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

 

Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники и может быть использовано при классификации аналоговых сигналов. Целью изобретения является повьшение точности определения коэффициентов разложения корреляционной функции по системам ортонормированных базисных функций набора. Устройство содержит усилитель 1, масштабный усилитель 7, блок 2 апериодических фильтров, группу интеграторов 4, блок 5 вычитания, группу 6 усилителей, блок 9 управления , интегратор 10, аналого-цифровой преобразователь 11, масштабно-суммирующий блок 14, два масштабных блока 3, 13, мультиплексор 8. Работа устройства основана на разложении корреляционной функции по исходному базису экспоненциальных функций и пересчете коэффициентов разложения в новый базис на основе коэффициентов пересчета , хранящихся в блоке памяти, и соответствующих преобразований, выполняемых .в устройстве. 5 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 G Об G 7/19

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ д

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

"+ >, „,. (21) 3978562/24-24 (22) 30.09.85 (46) 30.01,87, Бюл. 1 4 (72) И.В.Роменский (53) 681.3(088.8) (56) Жовинский В.Н., Арховский В,Ф. .Корреляционные устройства. М.: Энергия, 1974, с. 46. . Авторское свидетельство СССР

И 900295, кл. G 06 G 7/19, 1980. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТОВ РАЗЛОЖЕНИЯ КОРРЕЛЯЦИОННОЙ

ФУНКЦИИ ПО СИСТЕИЕ ОРТОНОРИИРОВАННЫХ

БАЗИСНЫХ ФУНКЦИЙ (57) Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники и может быть использовано при классификации аналоговых сигналов.

Целью изобретения является повышение

„„80„„ l 287196 A 1 точности определения коэффициентов разложения корреляционной функции по системам ортонормированных базисных функций набора. Устройство содержит усилитель i масштабный усилитель 7, блок .2 апериодическнх фильтров, группу интеграторов 4, блок 5 вычитания, группу 6 усилителей, блок 9 управления, интегратор 10, аналого-цифровой преобразователь 11, масштабно-суммирующий блок 14, два масштабных блока

3, 13, мультиплексор 8. Работа устройства основана на разложении корреляционной функции по исходному базису экспоненциальных функций и пересчете коэффициентов разложения в новый базис на основе коэффициентов пересчета, хранящихся в блоке памяти, и соответствующих преобразований, выполняемых в устройстве. 5 ил.

12871

1 (t) = + г, е! (2) (3} (4) 1

Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники, предназначенным для измерения характеристик случайных сигналов, и может найти применение при классификации аналоговых сигналов на основе определения коэффициентов разложения корреляционной функции исследуемого сигнала по базисным системам ортонормированных сигналов набора. f0

Цель изобретения — повышение точности определения коэффициентов разложения корреляционной функции по базисам набора.

Работа устройства основана на !

5 представлении с помощью исходного базиса ортогональных функций $g!i(t)f (I = 1,2,...,Ь) корреляционной функции случайного сигнала x(t)R„() с заданной погрешностью (определяется числом L) в виде ограниченного ряда:

L (a) E. R g (гС ) (1) — С=С

В качестве исходного базиса используется система ортогональных на интервале (P; ) экспоненциальных функций где, р е„ е, rp -4д.йр> (g — временной масштаб, ы„, d — табличные коэффициенты}.

Коэффициенты R<(3 = 1,2,...,Ь) определяются в соответствии с формулой: — Н (r<)g (л) Р

Т о

Для исходного базиса

С

Re Тз1 где т

М н = ) 4)1(t)dt — ->. (5)

Т 1

Mii — математическое ожидание случайного процесса, 50

«7 x(t — С.) Ж с).(t) =) - — — — — еч di. = 1 2 Х ,! Т

Ф J 9 9ееег (6) Для S-ой базисной системы набора базисов. f3 (t), fz (t),... Б, (е), ... f8 (t), Коэффициенты разложения имеют вид

<„ л лК. = — $ R„()f.ÿ (i)dt.m=1,2,...,M(8) о

Равенство нетрудно преобразовать к виду

С.

При использовании исходной базиса

К, = Н.„R, ;, (10)

Л.1 где

R>,= P Q r< "r<„ F>tk ° (1 1)

С k l

Величины Kg ; (S = 1,2,... S, m =

1,2,..., M, j = 1,2,...,Ь) могут быть вычислены на основе (11) заранее е и храниться в блоке памяти.

На фиг.1 представлена структурная схема устройства, на фиг.2 — структурная схема апериодического фильтра, на фиг.3 — схема масштабного усилителя; на фиг.4 — схема масштабного блока; на фиг.5 — структурная схема синхронизатора.

Устройство (фиг.1) содержит усилитель 1, блок 2 апериодических фильтров, первый масштабный блок 3, группу 4 интеграторов, блок 5 вычитания, группу 6 усилителей, масштабный усили- тель 7, мультиплексор 8, синхронизатор

9, интегратор 10, аналого-qHibposoH преобразователь (АЦП) 11, блок 12 памяти, второй масштабный блок 13 и масштабно-суммирующий блок 14.

Блок 2 апериодических фильтров состоит из набора Ь апериодических фильтров с перестраиваемыми постоянными времени. Каждый из указанных фильтров может быть выполнен содержащим (фиг.2) усилители 15 и 16 постоянного тока (УПТ), первый, р-й, P-й аналоговые ключи 17-19 (Р - количество ключей, соответствующее количеству разрядов тока величины Т), входной резистор УПТ 20, конденсаторы 5 и 21 обратной связи, входной резистор

22 и резистор 23 цепи обратной связи

УПТ 16 (коэффициент передачи последнего — 1), первый, р-й, Р-й резисторы

24, 25, 26, вход 27 фильтра, кодовая группа P входог 28 фильтра, выход 29 фильтра.

Масштабный блок 3 состаит из L . масштабных усилителей с регулируемым коэффициентом передачи и регистра.

3 128719б 4

Указанный усилитель содержит (фиг.3) рования, выход 79 тактовых импульсон аналоговый ключ 30, усилитель 31, для управления работой ЛЦП, выход 80 умножающий цифроаналоговый преобра- импульсов записи в регистр блока 3, зователь 32, аналоговый сумматор 33, выход 81 двоичных кодов адресов мульзнаковый вход 34 усилителя, вход 35 5 типлексора, выход 82 импульсов запиусилителя, группу кодовых входов 36 си в блок 12, выход 83 эталонного усилителя (без знакового входа), вы- единичного напряжения, группу выходов ход усилителя 37. 84 импульсов записи в регистры усили1-масштабных усилителей и регистр теля 7 и блоков 13 и 14, выход 85 образуют блок 3 в соответствии со 10 импульсов считывания из блока 12, структурной схемой (фиг.4), содержа- выход 86 двоичных кодов адресов блощей первый, j é, 1.-й масштабные уси- ка 12. лители 38, 39, 40, регистр 41, груп- Устройство работает следующим обпу Е входов 42 блока 3, кодовую груп- разом. пу М входов 43 блока 3, управляющий 15 Образующийся на выходе усилителя вход 44 блока 3, группу L выходов 45 1 сигнал х,(t) = 1/Т х(t) далее поблока 3. Количество N входов кодовой ступает на входы интегратора 10 и группы блока 3 (двоичных разрядов ко- блока 2 и через мультиплексор 8 на да переменной величины x(t) опреде- вход АЦП 11, где выборки, выбранные ляется необходимой точностью пред- 20 в соответствии с теоремой Котельниставления указанной функции. кова, преобразуются в двоичные коды, Блок 9 выполнен в соответствии со устанавливающие в соответствующие структурной схемой (фиг.5), содержа- моменты времени в усилителях блока 3 щей устройство 46 запуска, элемент значения коэффициента передачи, со47 задержки, задатчик 48 времени Т, 25 ответствующие значениям выборок ° При преобразователь 49 десятичного кода этом на выходах блоков 2-4, 10 уств двоично-десятичный код, регистр ройства появляются сигналы соответ50, триггеры 51 и 52, элемент И 53, ственно вида: генератор 54 тактовых импульсов, задающий генератор 55, элемент 56 за- 30 х „(t) = <„ (t) = s — — — — — е 4 держки, триггер 57, устройство 58 (12)

3 1 9 9 9 сравнения кодов, двоично-десятичный счетчик 59, узел 60, содержащий пос- () ()x(Ìt). k 0 ледовательно соединенные элемент И и усилитель, узел 61 формирования (13) кодов команд, узел 62, содержащий последовательно соединенные элемент х .(t) = J х (t)dt; j = 1,2, ° ° .L;(14)

И и усилитель, узел 63, содержащий последовательно соединенные элемент х, (t) (15)

ИЛИ и усилитель, узел 64, содержащий 40

После окончания сигнала разрешепоследовательно соединенные элемент ния интегрирования (в момент времени

И,и усилитель, элемент 65 задержки, t = Т) осуществляется фиксация в инузел 66 формирования импульсных управляющих сигналов, узел 67 форминапряжений рования кодов адресов мультиплексора, 45 т узел 68 фОрмирования импульсОВ записи (T) 1 () gt 1 2 1 (16) в регистры, триггер 69 со счетным входом, источник 70 эталонных (опорных) напряжений, узел 71 формирования,, 1 импульсных управляющих сигналов, узел50 " Т о

72 формирования кодов адресов блока Напряжение (17), снимаемое с выхопамяти, узел 73 формирования импульс- да интегратора 10, через мультиплекных управляющих сигналов, устройство сор подается на вход блока 11, где

74 формирования сигнала "Останов", преобразуется в двоичный код, который узел 75, содержащий последовательно 55 записывается в регистр усилителя 7, соединенные элемент И и усилитель, устанавливая в нем соответствующий выход 76 сигнала "Сброс", группу 77 коэффициент передачи. Выходное напрявыходов значения интервала времени Т, жение усилителя 7 при этом пропорцивыход 78 сигнала разрешения интегри-. онально величине:

96 о дены два масштабных блока, мультиплексор и синхронизатор, причем масштабный усилитель содержит усилитель, цифроаналоговый преобразователь, сумматор, ключ, управляющий вход которого является входом знакового разряда группы разрядных входов кода коэффициента передачи масштабного усилите,ля, информационный вход ключа соединен с первым входом сумматора и выходом цифроаналогового преобразователя, информационный вход которого является информационным входом масштабного усилителя, вход задания коэффициента передачи цифроаналогового преобразователя является входом группы значащих разрядов группы разрядных входов кода коэффициента передачи масштабного усилителя, выход ключа соединен через усилитель с вторым входом сумматора, выход которого является выходом масштабного усилителя, первый масштабный блок содержит группу масштабных усилителей и регистр, группа информационных входов которого является группой разрядных входов кода коэффициента передачи первого масштабного блока, вход разрешения записи регистра является входом разрешения записи первого масштабного блока, разрядные выходы регистра соединены с соответствующими разрядными входами кода коэффициента передачи масштабных усилителей группы, информационные входы и выходы которых являются группой информационных входов и выходов первого масштабного блока соответственно, второй масштабный блок содержит группу масштабных усилителей и группу регистров, входы разрешения записи которых являются группой входов разрешения записи второго масштабного блока, разрядные выходы регистров группы соединены с разрядными входами кода коэффициента передачи соответствующих масштабных усилителей группы, информационные входы масштабных усилителей группы являются входом эталонного единичного напряжения второго масштабного блока, а выходы являются выходами второго масштабного блока, с выходом масштабно-суммирующего блока, с информационным входом масштабного усилителя и с выходом интегратора, вход которого соединен с выходом усилителя, с группой выходов блока вычитания, группа выходов блока апериодических фильтров соединена с группой.

fP хВ =-., З =1,2, ° ° .1" бj

Тогда на выходах блока 5 присутствуют сигналы, пропорциональные по амплитуде величинам: (19) 5 (Т)

Величины (20) преобразуются в блоке 11 в двоичные коды, которые затем записываются в регистры блока 13 (при сквозной нумерации регистров — в регистры с второго по (L+1)-й регистры). При этом на L выходах блока 13 присутствуют напряжения, пропорциональные величинам Н„(1 = 1,,...L).

На их основе для каждого S-го базиса (S = 1,2,...S) и каждой тп-й его составляющей (m = 1,2,...И) в блоке 14 определяются M S коэффициентов разложения К корреляционной функции

R„(t) случайного процесса x(t) в соответствии с формулой (10). При этом для каждых ф = 1,2,... S u m = 1,2,...M выполняются 1. операций, когда из блока 12 считываются и записываются в соответствующие регистры блока 14 L двоичных кодов величины Rs ., а затем

) записывается в блок 12 двоичный код величины К6, соответствующий выходному напряжению блока 14

Формула изобретения

Устройство для определения коэффициентов разложения корреляционной функции по системе ортонормированных 4р базисных функций, содержащее усилитель, масштабный усилитель, блок апериодических фильтров, группу интеграторов, блок вычитания, группу усилителей, интегратор, аналого-цифровой 45 преобразователь, блок памяти, масштабно-суммирующий блок, причем информационный вход усилителя является входом устройства, а выход соединен с входом блока апериодических фильтров, выход масштабного усилителя соединен с входом усилителей группы, выход аналого-цифрового преобразователя соединен с информационным входом блока памяти, группа выходов которогю 55 соединена с группой информационных входов масштабно- суммирующего блока, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в него вве5 12871 х = M2 (18) м

Последнее в блоке б преобразуется в напряжения

7 12871 информационных входов первого масштабного блока, группа разрядных входов кода коэффициента передачи которого соединена соответственно с группами разрядных входов кода коэффициента передачи второго масштабного блока, масштабного усилителя и подключена к выходу аналого-цифрового преобразова\

96 8 теля, группа выходов первого масштабного блока соединена с группой входов. интеграторов группы, группа выходов которого соединена с первой группой входов блока вьгчитания,: вторая группа входов которого соединена с выходами соответствующих усилителей группы.

1287196

Составитель В.Орлов

Техред И.Попович Корректор Н,Король

Редактор С.Лисина

Заказ 7720/54 Тираж 670 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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