Устройство для определения корреляционной функции

(45) Дата опубликования 51 М. Кл,б 06 Г 15/34 Государственный комите Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий6.Бюллетень3 писания 1 7.02. 7 53) УДК 681. 3 : 51 9.2 (088 2) Авторы изобретени евзнер, М. Б. Цодиков и Г. С,1) Заявитель 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОРРЕЛЯЦИОННОЙ ФУНКЦИИионные вхоэлек относится е Изобретени троизмеритель для измерений ционарвых орг сов, представл му неслучайно ни реализации цесса. шими допол техники и предназначен мирования ины которогоатр.иц нестатх процесивную сумкорреляционныходических случайньяюших собой аддй неизвестной фунстационарного с выходам блонного преобме ю инпр В описываемом устройстве коррелометрвыполнен матричным, а блоки образованияразности, усреднения и формирования интервала - многоканальными,Описываемое устройство позволяет оперативно определять матрицы корреляционных функций нестационарных процессов приотсутствии информации о характере их спектров за счет адаптивного выбора интервалов 1 и шагов 7 и оптимального распределения интервалов 1 т 8 и шаговГй 13, при адаптивном измерении матрицы корреляционных функций (Кф) й Н и аппаратурой с ограниченными возможностями,На чертеже представлена блок-схемаописываемого устройства для определения25 корреляционной функции,в,474014 описано еления корреляционной блок образований разблок временной разбки, блоки усреднения рвалов и блока устройвт.сопре В основномтройство для жащее етр функции, содер ностей, коррел вертки, задатчи и формирования ства о е кциои матлучай нальньтхриц корре л сов ых проц Дости ройство о содер ционногомежду с ков под зобретения - расширениевозможностей при определяционных нестационарны это благодаря тому, что уст.св.474014 дополнительлок коррекции и блок вариаразования, взаимосвязаннъе управляюшие входы этих блот к соответствуюшим. выхо 2 дам блока управления, информ ды соединены с соответствую тельными выходами блока фор тервалов, дополнительные вход подключены соответственно к ка коррекции и блока вариацио разования,525958 Реализации Х(1) подаются в многоканальный блок образования разностей 1, с выхода которого формируются ординаты вспомогательных процессовх, (,) по 3 ка(к)а5 налам, которые параллельно поступают в матричный коррелометр 2 и многоканальный блок усреднения 3, Многоканальные блоки усреднения и формирования интервалов 4 и задатчик ошибки 5 по командам с блока управления 6 позволяют определять длительности адаптивных интервалов 1 с и 3/ адаптивных шагов 1 по алгоритмам., аналогично примененным в устройстве поавт. св, М 474014.Многоканальный блок формирования интервалов 4 совместно с блоком вариационного преобразования 7 формируют вариационные ряды адаптивных интервалов 1 а;В и шагов а цлоки коррекции интервалов 8 и вариационного преобразования 7 совместно с многоканальным. блоком формирования интервалов 4 корректируют вариационные ряды адаптивных интервалов и щагов для получения кратных адаптивных интервалов и шагов. Мат- щ ричный коррелометр 2 позволяет определить Кф матрицы 1 Н) (С)с адаптивными шагами еа.д 6 или с начальными шагами ос ординат вспомагательных процессов в х( ( а ) .(К) Блок управления 6 осуществляет формирование 30 команд управления всеми узлами и блоками.Принцип работы описываемого устройства для определения корреляционной функции будет рассмотрен в предположении, что число анализируемых реализаций х; ( 1 ) равно 4, 35 начальные оценки интерваловФо; и шагов 7 выбраны на основании априорной информации о спектре исследуемых сигналов или в соответствии с нижней и верхней границами рабочих диапазонов интервалов и ша гов ( в случае отсутствия априорной информации)По командам с блока управления 6 реализации входных сигналов по четырем, каналам поступают в многоканальный блок обра зования разностей 1 (чаще всего 2-го порядка), который формирует на выходе выборку ординат вспомогательных процессов вида:ч,Ф-.д к,я=еис,д,1+1-О)а д ю дд где С - весовой коэффициент 1 -го поряд 2ка, х, 1 +(2 -М)1 -) выборка с интерК 01валом Фо по-му каналу, 2 - порядок 55разности.Вспомогательные процессы 3 ( 1 ) пос 1тупают в матричный коррелометр 2 и в многоканальный блок усреднения 3 по четыремканалам,4Матричный коррелометр 2 измеряет 3 п 12 ординат Кф матрицыДЯ(по мультипликативному алгоритму 3 (р "1=о(2) (2)4/И й Х (фк) дд Хю(ф к цо )7 (2) Здесьиномера каналов, а ч - объем выборки для исчисления Кф.Многоканальные блоки усреднения 3 и формирования интервалов 4 совместно с задатчиком ошибки 5 но командам. с блокауправления 6 реализуют определениеадаптивных интервалов Фа, по алгоритму видас, д,-дддх ддт;Щ1 з)мгде 1 ; , 1 п, - оценки интервалов выборки по ( -му каналу ординат вспомогательного процесса(1 ) в и +1 и и -ом циклах интерационного усреднения на интервале 2 1, суммы выборок вспомогательноЯ)го процессами. Ь Гй 1 МЗ; М -шаг коррекции;Р=1За Ы циклов работы в матричном. коррелометре 2 и многоканальном блоке формирования интервалов 4, соответственно будут определены. ординаты матрицы П й (С) КР и выборка адаптивных интервалов 1 а по четырем каналам.В зависимости от спектров аддитивных составляющих щ ( 1 ) по 3 каналам адаптивные интервалы 1 а; могут сильно отличаться друг от друга по величине и быть накрытыми. Поэтому с целью оптимизации их распределения поканалам., введение блока вариационного преобразования 7 и коррекции интервалов 8 совместно с многоканальным блоком формирования интервалов 4 соответственно, формируют вариационный ряд адаптивных интервалов Фа и, корректируя члены вариационного ряда адаптивных интервалов, обеспечивают кратность любого следующего, например 1 д,+В к, предыдущимВ-1 Ь, адаптивным интервалам после коррекции за М 1 циклов ( М 1М). Для этого адаптивные интервалы с выхода многоканального блока формирования интервалов 4 поступают в блок вариационного преобразования 7, который формирует вариационный ряд адаптивных интервалов 1 В, члены которого перезаписываются в порядке возрастания в многоканальный блок формирования интервалов 4.Блок коррекции интервалов 8 за 1 Ч 2 циклов (М 2 й ) совместно с многоканальным блоком формирования интервалов 4 и блоком вариационного преобразования 7 кор525958 ат - шаг коррек 5ректируют адаптивные интервалы до достижения кратности, например, 1 а, Вк интервала по ( =1 каналу интервалам Е ВОЗ КВ)и а 2 к (в пРедложении что а 1 Вк Ъ зВ ъа ка 28 к ) соответственно, по 3 и 2 - му каналам. "Округление" адаптивных интервалов 1 ; В выполняется в сторону завышения адаптивных интервалов 1 аЯ, после коррекции.После завершения процедуры оптимзльного распределения адаптивных интервалов1 В они перезаписываются в порядке воза крастания в регистры многоканального блокаусреднения интервалов 4 (на местаа ) 1 х: выхода которого информация об "очередности" и величинах оценок.1 аВк поступает вустройство управления 6, многоканальныйблок образования разностей 1 и матричныйкоррелометр 2 для подготовки к новым изме-щрени ям.Получение Фа Вк позволяет в описываемом устройстве для определения корреляционной функции упростить ряд его сложных узлов,так как при этом многоканальный блок обра- р 5зования 1 разностей состоит из коммутаторана 1 каналов и одного блока образованияразностей, и многоканальный блок кодирования (на чертеже не показан) матричного коррелометра 2 состоит из одного кодирующего 30преобразователя и выходного коммутаторанаканалов (вместо з канальных) многоканального блока образования разностейи многоканального блока кодирования матричного коррелометра в случае использования Збвыборки 1 В , Таким образом оптимальное распределение адаптивных интерваловпозволяет существенно упростить важные узлы предложенного устройства для определения коррелчционной функции. 40Блок вариационного преобразования 7 может быть выполнен, например, на основедвух сравнивающих устройств, регистров памяти текущих минимального и максималЬного членов адаптивных интервалов и логических схем,Блок коррекции интервалов 8 представляет собой логический дешифратор, соединенный по входам.и выходам с узлами многоканального блока формирования интервалов 60и блоком вариационного преобразования,Из описания видно, что алгоритм коррекции адаптивных интервалов практически аналогичен алгоритму 3 и сводится к процедуре постепенного, циклического уменьшения 55корректируемой оценки адаптивного интервала на величину д 1 до тех пор, пока не наступит условие кратности искомой сценкиадаптивного интервала предыдущим. адаптивным. интервалом после коррекции, например, 6 О аВдолжен быть кратен 1 В и 1 Ваз к аа к еслибы В ъ В Н В 1ач к а 1 к аз к ааВ случае, если многоканальный блок образования разностей 1 и матричный коррелометр 2 реализованы в виде 1 идентичных каналов, то можно отключить блок коррекции интервалов и вместо 1 аВк использовать последовательность 1 В , члены которой будут кратны только шагу коррекции ь 1 . При этом многоканальный блок формирования интервалов 4 также должен состоять изидентичных формирователей интервалов.После завершения процедуры оптимального распределения адаптивных интервалов 1 аВк по командам с блока управления 6 последовательность Кф матрицы /В; l/ с выхода матричного коррелометра 2 через блок временной развертки 9 поступает в многоканальный блок образования разностей 1, на выходе которого формиру(ются ординаты вспомогательных процессов д) р, (Т) =(О с соответствующими начальными шагамиТ, . Причем при анализе реализации входоиных сигналов, имеющих симметричную матрицу// ц // Кф, вместо обработки 3, КФ при определении адаптивных шагов Гол можнообработать только Э /2 Кф матрицы // й с //,например тех, которые "выше" диагонали"матрицы,Ординаты вспомогательных процессов свыхода многоканального блока образованияразностей 1 поступают в многоканальныйблок усреднения 3, который совместно с многоканальными блоком формирования интервалов 4 и задатчиком ошибок 5 реализуютпроцедуру определения У / адаптивныхшагов 2 Ы пс алгоритму вида: где тг ,. -- оценки адаптива л+1, аа ных щагов вспомогательного процессаВ, (С) С Н й (ОП Ь ив циклах итераци 11онного усреднения на интервале 21 с,асуммы, выборок вспомогательного процесса2 д)Е ь в о 7,Юции; Б - ошибка восстановления ординатКфй( (Т ), заданная в задатчике ошибки.После определения адаптивных шаговГа проьзводится процедура отбора существенных ординат матрицы /(В( Г) О,аргумент которых кратен соответствующимадаптивным шагам ГПосле завершения процедуры отбора существенных ординат матрицы КФОВ( (Т) 1 последние с соответствующими шагами Т выводятся из матричного коррелометра 2 на регистрацию в блок представления (на чертеже не показан), а затем производится оптимальное распределение адаптивных шагов с помощью блоков вариационного преобразования 7, коррекции интервалов 8 и многоканального блока формирова ния интервалов 4, аналогично описанной выше процедуре получения из адаптивных интервалов 1 садаптивных оптимальных распределенных интервалов 6 Ы 6( .15После завершения процедуры оптимального распределения адаптивньк щагов полученные оценки ГаЦ Ьк записываются в порядке их возрастания на месте оценок ол в многоканальный блок формиро вания интервалов 4, с выхода которого информация об "очередности" и величинах оценок ТВ поступает в блок управления 6 и матричный коррелометр 2 для подготовки к новым.измерениям,25Процедура измерения матрицы Кф//В; (Т)// на следующем участке производится в соответствии с адаптивными оптимально распределенными интервалами 1 С(Вк и шагами Т Ви, аналогично рассмотренной выше30 процедуре измерения матрицы Кф на предыдущем (в данном. случае) первом. участке.Контроль за отсутствием. наложения сосотавляюших Х (ц и%1 И) реализаций входных сигналов поканалам производится35 по адаптивным шагам, аналогично процедуре контроля, описанной в устройстве по авт.св. % 474014, и сводится к определению удвоенных сумм. адаптивных шагов для всех Я участков разбиения Кф матрицы//ВЮ) 040 При этом. момент "затухания" самой продолжительной корреляционной функции матрицы до уровня д при значении аргумента Т = =Т определяет границу снизу величин адап 45 тивных интервалов, Таким, образом., введение блока коррекции интервалов 8 и блока вариационного преобразования 7 позволяет значительно расширить возможности оперативного измерения матриц Кф постационарных процессов при отсутствии информации о характере их спектров и ограниченных возможностях аппаратуры эа счет оптимального распределения адаптивных интервалов и шагов образования ординат вспомогательных процессов и измерений Кф матрицы а также создания возможности применения одноканальных блоков образования разности и кодирования с коммутаторами для выполнения функций и задач, решаемых в существующих устройствах многоканальными блоками образования разностей и кодирования, содержащим. большое число идентичных блоков образования разности и кодирования. Оперативное измерение матриц Кф в предлагаемом. адаптивном. матричном коррелометре подразумевает повышение точности и быстродействия оперативного измерения матриц Кф без существенного усложнения устройства.формула изобретенияУстройство для определения корреляционной функции по авт,св. % 474014, о т - л и ч а ю щ е е с я тем что, с целью расширения функциональных возможностей при определении матриц корреляционных функций нестациочарных случайных процессов, устройство содержит блок коррекции и блок вариационного преобразования, взаимосвязанные между собой, управляющие входы этих блоков подключены к соответствующим выходам блока управления, информационные входы соединены с соответствующими дополнительными выходами блока формирования интервалов, дополнительные входы которого подключены соответственно к выходам. блока коррекции и блока вариационного преобмзования.525858 Составитель В. Жовин:каяТехред М. Ликович Корректор Н. Бугакова Редактор Е, Гончар филиал П "Патент", г, Ужгород, ул. роектная, 4 Заказ 51 37/487 Тираж 86 д Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Рауп:скан наб д. 4/5