Устройство для оценки интервала корреляции

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЦЕНКИ ИНТЕРВАЛА КОРРЕЛЯЦИИ, , содержащее центрирующий фильтр, вход которого является входом устройства, выход центрирукицего фильтра соединен с первым входом первого блока умножения , входом первого дисперсиометра и информационным входом первого управляемого апериодического фильтра, выход которого соединен с информационным входом второго управляемого апериодического фильтра и вторым входом первого блока умножения, выход которого через сглаживающий фильтр подключен к первому входу блока вычитания, второй вход которого подключен к выходу первого дисперсиометра, выход блока вычитания соединен с первым входом блока деления, выход которого является выходом устройства, о тличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены -второй блок умножения, сумматор, интегратор,последовательно соединенные второй дисперсиометр и элемент НЕ, выход которого соединен с первым входом сумматора, второй вход которого подключен к выходу сглаживающего фильтра, третий вход сумматора объединен с первым входом второго блока умножения и подключен к выходу первого д ссперсиометра, выход сумматора через интегратор подключен к управляющим входам первого и второго управляемых, апериодических фильтров и второму входу второго блока умножения, выход которого соединен с вторым входом блока деления, вход .второго дисперсиометра подключен к выходу второго управляемого апериодического фильтра.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

09) (И) зао С 06 С XXW

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 1:

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3638243/24-24 (22) 02.08.83 (46) 15.12.84. Бюл. Р 46 (72) В.А.Блинов (7l) Лаборатория аэрометодов

Всесоюзного аэрогеологического научно-производственного объединения

"Аэрогеология" (53) 681.333(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 446884, кл. С 06 С 7/19, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 522507, кл. G 06 С 7/19, 1976 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЦЕНКИ

ИНТЕРВАЛА КОРРЕЛЯЦИИ,, содержащее центрирующий фильтр, вход которого является входом устройства, выход центрирующего фильтра соединен с первым входом первого блока умножения, входом первого дисперсиометра и информационным входом первого управляемого апериодического фильтра, выход которого .соединен с информационным входом второго управляемого апериодического фильтра и вторым входом первого блока умножения, выход которого через сглаживающий фильтр подключен к первому входу блока вычитания, второй вход которого подключен к выходу первого дисперсиометра, выход блока вычитания соединен с первым входом блока деления, выход которого является выходом устройства о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппення быстродействия, в него введены второй блок умножения, сумматор, интегратор, последовательно соединенные второй дисперсиометр и элемент НЕ, выход которого соединен с первым входом сумматора, второй вход которого подключен к выходу сглаживающего фильтра, третий вход сумматора объединен с первым входом второго блока умножения и подключен к выходу первого дйсперсиометра, выход сумматора через интегратор подключен к управляющим входам первого и второго управляемых. апериодических фильтров и второму входу второго блока умножения, выход которого .соединен с вторым входом блока деления, вход,.второго дисперсиометра подключен к выходу второго управляе- мого апериодического фильтра . подключен к второму входу блока деления. Кроме того, устройство содержит индикатор и два переключателя на два положения, через первый из которых выходы апериодических фильтров с перестраиваемой постоянной времени соединяются с вторым входом блока умножения, и через второй выход вычитающего блока с входами индикатора и блока деления (2) .

Недостаток такого устройства заключается в том, что процесс получения с его помощью оценки интервала корреляции не является полностью автоматическим, поскольку при этом необходима ручная регулировка по показаниям индикатора параметров некоторых блоков данного устройства человеком-оператором.

Цель изобретения — автоматизация процесса определения интервала корреляции, т.е. повышение быстродействия. указанная цель достигается тем, что в устройство для оценки интервала корреляции, содержащее центрирующий фильтр, вход которого является входом устройства, выход центрирующего фильтра соединен с первым входом первого блока умножения, входом первого дисперсиометра и информационным входом первого управляемого апериодического фильтра, выход когорого соединен с информационным входом второго управляемого апериодического фильтра и вторым входом первого блока умножения, выход которого через сглаживающий фильтр подключен к первому входу блока вычитания, второй вход которого подключен к выходу первого дисперсиометра, выход блока вычитания соединен с первым входом блока деления, выход которого является выходом устройст ва, введены второй блок умножения, сумматор, интегратор, последовательно соединенные второй дисперсиометр и элемент НЕ, выход которого соединен с первым входом сумматора, второй вход которого подключен к выходу сглаживающего фильтра, третий вход сумматора объединен с первым входом второго блока умножения и подключен к выходу первого дисперсиометра, выход сумматора через интегратор подключен к управляющим входам первого и второго управляемых апериодических фильтров и второму входу второго блока умножения, выход

1 !129628

Изобретение относится к вычислительным средствам, предназначенным для статистическбй обработки случайных процессов, и может быть использовано в системах переработки информации, применяемыхр в частности, для решения задач распознавания образцов, например,геологогеографических объектов на аэро-или космических .снимках.

Известно устройство, содержащее центрирующий фильтр, вход которого является входом устройства, два последовательно соединенных апериодических фильтра с перестраиваемой постоянной времени, блок умножения, дисперсиометр, причем вход центрирующего фильтра подключен к входу первого апериодического фильтра с перестраиваемой постоянной времени, к первому входу блока умножения и к входу дисперсиометра, сглаживающий фильтр, вычитающий блок, первый вход которого соединен с выходом дисперсиометра, а второй через сглаживающий фильтр — с выходом блока умножения, и индикатор .(I) .

Недостаток этого устройства заключается в большой погрешности оценки интервала корреляции, что вытекает из принятого упрощения математического выражения, пригодного только для оценки интервала корреляции случайных процессов с экспоненциальной корреляционной

35 функцией.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для оценки интервала корреляции, содержащее. центрирующий

40 фильтр, вход которого является входом устройства, два последователь но соединенных апериодических фильтра с перестраиваемой постоянной вре мени, блок умножения, дисперсиометр, 45 причем выход центрирующего фильтра подключен к входу первого апериодического фильтра с перестраиваемой постоянной времени, к первому .входу блока умножения и к входу дисперсиометра, сглаживающий фильтр, вычитающий блок, первый вход которого соединен с выходом дисперсиометра,, а второй через сглаживающий фильтр— с выходом блока умножения, блок деления, выход которого является выходом устройства, и элемент с регулируемым коэффициентом передачи, через который выход дисперсиометра

1129628

45 л

cgr =2J pX() 8 с3с о . 2g. (2) причем л л х к» у (4) которого соединен с вторым входом блока деления, вход второго дисперсиометра подключен к выходу второго управляемого апериодического фильтра.

На чертеже представлена блоксхема предлагаемого устройства.

Устройство состоит из центрирующего фильтра 1, вход которого является входом устройства, последовательно соединенных между собой перво- !ð го 2 и второго 3 управляемых апериодических фильтров с перестраиваемой постоянной времени, первого. блока

4 умножения, входы которого подключены соответственно к выходам центрирующего фильтра 1 и управляемого апериодического фильтра 2, а выход через сглаживающий фильтр 5 — к первому входу блока 6 вычитания, первого дисперсиометра 7, вход которого

20 соединен с выходом центрирующего фильтра 1, а выход — с вторым входом блока 6 вычитания, первым входом второго блока 8 умножения через

» который выход дисперсиометра 7 соединяется с соответству щ, входом 25 блока 9 деления, подключенного своим другим входом к выходу блока

6 вычитания, последовательно соединенных между собой второго дисперсиометра 10, вход которого подкпючен З0 к выходу второго управляемого аперио. дического фильтра 3, элемента НЕ 11 сумматора !2(с коэффициентом передачи 1/2 по первому входу и 1 по остальным) и интегратора 13, выход которого подключен к управляющим входам управляемых апериодических фильтров 2 и 3, второму входу второго блока 8 умножения. Второй и третий входы сумматора 12 соединены 40 соответственно с выходами сглаживающего фильтра 5 и дисперсиометра 7.

Центрирующий фильтр 1 состоит из сглаживающего фильтра и элемента вычитания, В предлагаемом устройстве дисперсиометры 7 и 10 состоят из йоследовательно соединенных квадратора и сглаживающего фильтра.

В качестве сглаживающих фильтров могут быть использованы R C- цепочки с большими постоянными времени, а в качестве управляемых фильтров 2 и 3 — также ВС вЂ” цепочки, но с переменным сопротивлением или емкостью

Устройство работает следующим образом.

Исследуемый сигнал Х (t) поступа" ет на вход центрирующего фильтра 1, в котором формируется сигнал!

f(4l =Х(+)-х гдрЯ =Mfx(t) g — математическое ожщание исследуемого сигнала Х(). Далее сигнал X(t)подается на вход первого управляемого апериодического фильтра 2 постоянной времени of"

» который вырабатывает сигнал

X,(t)=j h,(t)X(t -t) dc, где h,(7) 4ме """ - импульсная характеристика управляемого апериодического о фильтра 2. Сигнал Х (t) поступает также на первый вход блока 4 умножения, на второй вход которого поступает сигнал Х (Ц,, и на вход первого дисперсиометра 7, где вырабатывается сигнал 3» дисперсии исследуемого процесса Х (4). Выходной сигнал блока 4 умножения проходит через сглаживающий фильтр 5, в результате чего получается сигнал

3,-чj (t)x,(t))*4m,J е К„ ),), (<) о где )I, „! л) — корреляционная функция исследуемого процесса Х(Ц .

Сигналы )3» и Э, подаются соответственно на входы блока вычита ния, выходной сигнал которого поступает на первый вход блока 9 деления. На второй вход блока 9 деления подается выходной сигнал блока 8 умножения, который представляет собой блок умножения с коэффициентом усиления 2. На его первый вход подается сигнал дисперсии Э

К с выхода дисперсиометра 7, а на второй вход — сигнал of,,формируемый на выходе интегратора !3. Такии образом, в соответствии с выражением ()на выходе блока 9 деления выраба(1) тывается сигнал где3 Я= К„()/3x нормированная корреляционная функция, которая пред1ставляет собой оценку интервала л корреляции » процессов X(t) („„J P„(c)3 c (3) с

1129628

Ы ><+>» а 1я

Э® 2к 0„ (8) л

1 л л к к

Заказ 9455/40

Подписное атент", ул. Проектная, 4

< J(P)(()-e ) J"„(5) среднеквадратическая погрешность аппроксимации нормированной корреляционной функции процесса X(<) экспо5 ненциальной функцией. Сйгнал формируется на выходе интегратора

l3, на вход которого подается выходной сигнал сумматора !2. На первый вход сумматора l2 поступает инвертированный посредством элемента HE ll сигнал дисперсии 3 выходЯ ного сигнала второго управляемого апериодического фильтра 3 с импульсной характеристикой 1 (7)=2.e ""

15 вырабатываемой дисперсиометром !О, а на второй и третий входы — выходные сигналы соответственно сглаживающего фильтра 5 и дисперсиометра 7.

Следовательно ! пс ж Щ »r Оа1, ф) где Я, — коэффициент усиления интегратора l3.

Выходной сигнал к, интегратора !

3 поступает на управляющие входы управляемых апериодических фильтров

2 и 3 и вход блока 8 умножения. При этом, поскольку выражение

И мс

З 2 2 „е Р,("Ц вытекающее из равенства(5}, может быть преобразовано к виду и сбудет иметь место условие т.е. погрешность оценивания всегда будет автоматически стремиться к своему минимальному значению.