Устройство для оценки интервала корреляции нецентрированного случайного процесса

Союз СоеетскикСоциал исти цеосихРеспублик О П И С А Н И Е и 641463ИЗОБРЕТЕН ИЯприсоединением зая Государственный комнте ссср(72) Авторы изобретения В, В уйбышевский политехнический инст им, В, В, Куйбышева(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЦЕНКИ ИНТЕРВАЛА КОРРЕЛЯЦ 1 НЕЦЕНТРИРОВАННОГО СЛУЧАЙНОГО ПРОЦЕССА 2 ыло предложеолее близкое к Изобретение относится к области специализированных средств вычислительнойтехники и предназначено для оценки интервала корреляции (как интеграла отнормированной корреляционной функции впределах изменения аргумента от нулядо бесконечности) нецентрироввнных стационарных случайных процессов,Известно устройство дпя оценки интервала корреляции случайного процесса,содержащее многозвенный фильтр, сумматор с единичными весами по всем входам, умножитель, управляемый ключ, широтно-импульсный модулятор регистрирующий блок 11. Применение предварительного центрирования, например, фильтромнулевого порядка, нецентрироввнных случайных процессов перед подачей на входэтого устройства непригодно, т.к. интервал корреляции на выходе фильтра по введенному выше определению будет всегдаравен нулю.Для избежания этого быо устройство 2 наиб отов, В. К, Семенычев и А. П. Токаре данному изобретению, Это устройство содержит первый сумматор, блок регистрации, последовательно соединенные И фильм- ров низкой частоты и инвертор, вход первого фильтра низкой частоты подключен ко входу устройства и к первому входу второго сумматора, второй вход которого соединен с выходом инвертора, блок вычитания, первый вход которого подключен ко входу устройства, в второй - к выходу первого фильтра низкой частоты, блок умножения, выход которого соединен со входом блока усреднения.К недостаткам прототипа следует отнести сложность аппаратурной реализации оценки интервала корреляции, требующей включения в состав устройства второго блока умножения, блока деления, второго блока усреднения. Вторым недостат 20ком, приводящим к большим вппаратурным погрешностям, которые существенно загрубляют получаемую оценку, является построение устройства по разомкну- тому циклу. В результате указанное усъройство требует применения прецизионных элементов. Третьим, весьма существенным недостатком является то, что обеопечиаая малую погрешность от смещен- ности, прототип делает дисперсию ацен ки интервала корреляции зависяшими от значения математического ожидания анализируемого сигнала и увеличивает ее в сравнении со случаем, когда оно равно нулю. оЦелью предлагаемого изобретения является повышение точности устройства дпя оценки интервала корреляции.Поставленная цель достигается тем, что в устройство дополнительно введены 5 блок аь)читания, широтно-импульсный модулятор, ключ и блок задания масштабных коэффициентов, 1 -1 вход которого подключен к выходам соответствующих фильтров низкой частоты, а й -й вход- к вы о ходу инвертора, выходы блока задания масштабных коэффициентов соединены с соответствующими входами первого сумматора, выход которого подключен к первому входу дополнительного блока вы-. читания, второй вход которого соединен с выходом ключа, информационный вход которого подключен к выходу второго сумматора, а управляющий - к выходу широтно-импульсного модулятора, входы блока умножения подключены к выходам соответствующих блоков вычитания, а выход блока усреднения соединен со входом широтна импульсного модулятора, выход которого подключен ко входу блока регистрации.На чертеже представлена блок-схема устройства, содержашего и последовательно вкточенных однозвенных апереодических фильтроа нижних частот 1 с постоянной времени Т, инвертор 2, .блок задания масштабных коэффициентов 3, первый сумматор 4, второй сумматор 5,ключ 6, первый блок вычитания 7, второй блок вычитания 8, блок умножения 9, блок усреднения 10, широтно-импульсный модулятор 11, регистрирующийблок 12.Ко входу устройства подключен входфильтра 1, неинвертируюший вход блокавычитания 7, второй вход сумматора 5.Выходы фильтров нижних частот подключены через блок задания масштабных коэффициентов 3 к й входам суммато 55 ра 4, выход первого фильтра нижнихчастот подхлючен также к инвертируюшему входу блока вычитания 7, выход последнего фильтоа нижних частот подключен также через инвертор 2 и блокзадания масштабных коэффициентов 3 к( п +1) входам сумматора 4, К выходуинвертора 2 подключен первый вход сумматора 5, выход которого через ключ6 подключен к инвертирующему входублока вычитания 8, неинаертирующийвход которого подключен к выходу сумматора 4, а выход к второму входублока умножения 9, первый вход которогоподключен к выходу блока вычитания 7,а к выходу - подключены последовательно блок усреднения 10 и широтно-импульсный модулятор 11, выход которогоподключен к управляющему входу ключа6 и регистрирующему блоку 12.Напряжение реализации ХИ)поступает навход устройства. На выходе сумма.матора 4 сигнал , (1) будет равен(тск.т тС =- биноминальные коэффи(1-)циентй, и = 1,2и Весовые коэффициенты (С и+ + 1 )1- К), 2задаются блоком 3.На выходе блока вычитания 8 с коэффициентам преобразования 6дейстаует сигнал-НхИ-с)дС,где Н : ---Е ,Д(С)-,1 с тг -(п.)т т)дельта функция.Ц( + ) - коммутирующая функция управляемого ключа 6, равная 1 во время Гзамкнутого ключа и равная О во время(т-С) открытого ключа, здесь Тпериод импульсов широтно-импульсногомодулятора 11. Частота модулятора 11выбирается много больще верхней частоты спектра сигнала( р. ( Ф ),ос- коэффициент преобразования блока вычитания 8, Можно показать,что в установившемся режиме работы предлагаемого устройства оценка математического ожидания произведения сигналов М (1) и 32 Я), формируемая блоком 3усреднения 10, равна нулю,Ири этом, постоянная составляющая коммутирующей функции выходного сигнала модулятора 11 будет пропорциональна оценке. интервала корреляций рецептрированного случайного процесса.Эта оценка не зависит от значений коэффициентов преобразования К и коэффициента преобразования модулятора 11.Обеспечив центрирование по обоим каналам блока умножения 9 и тем самым независимость дисперсии оценки интервала корреляции от значения математического ожидания, важно сохранить при этом достоинства прототипа- обеспечение скопьугодно малой погрешности от смешенности.Формула изобрете нияУстройство дпя оценки интервала корреляции нецентрированного случайного процесса, содержащее первый сумматор, блок регистрации, последовательно соединенные ц фильтров низкой частоты и инвертор, вход первого фильтра низкой частоты подключен ко входу устройства и к первому входу второго сумматора, второй вход которого соединен с выхо- дом инвертора, блок вычитания, первый вход которого подключен ко входу устройства, а второй - к выходу первогофильтра низкой частоты, блок умножениявыход которого соединен со входом блока усреднения, о т л и ч а ю щ е е с я 5тем, что, с целью повышения точностиработы устройства; в него введены дополнительный блок вычитания, широтноимпульсный модулятор, ключ и блок задания масштабных коэффициентов, 5 -1 ф входов которого подключен к выходамсоответствующих фильтров низкой частоты, а О-й вход к выходу инвертора, выходы блока задания масштабных коэффициентов соединены с соответствующимивходами первого сумматора, выход которого подключен к первому входу дополнительного блока вычитания, второйвход которого соединен с выходом клкча, информационный вход которого подключен к выходу второго сумматораауправляющий - к выходу широтно им- пульсного модулятора, входы блока умножения подключены к выходам соответствующих блоков вычитания, а выход бло 25ка усреднении соединен со входом широтно-импульсного модулятора, выходкоторого подключен ко входу блока регистрации.Источники информации, принятые во ЗОвнимание при экспертизе:1. Авторское свидетельство СССР517899, кл. 606 О 7/1 й, 1975.2. Волков И. И. и др. Способ пост- роения устройства для оценки интервала г 5корреляции нецентрированного случайного процесса. Известия Бузов "Радиофизика,8 у 1976, с. 1174-1178.. иНИИПИпо дел113035,ираж ЗП осударственного м изобретений и осква, Ж, Ра Подкомитета СССоткрытийушская наб