Корреляционное устройство для определения запаздывания случайного сигнала

.В.Фоминовхническ е свиде570/241980.свидетел06 6 7/ льство ССС ьство СССР9, 1976 с ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКР ТОРСКОМУ СВИД(54)(57) КОРРЕЛЯЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗАПАЗДЫВАНИЯ СЛУ. ЧАЙНОГО СИГНАЛА, содержащее два блока фильтров, каждый из которых содержит кнтегросуаматор, первый вход которого является входом блокаУ и последовательно соедйненные интегратор и элемент НЕ, выход которого поРРслючеи. к второму входу интегросумматора и является первьаа выходом блока, вход интегратора объедкнен с .третьим входом кнтегросумматора и является вторьак выходом блока, входы первого к второго блоков фильтров являются соответственно первьан и вторьаа информационными входами устройства, суьюатор, первый и второй блоки вычитания, регистратор, состоящий кз последовательно соединенных блока деления к блока индикации, выход которого является выходом устройства, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности и помехоустойчивости, в него введены усилитель-ограничитель, первый, второй и третий элементы И, триггер, первый и второй ключи, первый и второй интеграторы, причем первые входы первого и второ го блоков фильтров соединены соответственно с неннверткрованньачи входами первого и второго блоков вычитания, инвертирующие входы которых объединены с первьак и вторьак входами сумматора соответственно и подключены к вторым выходам первого и второго блоков фильтров соответственно, выход первого блока вычитания через усилитель-ограничитель соединен с информационньаии входами первого и второго элементов И, управляющие входы первого и второго элементов И являются входами сигналов пуска и останова устрой ства соответственно, а выходы соединены соответственно с единичньак к нулевым входами триггера, единичный выход которого соединен с управляющим входом третьеао элемента И, выход которого соединен с управляющими входами первого и второго ключей, информационные входы которых подключены к выходам второго блока вычитания и умматора соответственно, а выходы через первый и второй интеграторы соответственно .одключены к соответствующим входам блока деления регистратора.1 О Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники, предназначенные для измерения запаздывания во времени случайного сигнала, и может быть использовано при определении парамет ров дрейфа ионосферных неоднородностей в реальном времени для оцен. ки знака н величины запаздывания прохождения фединга между двумя антеннами, обнаружения сигналов на фоне помех, в радиодальнометрии, в измерительной технике при экспериментальном исследовании случайных сигналовИзвестно устройство для опреде ления постоянной времени нелинейных инерционных объектов, содержащее генератор симметричного сигнала,два идентичных блока формирования коэффициентов, пропорциональных первым и вторым производным исследуемых сигналов, три инвертора, четыре управляемых ключа, два интегросумматора, формирователь управляющего сигнала, два интегросумматора, регистри 15 рующее устройство, причем выходы первого и второго ключей соединены с соответствующими входами первого интегросумматора, выходы третьего и четвертого ключей - с соответствующими входами второго интегросумматора, входы второго и четвертого ключа - с выходом первого и второго инвертора соответственно, а выход третьего инвертора - с управляющими входами первого и третьего ключей 111. З 5Недостаток этого устройства - детерминированность входного сигнала(пробный сигнал специальной формы), при.этом оно не может использоваться при исследовании случаных сигна лов.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является корреляционное устройство для определения запаздывания случайного сиг-. 45 нала, содержащее четыре Фильтра нижних частот (ФНЧ), вход первого из которых является первые входом устройства, а выход соединен с вхо" дом второго ФНЧф вход тре 3 ьего ФНЧ является вторым входом устройства, а выход подключен к входу четвертого ФНЧ, суьвеатор, два блока вычитания, выход первого блока вычитания соединен с первым входбм блока умножения, выход которого через последовательно соединенные блок усреднения и блок управления подключен к управляющему входу линейного преобразователя, выход которого подключей к инвертирующему входу 60 первого блока вычитания, неинвертирующий вход которого подключен к выходу второго блока вычитания, при- . чем в устройстве, введен масштабной инвертор, вход которого подключен 65 к второму входу устройства, а выходсоединен с первым входом сумматора,второй вход которого. объединен синвертирующим входом второго блокавычитания и подключен к выходу третьего ФНЧ, неннвертирующий вход перво" го .блока вычитания соединен с выходом:четвертого ФНЧ,. выход сумматора подключен к входу лийейного преобразователя, а выход второго ФНЧ - к второму входу блока умножения 2.Недостатками устройства являются невозможность оценки знака задержки случайного сигнала, что ограничивает применение его для оценки направления.н скорости дрейфа ионосферы методом радиолокации в реальном масштабевремени и сложность технической реализации канала измерения, обусловленная последовательным соединением блока умножения и линейного преобразователя с блоком управления, так как высокая точность измерения достигается обеспечением прецизионности этих блоков. Ограничение точности связано также с необходимостью предварительного дифференцирования случайных сигналов, что ухудшает помехоустойчивость.Целью изобретения является повы-. шение точности и помехоустойчивости измерения запаздывания случайного сигнала. указанная цель достигается тем, что в корреляционное устройство для определения запаздывания случайного сигнала, содержащеедва блока фильтров, каждей из которых содержит интегросуьвеатор, первый вход которого являетсявходом блока, и последовательно соединенные интегратор и элемент НЕ, выход которого подключен к вторсну входу интегросумматора и является первью выходом блока, вход интегратора объединен с третьим входом интегросумматора и является вторым выходом блока, входы первого и второго блоков Фильтров являются соответственно первым и вторым информационныеи входами устройства, сумматор, первый и второй блоки вычитания, регистратор, состоящий иэ последовательно соединенных блока деления и блока индикации, выход которого являетвя выходом устройства, введены усилитель-ограничитель, первый, второй итретий элементы И,триггер, первый и второй ключи, первый и второй интеграторы, причем первые выходы первого и второго блоков фильтров соединены соответственно с неинвертированныеи входами первого и второго блоков вычитания, инвертирующие входы которых объединены с первым и вторым входами сумматора соответственно и подключены к вторые выходам первогоРегистратор 18 содержит последовательно соединенные блок 19 деления иблок 20 индикация (вольтметр), выход которого является выходом устройства. Выходы ключей 14 и 15 черезинтеграторы 16 и 17 подключены к первому и второму входам блока 19 деления.Предлагаемое устройство работаетследующим образом.10 На вход первого блока 1 фильтровпоступает случайный сигнал х(С),навход второго блока 2 фильтров - случайныйсигнал у(С). С достаточнойдля инженерной практики точностью 15 оператор запаздывания можно аппрок-симировать рядом Паде второго порядка что соответствует линейному диф-.ферейциальному уравнению и второго блоков фильтров соответственно, выход первого блока вычитания через. усилитель-ограничитель соединен с информационными входами первого", второго и третьего. элементов Й, управляющие входы первого и второго элементов И являются входами сигналов пуска и останова устройства соответственно, а выходы соединены с единичньм и нулевым входами триггера соответственно, единичный выход .которого соединен с управляющим входом третьего элемента И, выход которого соединен с управляющими входами. первого и второго ключей, информационные .входы ко- . торых подключены к выходам второго блока вычитания и сумматора соответственно, а выходы через первый и вто 4 рой интеграторы соответственно под-. ключены к соответствующим входам блока деления регистратора.На фиг. 1 представлена блок-схема устройства на фиг. 2 - времен-ные диаграмьы работы устройства.Устройство содержит два блока 1 и 2 фильтров кзждый из которых содержит интегросуеиатор 3, интегратор 4, элемент НЗ 5, первый вход интегросумматора 3 является перваее входом блока, а выход интегросумма тора 3 соедичен с его вторым входом и через последовательно соединенные интегратор 4 и элемент НЕ 5 подключен к его тертьему входу, третий вход и выход интегросувееатора 3 являются соответственно первые и вторьж выходами блока.ВходЫ первого и второго блокови 2 Фильтров являются соответственно первым и вторам информационными входами устройства, первые выходе первого и второго блоков 1 и 2 Фильт-ф ров соединены соответственно с неинвертироватавв входами первого и второго блоков 6 и 7 вычитания, инвертирующие входы которых объедийены с первии и вторая входами сумматора 8 соответственно и подключены к выходам первого и второго блоков 1 и 2 фильтров. Блок 6 вычитания через усилитель-ограничитель 9 соединен с информационными входами первого, второго и третьего элементов И 10 - 12. Выходы элементов И 10 и 11 соединены соответственно с единичньж и нулевьи входом триггера 13, единичный выход которого подключен к управляющему входу элемента И 12. Управляющие входы элементов и 10 и 11 являются входами пуска н останова устройства соответственно. Выход элемента И 12 подключен к управляющим входам ключей 14 и 15, информационные входы которых подключены к выходам сумматора 8 и блока 7 вычитанию соответственно. Устройство содержит также интеграторы 16 и 17 Ю 2 И У д 2 с 3 к дк- (ц= -ь" - 1 (с), жа ж,12 ЗСгде Г - неизвестный параметр, характеризующий .знак и величину 25 запаздывания)х4 и, у( с- контролируемые случайные сигналц.Обрабатывая сигнал х(Ц и у(С)оператором скользящей модулнрующейфункции, например, в виде фильтраПуассона (блоки Фильтров 1 и 2 выполнены в ваде последовательно соединеннык интеграторов с промежуточнващ обратныаи связями), можно 35 непре 1 зеио формировать сигналы П; (й)и С, (В), которое пропорциональныкоэффкцйентам квадратного алгебра 1ического уравнения, в котором неизвестным является запаздывание 7.46ф(с з -оз )+6 г(с 2+ц) =( )= +П.50 Е, (С) -цПеременная Е (1) непрерывно формируется иа выходе сумматора 8, аЕ 1 Щ - на выходе второго блока 755 вычитания. С целью повьзиения точности, используя способ повторноймодуляции, умножим коэффициентыуравнения (2) на сигналэ 1 п ГЕ.(,"(М 360 и проинтегрируем на интервале отдо 2 , причт в эти моменты времени Е"ф=0 или проходит через ноль.Сигнал Е (1) =С (1)-О (1) непрерыв%2 2но формируется на выходе первого бло-.65 ка 6 вычитания.Редактор Н.ЛазаренкоЗаказ 10220/5 фВЙИИПИ Госудапо делам и113035, Моски оррек тор М.Шароши.Тираа 70 брственного комзобретений и оа, Ж, Раушск исное ета СССРрытийя наб., д. а Филиал ППБ фПатентф, г. Уигород, ул. Проектная