Устройство для измерения корреляционной функции

 

еср" Г>}Ст ЗНАЯ

ЦАИ11Т,.ОО П И С 4 ай"

ИЗОБРЕТЕН

00 503361

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ (б1) Дополнительное к авт, свид-в (22) Заявлено 29.03.74 (21) 2009703/ с присоединением заявки № (5l) Ч. Кл, Н 03К 13/17

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 15.02.76. Бюллетень Ъ

Дата опубликования описания 30.0б (53) УДК 681.325(088.8) (72) Авторы изобретения

Г. Г. Живилов, В. В. Островерхов и Н. М. Сметанин (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

КОРРЕЛЯЦИОННОЙ ФУНКЦИИ

ГосУдарстеенный комитет (23) Приоригег,1

Изобретение относится к области статистических измерений случайных процессов и предназначено для измерения корреляционных функций гауссовских случайных процессов.

По основному авт. св. № 321941 известно устройство для измерения корреляционной функции, содержащее ср авнивающее устройство, суммирующий блок, преобразователь кода в напряжение с поразрядным управлением, блок управления, блок стробирования и преобразователь кода в напряжение с управлением от реверсивного счетчика, выход которого подключен к управляющему входу блока стробировапия, а его выход соединен с суммирующим блоком, вход выключения блока стробирования подключен к выходу устройства управления.

С целью непосредственного измерения нормированных значений корреляционной функции независимо от закона распределения вероятностей входного сигнала и автоматического определения установившегося значения корреляционной функции в предлагаемое устройство дополнительно введены блок определения установившегося значения со схемами совпадения на выходе, другие входы которых подключены к выходу устройства управления, а выходы — к входам реверсивного счетчика, блок масштабирования, один вход которого соединен с выходом реверсивного счетчика, другой вход — с выходом блока опредсления установившегося значения, а выход подключен ко входу преобразователя кода в напря5 жение, и квздратор, подключенный к выходу реверсивного счетчика.

На чертеже приведена функциональиая схема предлагаемого устройства.

Устройство для измерения корреляционной

10 функции состоит из сравнивающего устройства I, соединенного с преобразователем 2 кода в напряжение с поразрядным управлением, блоком 3 стробирования, ревсрсивным счетчиком 4, блоком 5 определения установившегося значения и суммирующим блоком б; из устройства 7 управления, соединенного с блоком

5 определения установившегося значения, квадратором 8, преобразователем 2 кода в напряжение с поразрядным управлением, бло20 ком 3 стробирования и схемами 9 совпадения, соединенными с реверсивным счетчиком 4 и блоком 5 определения установившегося значения; из блока 10 масштабирования, соединенного с блоком 5 определения установив25 шегося значения, реверсивным счетчиком 4, квадратором 8, преобразователем 11 кода в напряжение, который соединен с блоком 3 строоирования, соединенным, в свою очередь, с суммирующим блоком б.

30 Устройство работает следующим образом.

503361

Вк, (т0 ) >

50

На вход устройства 7 управления непрерывно поступают сигналы запуска от внешнего генератора (на чертеже не показан) с начальным интервалом

> 0)) ткор, где т,,р — интервал корреляции входного сигнала для первоначального определения масштабного коэффициента

2о2

Входной случайный сигнал U22(t) непрерывно подается на сравнивающее устройство 1. Перед очередным циклом измерения в момент t выходное напряжение U0 преобразователя 2 кода в напряжение с поразрядным управлением равно U„(i — т0), а напряжение на выходе преобразователя 11 кода в напряжение равно U02(t — т0) Кроме того, длительность тактов устройства 7 управления пренебрежимо мала по сравнению с наименьшим интервалом то.

Сравнивающее устройство 1 определяет знак разности (U„(i) — U0i (t)) и выдает сигнал (+) или (— ) в блок 3 стробирования и блок 5 определения установившегося значения.

В момент времени t на первом такте устройства 7 управления в блок 3 стробирования поступает сигнал, по которому в суммирующий блок 6 с преобразователем 11 кода в напряжение подается напряжение той же полярности, что и разность (U. (t) — U01 (t) ), при этом сравнивающее устройство 1 проводит операцию сравнения текущего значения ошибки

=-(-„ t) =(U (t) — (— -)) с контрольным значением ошибки

K> (О> ) U02 (o)

В результате этого на следующем такте устройства 7 управления через одну из схем 9 совпадения, открытую по другому входу блоком 5 определения установившегося значения, происходит увеличение или уменьшение записанного в реверсивном счетчике 4 числа на несколько десятков единиц. Соответственно в преобразователе 11 кода в напряжение происходит изменение выходного напряжения U02, пропорционального измененному числу в реверсивном счетчике 4, что соответствует наибольшему шагу приращения контрольного значения ошибки ек, (т0, t).

На третьем такте устройства 7 управления в блоке 3 стробирования отключается выходное напряжение преобразователя 11 кода в напряжение от суммирующего блока 6 и подается запуск на преобразователь 2 кода в

65 напряжение с поразрядным управлением для аналого-цифрового преобразования текущего значения входного сигнала U,.(t).

Работа устройства во всех последующих циклах с постоянным интервалом времени т0 аналогична описанному.

В результате непрерывной работы устройства выходное напряжение

U„(t — -.) =- =-.,(-. t) преобразователя 11 кода в напряжение изменяется до выполнения равенства вероятностей

u((-.))=-,(2)) =u(=-(-) =-,(-.)) при этом на вход реверсивного счетчика 4 и блока 5 определения установившегося значения со сравнивающего устройства 1 поступают чередующиеся сигналы (+) и (— ) с некоторой дисперсией, определяемой плотностью распределения входного сигнала в точке установления и величиной шага приращения.

Блок 5 определения установившегося значения подсчитывает чередующиеся сигналы (+) и (— ) на заданном в нем заранее объеме выборки установления и отключает предыдущую схему 9 совпадения и включает следующую схему 9 совпадения, т. е. переключает вход реверсивного счетчика на более младшие разряды, что соответствует меньшему шагу приращения контрольного значения ошибки при этом равенство вероятностей (-() .,()) = u(.=(.)(.-,(")) нарушается, но с уменьшенным шагом приращения контрольного значения ошибки (т0, t) равенство вероятностей быстро восстанавливается, так как оно находится около определенного для заданного значения т0 значения е(то) и равно

Р((-o))=- (0)) =Р(" (2)(= (o)) при этом уменьшается дисперсия установившегося значения, пропорциональная шагу приращения контрольного значения ошибки е--, (т0, t), Блок 5 определения установившегося значения по поступающим на вход сигналам (+) и (— ) дает сигнал разрешения следующей схеме 9 совпадения, что, например, соответствует увеличению или уменьшению записанного в реверсивном счетчике 4 числа на «единицу», а в преобразователе 11 кода в напряжение изменению выходного напряжения на величину Л дискретности.

При выполнении, например, трех изменений шага приращений контрольных значений ошибки е,, (т0, t) ускоряется процесс нахождения установившегося значения. так как при то:-,, (-.,) = а-,„, большом шаге приращения контрольного значения ошибки е„; (то, t) быстрее определяется зона текущей ошибки в(т, t), но с большей дисперсией установившегося значения. С изменением в сторону уменьшения шага приращения контрольного значения ошибки

-,, (то, t) уменьшается дисперсия установившегося значения кода реверсивного счетчика.

По выполнении третьего равенства вероятностей по сигналу с блока 5 определения установившегося значения значение кода реверсивного счетчика 4 запи=ывается в блок 10 масштабирования, запоминается в нем и подключается к преобразователю l l кода в напряжение, так как при заданном в начале измерения условий To))т„„„для гауссовских стационарных и эргодических случайных процессов где ао; масштабирующий коэффициент, зависящий от закона распределения вероятностей и дисперсии входного случайного сигнала.

При подключении масштабирующего коэффициента яо, нарушается равенство вероятностей которое затем восстанавливается уже с учетом яо, Установившееся значение кода реверсивного счетчика 4 на четвертом такте устройства 7 управления поступает в квадратор

8, где после возведения результата в квадрат, обратное значение кода Л квадратора 8 про5

40 порционально нормированному значению автокорреляционной функции г(Tp) входного сигнала.

Блок 5 определения установившегося значения с задержкой на время возведения в квадрат в квадраторе 8 и считывания результата нормированного значения автокорреляционной функции г(то) переключает в устройстве 7 управления на следующий интервал т;, являющийся аргументом для следуloùåãо зпачсчшя автокорреляционной функции. В остальном устройство работает аналогично описанному во всем диапазоне изменения т, с отличием только в том, что масштабирующий коэффициент, вычисленный на первом измерении н записанный в блок 10 масштабирования, остается постоянным на все время измерения.

Формула изобретения

Устройство для измерения корреляционной функции по авт. св. ¹ 321941, о т л и ч а ющее с я тем, что, с целью непосредственного измерения нормированных значений корреляционной функции независимо от закона распределения вероятностей входного сигнала и автоматического определения установившегося значения корреляционной функции, в него дополнительно введены блок определения установившегося значения со схемами совпадения на выходе, другие входы которых подключены к выходу устройства управления, а выходы — к входам реверсивного счетчика, блок масштабирования, один вход которого соединен с выходом реверсивного счетчика, другой вход — с выходом блока определения установившегося значения, а выход подключен ко входу преобразователя кода в напряжение, и квадратор, подключенный к выходу реверсивного счетчика.

Редактор T. Янова

Составитель А. Кузнецов

Техред А. Камышникова

Корректор T. Гревцова

Заказ 1411/15 Изд. № 1125 Тираж 1029 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2