зависит от постоянной времени ячеек фильтра, Для повышения то шостп разложения корреляционной функции производится подстройка фильтра под процесс путем изменения значений постоянных времени чстотных диапазонов, для чего каждая ячейк фильтра имеет несколько различных постони ных времени, переключение которых произво дится одним переключателем одновременно во всех ячейках.Таким образом, определение требуемых коэффициентов прктически всегдя связио выбором частотного диапазон фильтр, при;ем получение коэффициентов, обеспечивющих хорошую сходимость ряд, в зн шг.линой степени зависит от опыпгя оператор, а анализ получаемых коэффициентов связан со значительными зтратами врем;ии, что является принципиальным недостатком известных устройств.3Целью изобретения является повышение точности разложения корреляционной функции, определяемой получаемыми коэффициентами, сокращение времени обработки и облегчение работы оператора.Для достижения этой цели в устройство для определения коэффициентов разложения корреляционной функции в ряд Лагерра введены дополнительно генератор тактовых импульсов, электронный ключ, поляризованное реле, логическос устройство, исполнительнос устройство и блок управления. Импульс с генератора через электронный ключ подается на вход поляризованного реле; определяемые коэффициенты вводятся в логическое устройство, где производится их сравнение и оценивается изменение по модулю. Логическое устройство вырабатывает сигнал на поляризованное реле, которое подключает один или другой вход исполнительного устройства к выходу электронного ключа, В результате под действием очередного импульса исполнительное устройство производит переключение постоянных времени фильтра в ту или другую сторону. В блоке управления производится суммирование коэффициентов и сравнение их с половиной дисперсии исследуемого случайного процесса. При выполнении указанного равенства блок управления выдает сигнал на размыкание электронного ключа, в результате чего прекращается подача тактовых импульсов на исполнительное устройство, т. е. блок управления определяет окончание выбора диапазона.Функциональная схема описываемого устройства приведена на фиг. 1; на фиг. 2, 3 и 4 - функциональные схемы блока управления, логического устройства и исполнительного устройства соответственно.Устройство (фиг. 1) содержит блок управления 1, блок 2 ортогональных фильтров, блок перемножения 3, блок усреднения 4, логическое устройство 5, исполнительное устройство б, поляризованное реле 7, электронный ключ 8 и генератор 9 тактовых импульсов.Влок управления (фиг. 2) состоит из устройства 10 выработки дисперсии, сумматора коэффициентов 11, схемы сравнения 12 и нуль-индикатора 13. Логическое устройство 5 состоит из детекторов 14 (фиг. 3), схем сравнения 15, сумматора 16 и порогового устройства 17, а исполнительное устройство (фиг. 4) содержит коммутатор 18 и шаговый двигатель 19.Перед началом обработки случайного процесса устанавливается требуемое время усреднения и соответствующая ему частота тактовых импульсов. Частотный диапазон ортогональных фильтров (постоянные времени) устанавливается произвольным, Обрабатываемый сигнал подается одновременно на вход блока управления 1, на вход блока 2 ортогональных фильтров и на входы блока перемножения 3,5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 Сигналы, представляющие собой произведение обрабатываемого сигнала и сигнала с выходов соответствующих ячеек фильтра, подаются с выходов блока перемножения на входы блока усреднения, на выходах которого к концу времени усреднения устанавливаются напряжения, соответствующие значениям коэффициентов разлокения. Одновременно обрабатываемый сигнал подается на блок управления 1 и поступает на вход устройства 10 выработки дисперсии, На выходе этого устройства к концу времени усреднения образуется напряжение, пропорциональное дисперсии сигнала. Это напряжение подается на один вход схемы сравнения 12.Напряжения, соответствующие получаемым коэффициентам, подаются на остальные входы блока управления. Они поступают на сумматор коэффициентов 11, Напряжение, пропорциональное сумме коэффициентов, с выхода сумматора 11 подается на второй вход схемы сравнения 12. Напряжение с выхода схемы сравнения, представляющее разность половины дисперсии и суммы коэффициентов, подается на вход нуль-индикатора 13. Выходной сигнал нуль-индикатора, являющийся выходным сигналом блока управления 1, подается на вход электронного ключа 8. В случае равенства суммы коэффициентов половине дисперсии нуль-индикатор выдает сигнал, который вызывает размыкание ключа 8. 1-1 апряжения, пропорциональные коэффициентам, подаются также на входы логического устройства 5, откуда поступают на входы детекторов 14. На выходах детекторов образуются напряжения, пропорциональные модулю коэффициентов, которые подаются на входы схем сравнения 15, Напряжения, пропорциональные разности модулей соответствующих коэффициентов, с выходов схем сравнения 15 поступают на входы сумматора 1 б, В результате напряжение на выходе сумматора будет представлять собой некоторую оценку изменения коэффициентов по модулю с возрастанием номера коэффициента, т. е, будет характеризовать сходимость ряда, Напряжение с сумматора 1 б подается на вход порогового устройства 17. Здесь оно сравнивается с заданным значением. От результата этого срав. нения зависит полярность выходного сигнала порогового устройства. Выходной сигнал по. рогового устройства является выходным сигналом логического устройства. Он подается на поляризованное реле 7 и определяет подключение к электронному ключу 8 того или другого входа исполнительного устройства б.Коммутатор 18 преобразует поступающий на один из его входов импульс в некоторую последовательность импульсов определенной продолжительности, которые, поступая на вход шагового двигателя 19, вызывают его поворот на угол, обеспечивающий переключение диапазонов фильтра.Таким образом, если сумма коэффициентов не равна половине дисперсии, то ключ 8 бу дет замкнут и импульс с генератора тактовых имп) льсов пройдет через него и контакты поляризованного реле 7 на один из выходов исполнительного устройства б, которое произведет переключение диапазона в блоке фильтров 2. 1-1 аправлснис переключения определяется логическим устройством 5 в зависимости от характера изменения коэффициентов при возрастании их порядкового номера. В том случае, когда сумма коэффициентов оказывается равной половине дисперсии, блок управления 1 размыкает ключ 8 и тем самым останавливает автоматический процесс выбора дпэпязоегя фг.ггыров. Предмет изобретения1. Устройство для определения коэффициентов разложения корреляционной функции в ряд Лагсрра, содержащее блок ортогональпых фильтров с переключателем диапазонов, выходы которого через блок перемножитслсй соединены с блоком усрсднитслей, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и автоматизации процесса определения коэффициентов, оно содержит блок управления, генератор тактовых импульсов, логгпгеский блок, поляризованное реле, электронный ключ и исполнительный блок, причем выход генератора тактовых импульсов соединен черезэлектронный ключ со входом поляризованного реле, два выхода которого соединены сдвумя входами исполнительного блока, связанного с переключателем диапазонов в блоке ортогональных фильтров, входы блока управления подклго сыгы к выходам блока 1 среднителей, соединенным со входамп логическогоблока, выход которого подключен ко входу10 поляр;гзованного реле, а выход блока управления соединен со входом электронного ключа.2. Устройство по п. 1, отличающееся тем,что блок управления содержит блок выработки дисперсии, сумматор коэффициентов, схе 1 ч му сравнения и нуль-индикатор, причем выход блока выработки дисперсии подключен ковходу схемы сравнения, входы сумматора коэффициентов соединены с выходом блокаусреднитслсй, а выходы подключены ко вто 20 рому входу схемы сравнения, выход которойподключег к нулг-ппдикато 1)у,3. Устройство по п. 1, от.гичаюгцесся тем,д логгсскпй Олок содержит детекторы, схемы сравнения, сумматор и пороговый эле 2 мент, причем входы детекторов подключенык выходам блока усреднптелей, выходы детекторов попарно присоединены к схемам сравнения, выходы которых через сумматор подключены к пороговому элементу.1 уркин орректор Редактор Б. Нанкина оставнтель В. БыкоТехред Т. 1(урилкописное саз 3308/11 ЦНИИПИ Изд1828сударственного комитета по делам изобретений и Москва, Ж, Рауьнска Тирак Г 4 Совета Министров ССС открытий я наб., 4/5