Коррелятор

О П И С А -Нс И ЕИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 407331 Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик исимое от авт. свидетельства М1759284/18-24) аявлспо 16 111, присоединением,Кл, 6 06 д 7/12 аявкц М кударственный комитет Савета Миннстрае СССР но делам изобретеннйи аткрытии Приоритет ДК 681,333:519.2 (088.8 Х.973. Вюллстсиь46ия описания9.1 Ъ.1971 Опубликгдяпо 2 Дата опубликоьа Авторизоорстенця. Кош Новосибирский электротехнический и нстит Заявитель РЕЛЯТО 2 Изобретение относится к специализированным средствам аналоговой вычислительной техники, предназначенным для анализа случайных процессов, например, длл расчета корреляционных функций в различных областях пауки и техники,Йзвсстны корреляторы на ортогон альных фильтрах, основными достоинствами которых является отсутствие специального устройства задержки (илц запоминания) сигнала и получение результата в виде аналитического выражения - ортогонального ряда. Наиболее удобными длл практической реализации лвляютсл корреляторы ця фильтрах Лагерра.Коррелятор на ортогоцальцых фильтрах состоит из нескольких фильтров, блоков перемножения и усредняющих устройств. Каждому фильтру (или каждой ячейке последовательного фильтра) соответствует один блок перемножения и одно усредняющее устройство. Общее количество фильтров, блоков перемножения п усредцяющих устройств равно количеству определяемых членов ортогонального ряда.Входная клемма одного из исследуемых сигналов соединена со входами всех фильтров. Выход каждого фильтра соединен с одним из входов соответствующего блока перемножения. Со вторыми входами всех блоков перемножения соединена входная клемма для другого исследуемого сигнала. Выходы блоков перемножения соединены со входами усредняющих устройств. Выходные сигналы усредняющих устройств пропорциональны коэффициентам а разложения корреляционной функции в ортогоняльный рлд.1-1 едостатком известных ортогоняльных корреляторов является то, что предложенные до настоящего времени эмпирические способы подбора постоянной фильтров Лагерра и схемы, реализующие эти способы, основаны на некоторых априорных сведениях об исследуемых процессах, Например, требуется знание ширины спектра сигналов или предполагается, что корреляционная функпия имеет некоторый определенный вид, Но даже эгц эмтптрическпе способы не дают возможности получить наиболее точную аппроксцмяцшо корреляционной фпкццц.Кроме того, в реальных условиях обычно пе имеется необходимой информации об исследуемых процессах, ц постоянная фильтров вьебиряется произвольно, что приводит к существенным отличиям получаемой оценки корреляционной функции от действительной корреляционной функции.Целью предлагаемого изобретения является увеличение точности аппроксимации корреляционной функции стационарных процессов, неизвестными параметрами, В частности, обе, -печенце миН 1 мя,ьноЙ экспоненццаль 10 Взве шегцной среднеквадратичной погрешности.Б описьгваемом кор(реляторе эта цель достигает(сг Введсцге) блОка пОиска э:(стремума Некоторой (уРкцгц от коэффициентов рдзложсни 51, ВКОды котс 1 ОГО псДСОСДцс 1 ены 1( ВыхОДОм блоков усрелцсгия д Выход - к угряпл 51 сшим Входа.1 )ИльтрОВ. КОнкретныи Вид дяцг(сй функции зависит от критерия точно "тц дппроксигмацип корреляционной функции (т. с. от Выражепця дл 5; погрешцостц яппр: к;:мапцц).Наприсер при эиИмцзяцги экспснснццальцо взвешенЮЙ срсдзнсквддрат(ич(НОЙ погрешности аппроксимации.15б = - ( Я(Т) - Я"(т), Гп;Т,КОгде Т; - показатель корреляции, определяемый из условиямакс - , ) 1-,)с- - 1 т,о Тфункция от коэффициентов тождественно равна первому коэффициенту разложения, а блокпоиска экстремума служит для поиска максимума данного коэффииента.На фиг. 1 изображена блок-схема коррслятора на ортогоцальцых фильтрах с блоком поиска экстремума функции от коэфгригциептов;на фиг. 2 - блок-схема коррелятора, мцнцмц- ЗОзцрующсго погрешность аппроксимации вц.да (1).Коррелятор (см, фцг. 1) содер)кит фильтры1 - д Лагерра и левого, первого, второго и высШЦХ ПОР 51 ДЧ(огв (НЯ ЧЕРТЕИ(3 Х НС ПОКЯЗДНЫ фНЛЕ- Втры более Второго порядкд и относящиеся кэтим фгльтрдм Олски), ОлОки перемнсжее 1 ця4 - б, блоки усреднения 7 - 9 и блок поискаэкстремума 10. Клемма первого Входного сигнала подсоединена ко Входсдм фильтРов 1 - д. 401 лемхд ВтсрОГО,ВХОДНОГО сигц 2 Гс подсседцнсна ко входам блоков перемцожепи 4 - б. Ковторым ьхсдам блоков цсрсмцо)кения цсдсосдцнсцы выходы фильтров. Выходы блоков перемножения 4 - б сосдцнегь Со;)твстствсццо со 4входдмц блоков усрсдцсНя 7 - 9, д Выхдь Последн;х гОдсос)г(гсны кО входв)1 слока цоцскяЭкстрс)(М)13. ВЫХод ОЛОКя ГСНСКс) ЭК"Грему)12СССДЦЕ) С ПЕРССТРПвсЕМЫМЦ ЭЛСМСЦтаМЦфильтров - - 1 (этя связь цскдзацд штрпховоц11 Ц л Ц )КсррС(ТОр (СМ. фцг. 2), црЕ,цдЗцсЧСНПЫЙдля мцццмцздцзии погрешности Вцда (1), и)СеттОлькО Однц Вход Олска псцскс( э(стрсму)(г 10,к 1;оторому подсоединен Выход блока у;редцсН с( ЯСтруктурная схема блокд псцскя эксрс)ухя ссдср)кцт мстроцств 0 срдгпения 11 тскусГО Ц ПРОШЛОГО;)пс(ЧЕЦЦЙ Козф(1)1 ЦЦСПТ 3 и(, Зс(псмццающсе мстройство 12, ключ И, мстр(Ст- юг(ю 14 изменснця шага псрсстрокц ц и цолццсльнсе устрсЙствс 1 б псрсст 110 Йк;( цссто 5(ц;(сЛьтров.ВЫХОД блока усрсднецц 51 8 цодклю:сн к устРОЙствУ СРсццсциЯ 11 ц ко вхсдм к.(О(д 1:5, Вь- (13 ход ключа подключен к запоминающему устройству 12, выход которото подключен ко второму входу устройства сравнения 11, выход которого подключен ко входу исполнительного устрсствд 1 б и ко входу устройства 14, выход которого также подключен к исполнительному устройству.Коррелятор работает следующим образом.На фильтры подается исследуемый сигцал и.Выходной сцгнал фильтров, определяемый све(рткоЙ его имлульсной реакции и сигнала и, , имеет следующий вид:Чп==, -л1,- , и( - -т)гтСИГНаЛЫ сиС ВЫХОДа КажДОГО фИЛЬтРа поступают на блоки перемножения, где умножаотся на второй сигнал и. Напр 51)кение с выходов блоков геремцо)кения цодяотся па Входы блокОВ усреднени 51 нд ггтервале То. Напряжения на выходах блоков усреднения пропорциональны коэффициентам рязлогжения корреляционной функции в ряд Лагеррд:о(4)Зтц сигналы поступают на Входы блока поиска экстремума. После скогчагцця интсрВдла измерения То в блоке поиска экстревма происходит вычисление функции от коэффцццец- ТОВ И СРЯШ 1 ЕЦЦС С СЕ ПРЕДЫДУЦИМ ЗпагСНПСМ. В зависимости от результатов срдвцсцця происходит из)енецие постоянной фильтров Т таким образом, чтобы после ряда измерений функция от коэффициентов приобрела экстре- .ЯЛнОЕ ЗЦДЧСЦЦЕ. . ЦРЦЯЛ, МПРДВс 151 ОЩЦЦ ПСРЕ- стрсйкоЙ филь(ров, церсддстся ца (1)цдптрь( С ВЫХ,)Дд ОЛОК 3 ПО(Ока ЭКСТРЕМУМс.В чсстцестц. ксРРелцтоР (см. фи. 2), мгццзИзцряощг 1 погрешность гидд (1), работает следующим образом. Сцг)цал а( с Вы.(одя блока усрсднеПи 8 поступает на устрОЙствс сраВнени 51 11, Где цсслс олОЦЧсЯ ЦНТЕРВалд ЦЗ"ЕРЕНИЯ СРЯВННВ 3 ЕТСЯ СО СВОПМ ПР 01 ПЛЫ) ЗЦДЧСЦИС), ХРДЦ 51 ЦЦ)1051 В здпсмН(дю 1 цем 1 строцстгс 12. В здггсцмссти От РЕЗУЛЬтятд СРжГНС 5,51 ИЗМЕНЯЕТСЯ ШаГ ПЕРС- стройки фцльтрсв устройством 14, ц осуцсстг,- ляется перестройка (изменение постоянной Времени) )1 льтров 1 сполг 1 тельы)стрсцстВсм 11). Псрсстроцкя осуцестВл 51 стс 51 таким 00- разо), ЧТсбЫ ПОС;Е:уЮщЕЕ ЗцсЕНИгл КОЗ(1)цциецтд и( было больше предыдущего, После скончания цсрсстройкц открывается ключ И, и ЗяОМНЗЮПСС уетроСТЕРВО 12 Зацсмццс 1 СТ ТСКуисс (цдг(Ч( л коэ(1)фчццсцтд )( кстОрсс здтсм срягп(цвястся сс вновь измеренным.Цикл измерения повторяется дс тс:( цор, ЦОКД ЦС ОЙДЕТ ЦЯЦДЕЦО Мс(КСГМаль(ОС ЗпаСЦЦС коэф(Иццецтя и(. СсотВетствующ 351 этому знячсчпцо коэффициента постоянная фильтров Т ССЗДДСТ .ГЦ)1(,ЬЦ с О ЦОГРСЦЦОСТ ВЦ 1 с (1 ) .Предмет изобретения 1. Коррелятор, содержащий ортогональные рильтры, блоки перемножения, первые гходы которых подключены к выхода 5 М соответствук 1- щих фильтров, вторые Входы подклкэчены к первой входной клемме коррелятора, а выходы блоков перемножения соединены со входами соответствуюших блоков усреднения, сигнальные входы фильтров подключены ко второй входной клемме коррелятора, отлачаощийся тем, что, с целью повышения точности работы, он содержит блок поиска экстремума, входы которого подключены к выходам блоков усреднсцця, а гыхсд соединен с управляющими1)хо 51 а,;и фильтров,2. Коррелятор о и. 1, отличающийся тем,что 0510 к .1 опска экстреума содержит запоми.нающсс устпсиство, выход которого подключш и нарвочу ьходу устройства сравнения,зт.:рой вход которого соед:Иен со входом блока поиска экстреху 1 а и через ключ - со вхо.д .; зз;.смппОц;его устройства, выход устрой 11 с Г 1 а сравнс 11 И 51 подкл 10 чен к перВому Входу111 ог 1:;Тельного устройства непосредственно,ко з горе му - через устройство измененияшага, первый ВыхОд исполнительного устройстга соединен с ключом, второй выход подклю 15 чен к выходу блока поиска экстремума.Корректор А. Дзесови Редактор Е. Семанова Изд Ъ" 1068 Тираж 647 ЦНИИП 11 Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, Ж, Рпушская наб., и 4/5