Ортогональный коррелятор

Союз Советски кСоциалистическнкРеспублик и 1750509(23) Приоритет по делам изобретений и открытий(53) УДК 681.333( 088, 8) Опубликовано 23.07.80. Беллетень Л 27 Дата опубликования описания 23,07.80(7 Заявитель Куйбьпцевский политехнический институтим. В. В. Куйбышева(54) ОРТОГОНЛЛЬНЫЙ КОРРЕЛЯТОР Изобретение относится к области специализированных средств вычислительной и измерительной техники, предназначенных для определения характеристик случайных процессов.Известно устройство, содержащее5 фильтр Лагерра, к выходу каждой ячейки которого последовательно подключены блок умножения и блок усреднения, вто рые входы блоков умножения . вместе стО входом ортогонального фильтра подключены к входу устройства, к выходу последнего блока усреднения подключен блок регулировки параметра, выход которого подключен к управляющим: входам фильтра5 Лазерра 11,Недостатком устройства является большая погрешность аппроксимации колебательных корреляционных функций.Известно также устройство, содержащее блок нормирования, первый вход которого является входом коррелятора, а второй вход подключен к выхопу источника эталонного напряжения, а выход подключен 2к первой ячейке многозвенного ортого-.нального фильтра и к первым входам блоков умножения, вторые входы которыхподключены к выходам ячеек фильтра,выходы блоков умножения подключены ковходам ссответствующих блоков усреднения, соединенных выходами со входами блока регулировки параметров, первый выход которого подключен к управляющим входам ячеек фильтра 2.Недостатком устройства является недостаточная точность аппроксимации кслебательных корреляционных функций.Белью изобретения является повышение точности,Эта цель достигается тем, что в коррелятор, содержащий блок нормирования,первый вход которого является входомкоррелятора, второй подключен к источнику эталонного напряжения, а выход подключен к входу первого звена многозвенного ортогонального фильтра и кпервым входам блоков умножения, вторыевходы блоков умножения подключены кгде ыходу, опи- о Х а - а4О,+ О.а, (Х,-а,)На выходах блоков усреднрой группы устанавливаются(ю) дт, (8) где х =1 рактеристика орто- ого экспоненциаль, 9 к -го порядка.уются в качестве ния Кф в ряд импульснаягонализировного фильтралы 3 использ45 циентов разло фк=о(9 функ ци оайный процесс х ормировани по дисперсии , сигнаяется величйной вы источника 4, т. е.к - коэффициент проок 7 регулировки Исследуемый случ( (,(рф, мированными резке 047(оо епеленные в со ( 8), уповлетво+ (оъ) е являются ортоно котор функц Кями времени на от эффициенты к, оп твии с выражением 3 7505 Выходам соответствующих звеньев фильтра, выходы блоков умножения через соответствующие блоки усрепцения усрепнецы с соответствующими входами блока регулировки параметров, первый выхоп которого соединен с управляющими входами звеньев5 ортогонального фильтра, введены дополнительный многозвецный ортогоцализированный фильтр, дополнительные блоки, усреднения и умножения, первые входы блоков умножения и вход дополнительного много - ,звенного ортогонализированного фильтра подключены к выходу блока нормирования, вторые входы дополнительных блоков умножения соединены с выходами соответствующих звеньев дополнительного многозвенного ортогонализированного фильтра, три управляющих входа каждого из которых соединены соответственно со вторым, ретьим и четвертым выходами блока регулировки параметров, а выходы дополнительных блоков умножения подключены ко входам соответствующих дополнительных блоков усреднения а выход источника эталонного напряжения подключен к дополнительному входу блока регулировки параметров.Дополнительный многозвенный ортого- нализированный фильтр имеет передаточную функцию по 1( -му всываемую выражением Сущность изобретения поясняется чертежом, где изображена блок-схема уст ройства.На чертеже обозначены: 1 - блок нор мирования, 2 и 3 - звенья ортогональ ного фильтра Паггера, 4 - источник эта лонного напряжения, 5 - блоки умножени Б - блоки усреднения, 7 - блок регулировки параметров, 8 и 9 - соответственно нулевое и последующие звенья дополн тельного многозвенного ортогонализированиого фильтра.Устройство работает следующим обра 09 4параметров изменяет параметр дополнительного ортогоцальцого фильтра 2 - 3 с передаточной функцией по обеспечения условияо- хн (3)При этом на выходах блоков усреднения 6 устанавливаются сигналы й, определяемые следующим соотношением: функция Лаггера с -го порядка.Сигналы а, а, а, а также 17 о являются входными сигналами блока 7 регулировки параметров, на выходах которого формируются сигналы пропорционального значения параметров Я , С). с ортогонализированного фильтра 8, 9, определяемые соотношениями:А а,И-а,),)1 а-а,6ым трем коэффициентам разложения КФ ряа по ортогональным функциям Лагерра, возможно представление КФ моаелью вида: 5 750509 ряют условию минимума квадратической в погрешностипри заданных значениях параметров ф,05, С, величины которых, однако, существенно влияют на величину погрешности. Снижение погрешности Я ао величины, близкой к минимальной а области параметров 5, Сд с, осуществляется подстройкой с помощью блока 7 регулировкипараметров в соотвеТствии с выражениями (5)-(7).Таким образом, заявляемое устройствопозволяет определять параметры разложенияойэф юбкоюф 1 оо ю с с КФв ряа по ортогонализированным экспонен 2 Оциальным функциям виаа (10), обеспечивая при этом близкую к минимальной величину погрешности аппроксимации Я,.Так, например, еслибы,к/й =5 лы,/ь о,С,установившиеся значения параметров функций Я (т) составляют В= 0,5230 Ь 6Ыа = 0,734 ьи,с = 1, 3986, Первыетри коэффициента разложения соответственно равны о= 1,0223, , = -О, 1159,6= 0,1464, Значения погрешности ап. проксимации 3 для случаев +а = О,фи.= 1,щ= 2 составляет соответственносо= 0,0655, Яп= 0,0535,7=0,05Для сравнения можно указать, чтоминимальные значения погрешности аппроксимации Кф вида я/С= Йдйюс/03 135соответственно одним, двумя и тремячленами разложения в ряа по ортогональным функциям Лагерра составляют о= 0,22 , = 01138 к= 0111Кроме указанной выше прямой функции, заявляемое устройство позволяет оценивать величины параметров ф, Юо, с модвли КФ вида Ям (т) =(СОБоо+ ш,п ооФ) (12)аовольно обшей аля широкого класса случайных процессов, Для процессов КФ которых вхоаят в класс экспоненциальнокосинусных, опреаеляемые с помощью заявляемого устройства параметры 6,63о с, обеспечивают равную нулю квадратическую погрешность агпроксимации,Для процессов же, не входящих в55 указанныч класс, погрешность оказыва ется близкой к минимальной.Наконец, поскольку сигналы й, ЦФ а пропорциональны соответственно пер(13)что может оказаться полезным при решении некоторых конкретных зааач анализа. Сдеаует отметить, что и в этом случае подстройкой параметра с обеспечивается близкая к минимальной квадратическая погрешность аппроксимации КФ моделью вида (13),Таким образом, заявдяемое устройство позволяет с более высокой точностью посравнению с аналогичными аппроксимировать корреляционные функции широкого класса случайных процессов, причем наиболее эффективным является использование заявляемого устройства аля анализа процессов, Кф которых имеют колебательный характер.Формула изобр етенияОртогональный коррелятор, содержащий блок нормирования, первый вход которого является входом коррелятора, второй вход подключен к источнику эталонного напряжения, а выход подключен ко входу первого звена многозвенного ортогонального фильтра и к первым вхоаам блоков умножения, вторые входы блоков умножения подключены к выходам соответствуюших звеньев фильтра, выходы блоков умножения через соответствующие блоки усреднения соединены с соответствующими входами блока регулировки параметров, первый выход которого соединен с управляющими входами звеньев ортогонального фильтра, о т ли ч а ю ш и йс я тем, что, с целью повышения точности,в коррелятор введен дополнительный многозвенный ортогонализированный фильтр, дополнительные блоки усреанения и умножения, первые входы блоков умножения и вход дополнительного многозвенного ортогонализированного фильтра подключены к выходу блока нормирования, вторые входы дополнительных блоков умножения соединены с выходами соответствующих звеньев дополнительного многозвенного ортогонализированного фильтра, три управляющих входа каждого пз которых соединены соответственно со вторым, третьим и четвертым выходами блока реТираж 751Государственноюделам изобретеносквае Ж 3 1 Подписиомитета СССРи открытийшская наб., д, 4 113035,Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,7 750509 8гулнровки параметров, а выходы дополни- Источники. информации, тельных блоков умножения подключены ко принятые во внимание при экспертизе входам соответствуюших дополнительных 1. Авторское свидетельство СССР блоков усреднения, а выход источника о 463121кл, Я 06 Я 7/19, 1973, эталонного напряжения подключен к допол, Авторское свидетельство СССР нительному входу блока регулировки па- М 529462, клб 06 6 7/19, 1975 раметров. (прототип).