Устройство для определения коэффициентов разложения корреляционной функции по системе ортонормированных базисных функций

Союз СоветсиииСоциалис тически кРесттубттии К АВТОРСКОМУ СВИДВТВЛЬСТВУ 6 ) Дополнительное к авт. саид-ву(51)м. Кл. 22)Заявл 0 (2) 2904534/18-24 нрисоелинением заявки Н 6 1 7 удзрстиеииыи квмитвт СССР нори 2 Бтоллетень Н 3исання 23. 01, 82и изфбретеиии ликоваио 23 01 и открыт и а опубликования о 172) Авторы изобрете В,И.Роменский и И,В.Роменский рпуховское высшее военное команд училище им, Ленинского комсомол(71) Заявител 54) УСТРО 1 СТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦ РАЗЛОЖЕНИЯ КОРРЕЛЯЦИОНН 11 Й ФУНКЦИИ ОРТОНОРИИРОВАННЫХ БАЗИСНЫХ ФУНКЦ ЕНТОВО СИСТЕ ают напря ропорциональные понтам разложениякции по базису Лаия,фиций фу величине к корреляцио герра 1 1 1. Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники, предназначенным для измерения характеристик случайных сигналов, и может найти применение при классификации аналоговых сигналов 1.например электроэнцелограмм ) на основе определения коэффициентов разложения корреляционной функции иссле дуемого сигнала по базисным системам ортонормированных сигналов набора.Известно устройство косвенного из мерения корреляционной функции случайного сигнала, основанное на определении коэффициентов разложения измеряемой Функции по базисным система ортонормированных сигналов, например по базисным системам ортонормированных сигналов Лагерра и экспоненциальных сигналов.Устройство содержит блок нормиро-. вания времени наблюдения реализации, фильтры Лагерра, блоки умножения и блоки усреднения. В результате полуЗ Недостаток этого устройства - возможность использования одного базиса функции.Известно также устройство, содержащее масштабный блок, блок фильтров, О многоканальный блок умножения, многоканальный блок усреднения и многоканальный блок аналоговой памяти 12,Недостатком известного устроиства является то, что определение коэффи" циентов разложения корреляционной функции случайного сигнала только по одному базису (по базису Лаггерра ил по базису экспоненциальных функций), тогда как при классификации сигналов возникает задача определения указанных коэффициентов по множеству базисов ортонормированных сигналов 1,по базисам набора).5 9002 Причем коэфФициенты базисной системы (12) определяется по Формуле где ., - табличные коэффициенты базиса (12), а величину временного масштаба о выбирают такой, чтобы можно бы-,ло с заданной точностью пренебречь величинами 1 ОЪ1.(т) = 1-"(4)При этом можно считать, что Функции (12) ортонормированы на конечном интервале от, Количество ортонор 15 мированных функций ПХ базиса (12) берется таким, чтобы можно было с заданной точностью представить весь анализируемый класс корреляционных функцийИз запомненных (6) и сформированных напряженийХ) = 14(15) получают раэностные напряжения. Про- д 5 изводят весовое суммирование разност ных напряжений1= .(4. - 25, (16) в соответствии с матрицей коэффициентов (13) исходной базисной системы (12) и получают напряжения Устройство для определения коэфФициентов разложения работает следующим образом.Перед осуществлением анализа реализации х(С) устройство приводится в исходное состояние. При этом также устанавливаются коэффициенты передачи масштабных блоков 1, 9 и 10 и блока 14 в соответствии с (2), (2), (15), (14, постоянные времеЪ,;=,Х 2 (17)пропорциональные по величине коэффи- З 5циентам разложенияТ181= , ;.е ,18)Корреляционной Функции по исходной базисной системе (12),40Все перечисленные операции (действия) выполняется в процессе анализаодной реализации случайного процесса.Используя результаты анализа реализации случайного сигнала ( полученные напряжения (17), для каждого очередного К-го базиса9 кеМЦ ск:,ем)формирует напряжения, пропорциональные по величине коэФФициентам разложения (1)корреляционной функции поуказанному базису, путем весовогосуммирования напряжений (17) в соответствии с матрицей ядер фурье1С 1 кЕ = Х 1(х)М(,(Х)йХ; Х=Ют; Е=,и1=1, 195 бисходного базисами( )1 и очередно 1 1 Х 3 с,1го К-го базиса набора щ ( )1"чтКд(Х) 1 Р: 4;оРтонормированных на интервале 0,1.Сформированные при этом напряжения преобразуют в цифровые коды и запоминают их.Значения ядер фурье (19) вычисляет ся заранее на ЦВИ и хранятся на ка" ком-нибудь носителе информации. На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства.Устройство содержит одноканальный масштабный блок 1 и многоканальный блок 2 апериодических Фильтров, многоканальный блок 3 умножения и многоканальный блок 4 усреднения, многоканальный блок 5 аналоговой памяти, интегратор 6, аналоговую запоминающую ячейку 7 и квадратор 8, одноканальный масштабный блок 9, многоканальный масштабный блок 10, аналогоцифровой преобразователь 11, блок 2 памяти, многоходовые сумматоры 13 и 14, многоканальный блок 15 вычитания.Вход устройства соединен с объединенными входами блоков 1 и 3 и интегратора 6. Выход блока 1 через последовательно соединенные блоки 2-5 и 15 связан с группой входов блока 14, который группой выходов соединен с первой группой входов блока 13. Группа выходов блока 12 связана со второй группой входов блока 13. Выход интегратора 6 соединен через последовательно соединенные аналоговую запоминающую ячейку 7, квадратор 8 и блоки 9 и 10 с соответствующей группой входов блока 15. Выход блока 13 через аналого-циФровой преобразователь 11 соединен с группой входов бло. ка 12.рестраивать блок 13 на нужные коэффициенты передачи.Предлагаемое устройство позволяет производить определение коэффициентов разложения корреляционной Функции случайного сигнала по множеству (набору) базисных систем (в отличие от известных, которые обеспечивают нахождение укаэанных коэффициентов только по одному базису), Оно значительно облегчает процесс классификации случайных процессов (сигналов) по их корреляционным функциям, Время ортогонального анализа корреляционных Функций случайных процессов по множеству базисов с помощью предлагаемого способа остается соизмеримым с временем анализа указанных функций известными способами по одному базису, Это обеспечивается тем, что анализ случайного процесса на интервале наблюдения 1 от 1 производится один раз. На основе результатов этого анализа с помощью быстро выполняемых операций весового суммирования уже рпределяются коэффициенты разложения корреляционной Функции по базисным системам набора, Устройство работает без предварительного центрирования случайного сигнала. В блоке 14 производится весовое суммирование этих напряжений в соответствии с формулой 17). Полученные на выходах блока 14 напряжения пропорциональны по величине коэффициентам разложения (18) "корреляционной функции (2) по исходной базисной системе (12). На этом заканчивается процедура анализа реализации х(1), производимого на интервале от . Далее выполняются только быстрые операции весового суммирования (20) в блок 13. При этом для квждго оче редного К-го базиса, по которому производится ортогональное разложение (1), осуществляется настройка блока 13 на коэффициенты передачи, соответствующие значениям ядер Фурье ад( Ь = 1,2п, з=1,2пЯ и Формируются напряжения коэффициентов разложения корреляционной Функции случайного сигнала. Сформированные в Фблоке 13 напряжения преобразуются50 аналого-цифровым преобразователем 11 в циФровые коды, которые запоминаются в блоке 12. В последнем, кроме текущих цифровых кодов коэффициентов разложения (1), также хранятся значения вычисленных заранее на ЦВМ ядер55 ФуРье ак (К = 1,2,3Щ. Представляется возможным, вызывая цифровые коды величин ах; из блока 12, пе Формула изобретения Устройство для определения коэффициентов разложения корреляционной Функции по системе ортонормированных базисных функций, содержащее первый масштабный блок выход которого подклю.чен ко входу многоканального блокаапериодических Фильтров, выход которого подключен к первому входу многоканального блока умножения, второйвход которого объединен со входомпервого масштабного блока и является входом устройства, выходы многоканального блока умножения через многоканальный блок усреднения соединенысоответственно со входами многоканального блока аналоговой памяти,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет расширения класса базисных функций, в устройство введены многоканальный блок вычитания,первый и второй многовходовые сумматоры, блок памяти, аналого-цифровойпреобразователь и последовательносоединенные интегратор, аналоговая 7 90029 ни интегратора 6, интеграторов блока 4 и апериодических фильтров блока 2 по Формуле (5),Реализация случайного сигналах(ь) подается на вход устройства.При этом на выходах блоков 1 и 3появляются сигналы соответственно вида (2), (3), (4), После усреднения сигналов (5) в блоке 5 запоминаются напряжения (б), 1 ОВ интеграторе 6 осуществляется усреднение реализации случайного сигнала х(ь) в соответствии с Формулой (7). Полученное при этом напряжение (8) запоминается в ячейке 7 Запом ненное напряжение преобразуется в квадраторе 8, Преобразованное напряжение (9) нормируется в блок 9 согласно выражению (1 О). Полученное при этом напряжение поступает ча вход блока 10, на выходах .которого появляются напряжения (15). В блоке 15 из этих напряжений и напряжений (6) Формируются разностные напряжения(16), которые подаются на входы бло ка 14.Составитель В.новинскийРедактор Л.филиппова Техред А.Ач Корректор Л.Шеньо тЗаказ 12184/67 Тираж 731ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытийь113035, Москва, 1(-35, Раушская наб., д. 4/5ее Подписное Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная 4 9 900295 10запоминающая ячейка, квадратор, вто- ватель соединен с блоком памяти, вырой масштабный блок и многоканальный ходы которого соединены соответственмасштабный блок, выходы которого сое но с группой входов второго многовходинены с первой группой входов много дового сумматора.канального блока вычитания, втораягруппа входов которого соединена с Источники информации,соответствующими выходами многока- принятые во внимание при экспертизе нального блока аналоговой памяти, 1. Статистическое моделирование дивыходы блока вычитания подключены к намических систем средствами АВТ, соответствующим входам первого много 10 Под ред, Витенберга И.М. М., "Мавходового,сумматора, выход которого шиностроение", 1976, с. 114, 118.соединен с первым входом второго мно. Новинский В.Н, и Арховский В,О, говходового сумматора, выход которо- Корреляционные устройства. М.,"Энерго через аналого-циФровой преобразо- гия", 197", с, 46 (прототип 3,