Устройство для определения функции когерентности

 

Изобретение относится к прикладному анализу случайных сигналов, анализу функционирования разнообразных динамических систем, их испытаний, диагностике и разработке технических средств анализа. Цель изобретения - повышение точности. Для того в устройство введен бЛок 5 деления, входы которого соединены соответственно с выходом блока 4 памяти, в котором хранятся результаты преобразования- Фурье автокорреляционной функции от взаимокорреляционной функции анализируемых входных сигналов, и с выходом блока 3 дискретного преобразования Фурье, осуществляющего преобразование взаимокорреляционной функции от автокорреляционной функции входных сигналов. 1 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1, (19) (11) (51) 4 G 06 F 15/36 15/332

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4013080/24-24 (22) 23.01.86 (46) 23.01.8S,Бюл. 1(- 3 (71) Куйбьппевский политехнический институт им.В.В.Куйбьппева (72) И.И.Волков, В.К.Семенычев и А.С.Агеев (53) 681.32(088.8) (56) Мизин И.А., Матвеев А.А. Цифровые фильтры. М.: Связь, 1979.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1251105, кл. G 96 F 15/332, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФУНКЦИИ КОГЕРЕНТНОСТИ (57) Изобретение относится к прикладному анализу случайных сигналов, анализу функционирования разнообразных динамических систем, их испытаний, диагностике и разработке технических средств анализа. Цель изобретения повышение точности. Для того в устройство введен блок 5 деления, входы которого соединены соответственно с выходом блока 4 памяти, в котором хранятся результаты преобразованияФурье автокорреляционной функции от вэаимокорреляционной функции анализируемых входных сигналов, и с выходом блока 3 дискретного преобразования Фурье, осуществляющего преобразование вэаимокорреляционной функции от автокорреляционной функции входных сигналов. 1 ил.

1 13688

Изобретение относится к области прикладного анализа случайных процессов и может быть использовано для исследования разнообразных динамичес5 ких систем, в диагностике механи— ческих систем и т.д.

Цель изобретения — повышение точности (при определении функции когерентности за счет уменьшения числа 10 арифметических операций посредством органиэации вычисления с помощью одного дискретного преобразования

Фурье сразу произведения спектральных плотностей).

На чертеже изображена структурная схема устройсTBа.

Устройство содержит мультиплексор 1, коррелометр 2, блок 3 дискретного преобразования Фурье (ДПФ), 20 блок 4 памяти, блок 5 деления и блок 6 синхронизации.

Устройство работает следующим образом.

Для определения функции когерентности

3 () = Б» ()1/Б (с4 S>(3 (1) необходимо определить следующие функции (Б„„(а), Б„(а), S>(e3 . В устройстве определение спектральной плотности мощности случайного сигнала Z„(t) реализуется при помощи косинус-преобразования найденной корреляционной функции R (m) сигнала Z„

Ф й

Б (2 ) = - 2 QCos шЮь Ь Kz(m) щ-О

-К (о) (2) где Q — объем выборки сигнала, h. — корреляционное окно; — период дискретизации.

На входы устройства поступают отсчеты корреляционных функций K„()„

K (ml, К„, (в) процессов х„„и у, Функция когерентности (1) вычисляется в два этапа. На первом этапе вычисляется числитель f/ Á„ (д) и запоминается в блоке 4 памяти, на втором этапе вычисляется знаменатель Б„(я) х х Б(ы) производится деление блоком 5, 3

Сигнал 7 блока 6 согласования подключает второй информационный вход мультиплексора 1, устанавливает коррелометр 2 в режим вычисления автокорреляционной функции (АКФ), а блок 4

90 2 памяти — в режим записи. По сигналу 8 блока 6 формируются отсчеты АКФ R„ (n) от -N дв +N временного ряда

K„ (n), поступающего на третий вход последовательности отсчетов устройства. Отсчеты К„ (п) поступают в блок 3 дискретного преобразования

Фурье где определяется спектральная плотность мощности в соответствии с (2).При этом по сигналу 9 в блоке 3

ДПФ входная последовательность R„ (n) умножается на корреляционное окно Ь по сигналу 10 вычисляется К отсчетов функции S" „(И), на выходе блока 3

"У

ДПФ с точностью до множителя формируется оценка квадрата модуля S„ (И ), т.е.

4- 2 LI 2

s () = — — - I s < )I (з) ((Р1) х

По адресам, формируемым сигналом 11 блока 6, отсчеты (3) записываются в блок 4 памяти в К ячеек.

На втором этапе сигнал 7 блока 6 подключает первый информационный вход мультиплексора 1, устанавливает коррелометр 2 в режим вычисления взаимной корреляционной функции (ВКФ) а блок 4 памяти — в режим считывания.

Сигналы а„= К (п) и 1„= К (n), представляющие собой отсчеты от -N до

+И АКФ соответствующих сигналов

x и у „,поступают соответственно на первый и второй входы последовательности отсчетов устройства. 11о сигналу 8 блока 5 коррелометром 2 вьгчисляется (+1 отсчетов ВКФ К (п), которые поступают в блок 3 ДПФ, где аналогично предыдущему вычисляется оценка спектральной плотности мощности сигнала R >(n) по алгоритму (3), а1 при этом на выходе блока 3 ДПФ с точностью до множителя формируется оценка

Ф 27 () = — — -"- S (u) S (ы)

Rab g(Q+1) которая поступает на блок 5 деления, одновременно с оценкой (3) Sz„(a ) из блока 4 памяти по сигналам 11 блока 6. В результате на информационном выходе устройства формируется оценка функции когерентности (1)

1„ч().

Таким образом, на втором этапе вычисления функции когерентности с помощью одного ДПФ вычисляется сразу произведение Б „(Я) S ц (Я ) .

Составитель Л. ЙВУап бв

Техред М.Ходанич Корректор М. Пожо

Редактор А.Ворович

Заказ 297/51

Тираж 704 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

13

Формула изобретения

Устройство для определения функции когерентности, содержащее мультиплексор, коррелометр, блок дискретного преобразования Фурье, блок памяти и блок синхронизации, первый выход которого подключен к входу управления записью/считыванием блока памяти, входу синхронизации приема коррелометра и управляющему входу мультиплексора, первый информационный вход которого является входом первой последовательности отсчетов устройства, входом второй последовательности отсчетов которого является вход первой последовательности отсчетов коррелометра, вход второй последовательности отсчетов которого подключен к выходу мультиплексора, второй выход блока синхронизации подключен к тактовому входу коррелометра, выход которого подключен к информационному входу блока дискретного

68890 4 преобразования Фурье, вход разрешения приема и вход начала вычислений которого подключены соответственно к

5 третьему и четвертому выходам блока синхронизации, пятый выход которого подключен к адресному входу блока памяти, информационный вход которого подключен к выходу блока дискретного преобразования Фурье, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в него введен блок деления, выход которого является информационным выходом устройст15 ва, входом задания вэаимокорреляционной функции которого является второй информационный вход мультиплексора, выход блока дискретного преобразования Фурье подключен к первому входу

20 блока деления, второй вход которого подключен к выходу блока памяти, а первый выход блока синхронизации подключен к синхронизирующему входу блока деления.