Устройство для оптимальной компенсации случайных сигналов

 

Изобретение относится к автоматике и предназначено для формирования информационного сигнала, а именно для вьщеления из двух коррелированных случайных сигналов ;их некоррелированной части. Цель изобретения - повышение точности. Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены электронный ключ, фильтр нижних частот, сумматор, два инвертора , компаратор, два коммутатора, ге-. нераторы пилообразного напряжения и тактовых импульсов. Точность устройства обеспечивается за счет компенсационного метода измерения оценки математического ожидания с выхода фильтра нижних частот и исключения влияния погрешностей, вносимых умножителем . 1 ил. (Л с ю 00 со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК. „„SU„„1241189 (5.1}4. G 05 В 13 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н двторСК0М СвИДЕтеЛьСтву (21) 3752318/24-24 (22) 07.06.84 (46) 30.06.86. Бюл. 11 24 (72) А.Ф.Гришков, В.А.Писков, С.П.Рыбинский и А.В.Маргелов (53) 62-50 (088.8) (54) Катыс Т.П. Информационные ска нирующие системы. M.: Машиностроение.

1965, с. 338-343.

Авторское свидетельство СССР

И- 1064270, кл. G 05 В 13/00, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПТИМАЛЬНОЙ КОМаЕНС СЛУ1АЙНЬ1К CnrHAnOS (57) Изобретение относится к автоматике и предназначено для формирования информационного сигнала, а имен1

C е

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ но для выделения из двух коррелированных случайных сигналов:их некоррелированной части, Цель изобретения— повышение точности. Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены электронный ключ, фильтр нижних частот, сумматор, два инвертора, компаратор, два коммутатора, ге-. нераторы пилообразного напряжения и тактовых импульсов. Точность устройства обеспечивается за счет компенсационного метода измерения оценки математического ожидания с выхода фильтра нижних частот и исключения влияния погрешностей, вносимых умножителем. 1 ил.

Ф 1 24!

Изобретение относится к автоматике и предназначено для формирования информационного сигнала, а именно для выделения из двух коррелированных случайных сигналов, поступающих на собственные входы устройства, их некоррелированной части.

Целью изобретения является повышение точности устройства.

На,чертеже представлена блок-схе- 10 ма предлагаемого устройства.

Устройство для оптимальной компенсации случайных сигналов содержит усилитель I ..напряжения, первый сумматор 2, умножитель 3, первый фильтр t5 нижних частот 4, электронный ключ 5, второй фильтр нижних частот 6, второй сумматор 7, первый и второй инвесторы 8 и 9, компаратор 10, первый и второй коммутаторы ll и 12, генера- 20 тор 13 пилообразного напряжения и генератор 14 тактовых импульсов.

Устройство работает следующим образом.

На входы устройства поступают два 25 случайных коррелированных сигнала

$ (t) и P (Г), величина коэффициента взаимной корреляции Я которых может принимать любое значение в интервале 0-1. Сигнал F (t) поступает на 30 информационный вход усилителя 1 напряжения, а случайный сигнал 7 (й) на информационный вход электронного ключа 5, с выхода которого U<

= И (t)(f (t)) через фильтр 4 нижних частот поступает на второй вход сумматора 2, где: Q (t) — коммутационная функция ключа 5, равная A во время замкнутого ключа и ми;,—

4 нус Д вЂ” во время (Г, - Ь ) открытого 40 ключа (T — период следования импульсов на выходе компаратора 10

А — постоянная).

В исходном состоянии электронный .ключ 5 замкнут, а на выходе компа, ратора 10 имеем отрицательный перепад (- ), на выходе сумматора 2 будем иметь который поступает на выход устройства и первый вход сумматора 7. Сигнал

) () поступает также на первый информационный вход коммутатора l l u вход инвертора 8.

В первый момент времени, когда коммутаторы 11 и 1 2 находятся в поло.

189 2 жении, как показано на чертеже, на выходе сумматора 7 будем иметь сигнал

15г = () + О (t) (9 (U) (2} а на выходе умножителя 3 сигнал где 611 — погрешность, вносимая умножителем который, пройдя инвертор 9, первый информационный вход коммутатора 12, с его выхода поступает на вход фильтра 6 нижних частот со знаком

"минус", т.е. (-U )..

Во второй момент времени, когда коммутаторы 11 и 12 находятся в положении, противоположном изображенному на чертеже, на выходе сумматора 7 будем иметь сигнал ц = {((t> — Q (с>(Р(с))}, (4) а на выходе умножителя 3 сигнал ц - { () — Б (t) (P (e))),ge).—

g (q)(q (t)j ) + >> }, (5) который, пройдя через второй инфор- . мационный вход коммутатора 12, с его выхода поступает на вход фильтра 6 нижних частот.

Компаратор 10 тактовых импульсов, осуществляя принцип временного разделения сигналов, формирует на

r входе фильтра 6 нижних частот переменный сигнал, имеющий форму меандра, амплитуда положительных импульсов которого равна U<, а на отрицательных — Uy.

На выходе фильтра 6 нижних частот будем иметь сигнал, пропорциональный оценке математического ожидания, поступающего íà его вход переменного сигнала Ц, который далее поступает на первый вход компаратора 10, т.е.

Ц„= — Ì(Í )- —" M (Ц, - Ц), где /„— длительность импульсов генератора 14 тактовых импульсов; з 1241189

Т„ — период коммутации генератора 14 тактовых импульсов;

M — математическое ожидание.

Учитывая, что Т„ = 2 1,, получим п

М

1О

С учетом выражений (3) и (5) получим а с учетом выражения (1) получим

M)Kf(t)$(t) ) () и (Ф7) l

При большом интервале осреднения олучим,г

Оопт (t) = . P .

Ц

Е где — дисперсия сигнала (); д — дисперсия сигнала Ч (t); — коэффициент взаимной корреляции входных сигналов Я (t) и Г Гt) °

Точность предлагаемого устройства обеспечивается за счет компенсационного метода измерения оценки математического ожидания с выхода фильтра 6 нижних частот. мер, = 2 м (Я (с) f (с)4(г)) — 2 И(Я (t)f (е)) (t) . (6) ,20

Сигнал 11:р, пропорциональный оценке математического ожидания поступающего на его вход-переменного сигнала U, поступает на первый вход компаратора 10, на второй вход кото- 25 рого поступает пилообразное напряжение с выхода генератора 14 пилообразного напряжения.

Компаратор 10 осуществляет сравнение периодического пилообразного напряжения с сигналом, поступающим с выхода фильтра 6 нижних частот.

При равенстве сигналов компаратор 10 переходит из одного устойчивого состояния в противоположное (A), 35 т.е. Hà его выходе формируется периодическая последовательность прямоугольных импуцьсов, у которых пропорциональна U+ . Периодическая последовательность прямоугольных им40 пульсов с выхода компаратора 10 поступает на управляющий вход электронного ключа 5 который под воздействием этих импульсов размыкается на время gz. Время С размыкания электронного ключа 5 под воздействием Б ® изменяется до тех пор, пока на выходе фильтра 6 не будет нуль.

При этом в установившемся режиме сигнал

14р„= опт (t)+(t) где 8ош- оптимальный коэффициент передачи электронного ключа 5 и фильтра 4, который в установившемся режиме с учетом выражения 6 будет определяться соотношением

Формула изобретения

Устройство для оптимальной компенсации случайных сигналов, содержащее усилитель напряжения, вход которого является первым входом устройства, первый сумматор, первый вход которого соединен с выходом устройства, умножитель и первый фильтр нижних частот, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, введены электронный ключ, второй фильтр нижних частот, второй сумматор первый и второй инвертоы, компаратор, первый и второй коммутаторы, генера- тор пилообразного напряжения и генератор тактовых импульсов, выход которого подключен к управляющим входам коммутаторов, вход электронного ключа является вторым входом устройства, а его выход через первый фильтр нижних частот соединен с вторым входом первого сумматора, с входом первого инвертора и первым информационным входом первого коммутатора, второй информационный вход которого соединен с выходом первого инвертора, первый и второй входы второго сумматора соединены соответстВЕННО С BbIXOIIOM VCTDOHCTBB H BblXO дом первого коммутатора, а выход— с первым и вторым входами умножителя, выход которого соединен с первым информационным входом, а через второй инвертор — с вторым информационным входом второго коммутатора, выход которого через второй фильтр нижних частот подключен к первому входу компаратора, второй вход которого соединен с выходом генератора пилообразного напряжения, выход компаратора соединен с управляющим входом электронного ключа.

1241189

Составитель П.Кудрявцев

Техред О,Сопко Корректор В.Бутяга

Редактор М.Бандура

Заказ 3485/41

Тираж 836 Подписное

ВКИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãîðîä, ул.Проектная,4