Устройтсво для определения шага измерений функции корреляции случайных сигналов

:1 565303 Союз Советских Социалистических фдспублик(51) М, К., О 06 О 7,1 присоединением заявки-Гасударственный комит Саввта Министров ССС по делам изобретений и открытий(71) Заявитель 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ШАГА ИЗМЕРЕНИЯ ФУНКЦИИ КОРРЕЛЯЦИИ СЛУЧАЙНЫХ СИГНАЛОВ 2 Изооре", ение относится к специализиро. ванным средствам вычислительной техники, предназначенным для анализа случайных процессов.Известны устройства- нналоги для определения шата измерения корреляционных функций (КФ), в которых с помощью пробнадыгов опрелеляется шаг измерения КФ (1 и 21. Кроме сложенности аиалогам присущ недостаток, связанный с зависимостью точности получаемых оценок от вида распрепределения исследуемого сигнала.. я опреде.Известно устройство-прототип для л . , ( рреляции лония шага измерен,ия функции ое первыи и случаиных сигналов, содержащее п второй следящие фильтры, входы которых являютея соответственно первым и вторым вхорез первыи и дами устройства, а выходы через п, второй компараторы соответствепно соединены с первым и вторым входами элемента И, выход которого через ключ соединен с делителем напряжения 3).Недостатком данного устройства являетсяневозможность использования е ого для исследования нестационарных сигналов, у которыхизменяется во времени значение верхней гра.ничной частоты. Если изменение верхней гра 5 ичной частоты и связанного с ней шага измерения корреляционной функции настольковелико, что шаг измерения функции корреляции прн задаиной приведенной погрешности ее аппроксимации изменяется за период пилообразного напряжения управляющего генератора больше погрешности измерения этого 5 шага, то это приводит к дополнительной погрешности измерения и, ка следствие, к су жонию класса исследуомых сигналов, т. е. к повышению требования к стационарности сигналов по частоте.10 Целью изобретения является расширениекласса исследуемых сигналавдля которых погрешность определения шага измерения корреляционной функции не будет существенным образом зависеть от величины измене ния верхней праничной частоты сигналов ловремени. Это достигается тем, что в устройство введены источник постоянного напряжения и последовательно соединенные стробируемый усилитель, оуиматор и интегратор, выход 20 которого подключен к управляющим входампервого,и второго следящих фильтровав и ключа, другой вход сумматора соединен с источНиком постоянного напряжения, а входы стробируеыого усилителя подключены соответст; венно к выходам первого и второго компаратор ов. 4Функциональная схема устройства привелена на чертеже.Устройство содержит слол 5 щие фильтры 1, 30 2, интегратор 3, компараторы 4, 5, элеменг(088.8) (45) Дата опубликования описания 07.10.773И 6, ключ 7, делитель напряжения 8, строоирувмый усилитель 9, сумматор 10,Первые входы следящих фильтров соединены с источниками сигналов х и у, а пх вторые входы - с выходом интегратора 3.Выходы следящих фильтров подключены к входам компараторов 4, 5, выходы которых соединены с входами элемента И 6, выходом подключенного к входу ключа 7, Второй вход ключа соединен с выходом интегратора 3, выход ключа соединен с входом делителя напряжения 8, Выходы компараторов 4, 5 соединены также с входами усилителя 9, выходом подключенного к входу сумматора 10.Второй вход сумматора соединен с источником постоянного напряжения С/, выход сум.матора соединен с входом интегратора 3.Работа устройства состоит в первоначальном определении верхней граничной частоты наиболее низкочастотного ,процесса (здесь иод наиболее низкочастотным .процессом понимается тот из двух процессов, у которого верхняя граничная частота наименьшая) и в последующем слежении за ней, т, е. включает два режима,В первоначальном режиме - режиме поиска верхней граничной частоты наиболее низкочастотного процесса - происходит просмотр, начиная с верхних частот, частотного диапазона предварительно поданных на вход следящего фильтра 1 процесса х(1) и на вход следящего фильтра 2 процесса у(1), причем априори известно, что х - наиболсе низкочастотный,процесс,Изменение частоты,пропускания фи(льтров 1, 2 прмсходит за счет изменения управляющего напряжения с выхода интегратора 3, В качестве источника пилообразного напряжения, в отличие от прототипа, принциииально не может иапользоваться генератор пилообразных импульсов ввиду наличия,режима слежения за частотой. В начале изиереиия уцравляющее нааряжение с выхода интегратора 3 равно нулю и частота пропускания фильтров равна верхней границе частотного диапазона устройспва, несколь 1 ко большей,максимально возможной верхней частоты процессов х (1) и у (1). Поэтому с выхода фильтров 1, 2 на входы комларатороз 4, 5 не поступает никаких сигналов. На вы,ходах компараторов, на входах и на выходе стробируемого усилителя 9 напряжение равио нулю. Постоянное напряжение источника, равное Ь, поступающее на,су 1 мматор 10, интегрируется интегратором 3. Напряжение на выходе интеиратора начинает линейно увеличываться, отчего частота пропускания управляемых им фильтров 1, 2, умсньшается. Так как у- менее низкочастотный процесс, то, когда частота прэпуокания фильтров становится равной верхней граничной частоте дроцеаса ц, появляется нанряжепие на выходе фильтра 2, иа выходе компаратрра 5 и на:вхаде элемента И 6, Благодаря этому усилитель 9 открывается и оказывается под. 1 О 20 25 30 35 40 5 бО 65 4готовленным к работе, но на выходе имеет ноль, так как на его входе, соединенном с выходом компаратора 4, напряжение равно нулю.Напряжение на выходе интегратора 3 продолжает увеличиваться до тех порпока частота пропу 1 скания фильтра 1 не станет равиой граничной частоте наиболее низкочастотного процесса х , При этом появляется напряжение на выходе фильтра 1 и на выходе компаратора 4, Это иапряжение поступает на вход элемента И 6 и на вход уоивителя 9, В этот, момент срабатьввает элемент И 6, сигиалоьч с выхода которого по первому,входу открываепся ключ 7.Так как шаг измерения функции корреляции обратно пропэрционален верхней гранич иой частоте наиболее низкочастотного процесса, которая в данном устройстве обратно пропорциональна упразляющему напряжению иптеиратора 3, то напряжение на выходе интегратора в момент наличия надряжения на выходах фильтров 1, 2 и на выходах компараторов 4, 5 пропорционалыно шагу измерения функции корреляции. Напряжение;интегратора, постоянно црисувствующее на втором входе, ключа 7, поступает на вго выход и через делитель напряжения 8 на выход устройства. Наличие делителя напряжения обусловлено необходимостью изменять шаг при одной и той же верхней .граничной частоте панболее низкочастотного процесса при различных значениях приведенной;погрешности аппроксимации функции,корреляции.Таким образом, с выхода устройства снимается напряжение, обратно пропорциональное верхней граничной частоте наиболее низкочастотного,процесса х (1), т, е. пропцрциональное шагу изменения корреляционной функции то. С этого момента начинается второй режим работы устройства - режим отслеживания за верхней граничной частотой наиболее низкочастотного процесса,11 апряжеиие с выхода компаратора 4 усиливается усилителем 9, уже открытым натряжеиием с комиаратора 5, до значения, равиого напряжению источника,напряжения К Это усиленное напряжевие,в сумматоре 10 окла,дается со значком минус с нйпряженнем источника напряжения и на выходе сумчато ра нап 1 ряжение становится равньв нулю. Напряжение на выходе интеиратора 3 начинает падать, что смещает частоту иропускания фильтров 1, 2 в сторону высоких частот. Когда эта частота станет выше верхней граничной частоты, исчезает напряжение на выходе фильтра 1, комиаратора 4 и иа выходе усилителя 9. Напряжение на выходе сумматора 10 вновь становится равным У, снова начинает возрастать напряжение на выходе интегратора 3 до значенияпри котороы на выходе следящего фильтра 1 появляется сигнал. Снова появляется напряжение на выходе компаратора 4 и на,выходе усилителя 9, а на выходе сумматора 10 напряжение становится равным нулю и т, д. Таким образом, ус ганавливается,динамическое равновесие следящей по частоте системы, настраивающей па верхнюю граничную частоту наиболее низкочастотного процесса х (1). Если эта частота уменьшается, то ноль на выходе сумматора пе появляется до тех пор, пока следящий фильтр 1 опять не дойдет до верхней граничной частоты наиболее ниэкочастотнаго,процесса и вновь не наступит динамичеакое равпавосие, Если же верхняя граничная частота процесса х (Е) увеличивается, то ноль на выходе сумматора будет до тех пар, пока напряжение на выходе интегратора 3 не уменьпштся до значения, при котором частота пропускания фильтра 1 равна верхней граничной частоте процесса х (1). После этого опять наступает динамическое равновесие.Таким образом, следящая по частоте силема отслеживает:искомую частотупри эгом напряжение иа выходе интегратора пропорционально изменяющемуся шагу измерения функции корреляции, Наличие двух следящих фильтров, двух компараторов и элемента И связано с необходимостью,измерения взаимной карреляционной функции.Необходимость страбирования (открывания) усилителя 9 напряжением с выхода компаратора 5 вызвана возмажпостью подачи на вхады фильтров 1, 2 двух сигналов х (1) и у (1), спектры которых не перекрываются. Поскольку взаимная корреляционная функция таких сигналов равна нулю, то устройс гво пе должно выдавать значения шага измерения корреляционной функции. В этом случае усилитель 9 закрыт сигналом с выхода кампаратора 5 или имеет на вхаде ноль с выхада компаратора 4, Топда напряжение на выходе интегратора 3 возрастает до максимального и режима отслеживания не наступает, Элемент И 6 при просмотре всего чагатпого диапазона закрыт и на выходе устройспва не появляется напряжение.Использование следящего за частотой устройства, предварительно определяющего значсиие верхней граничной частоты наиболее низкочастотного процесса, позволяет следить 5653036за последней при изменении ее во времени, Это значительно расширяет класс исследуемых сигналов за счет возможности определения шага измерения фуикции корреляции5 нестационарных по спектру сигналов.Поскольку спрого стационарных процессов не сущеспвует, а отсутствие предварительных измерений функциями корреляциями исследуемых процеосов с целью определения 1 о шага ее измерения сокращает время измерения процесса в 2 - 3 раза, то испальзавание подобного устройства позволяет сократить время измерения функции карреляции и тем самым обеспечить получение определенного 15 экономического эффекта.Формула изобретенияУстройство для апределения шага измере 20 ния функции корреляции случайных сигналов, содержащее первый и второй следящиефильтры, входы которых являются соответственно первым и втарым входами устройства, а выходы через первый и второй компа 2 раторы соответственно соединены с перовыми вторым входами элемента И, выход которого через ключ соединен с делителем,напряжения, отличающееся тем, что, сцелью расширения класса исследуемых сигналов, в устройство введены источник постоянного напряжения и последовательносоединенные стробируемый усилитель, сумматор и интегратор, выхад которого подключспк управляющим входам перваго и второгоЗ;, следящих фильтроев и ключа, другой вход сумматора соединен с источником постоянногонапряжения, а входы стробируемого уоилптеля подключены соответственно к выхода мпервого и второго компараторов.40 Источники информации,принятые во внимание прп экспертизе1. Автарское свидетельство СССР М 226970,кл. 6 06 Г 15/34, 1968.2, Авторокое свидетельство СССР Хо 321941,45 кл. 6 06 Г 15/34, 1971,3, Авторское свидетельство по заявкеЛ. 207148618-24, кл, 6 06 Г 15/34, 1975,565303 у 9) Составитель В. Жовинский Техред 3, Тараненко Редактор Т. Юрчнкова 1(орректор О. Тюрина МОТ, Загорский филиал Заказ 6247 Изд, Лв 583 Тираж 818 ПодписноеЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж.35, Раушская наб., д. 4/5