Устройство для определения корреляционных функций

 

F (ii)550649

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 22.10.75 (21) 2183735/24 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15.03.77. Бюллетень № 10

Дата опубликования описания 21.03.77 (51) М. Кл G 06G 7/19

Государствеиный комитет

Совета Министров СССР ло делам изобретеиий и открытий (53) УДК 681.333(088.8) (72) Авторы изобретения

Б. В Дроздов и В. П. Коваленко (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

КОРРЕЛЯЦИОННЫХ ФУНКЦИЙ

Изобретение относится к области измерительной и вычислительной техники и может быть использовано для определения автокорреляционных функций узкополосных стационарных случайных процессов.

Известны корреляторы, содержащие линию задержки, блоки умножения и блоки усреднения (1). Однако такие корреляторы имеют низкую точность работы на высоких частотах.

Наиболее близким к данному изобретению является устройство для определения корреляционных функций, содержащее управляемую линию задержки, вход которой является входом устройства, два блока умножения, выходы которых подключены соответственно к двум блокам усреднения, и блок регистрации (2).

Такие устройства требуют применения в своем составе прецизионных линий задержки, так как точность определения аргумента корреляционной функции зависит от точности шага перестройки управляемой линии задержки.

С целью повышения точности предлагаемое устройство дополнительно содержит два смесителя, управляемый гетеродин, два амплитудных детектора, блок вычитания, сумматор, два фильтра низкой частоты и два фильтра высокой частоты, выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам первого блока умножения, выходы фильтров низкой частоты соединены соответственно с первым и вторым входами второго блока умно= жения, первые входы первого и второго смесителей подключены соответственно к выходу управляемой линии задержки и ко входу устройства, вторые входы смесителей соединены соответственно с первым и вторым выходами гетеродина, выходы первого и второго смесителей подключены соответственно ко входам

10 первых и вторых фильтров низкой и высокой частоты, выходы первого и второго блоков усреднения подключены соответственно к первому и второму входам сумматора, а через амплитудные детекторы — к первому и вто15 рому входам блока вычитания, выход которого соединен со входом управляемого гетеродина, третий и четвертый выходы гетеродина подключены соответственно к первому и второму входам блока регистрации, третий вход

20 которого соединен с выходом сумматора.

Это позволяет повысить точность устройства, так как определение аргумента корреляционной функции производится с помощью фазовых и частотных измерений и ординаты

25 по амплитудным измерениям.

На чертеже показана блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит управляемую линию задержки 1, смесители 2, 3, управляемый гете30 родин 4, фильтры низкой частоты 5, 6, фильт550649

10 где а = j G, {f) cos {2mf ) df о (G,(f) sin(2 fg) df.

О ры высокой частоты 7, 8, блоки умножения

9, 10, блоки усреднения 11, 12, амплитудные детекторы 13, 14, блок вычитания 15, сумматор 16 и блок регистрации, состоящий из измерителя частоты 17, измерителя фазы 18 и измерителя амплитуды 19.

Устройство работает следующим образом.

На входы смесителей 2, 3 поступают случайные процессы, отличающиеся временной задержкой т за счет управляемой линии задержки 1. На другие входы смесителей 2, 3 подаются гетеродинные напряжения, частоты которых отличаются на заданную величину F. Ha выходах смесителей имеем преобразованные по частоте случайные процессы, спектры которых смещены относительно друг друга на частоту F. С помощью фильтров низкой частоты 5, 6 и фильтров высокой частоты 7, 8 спектры этих процессов разделяются на две части, перемножаются в блоках 9, 10, усредняются в блоках 11, 12 и суммируются. В результате на выходе сумматора 16 формируется напряжение следующего вида

U(t) =К IG,(f) cos(2 Ft — 2 f )df, О где К вЂ” коэффициент пропорциональности;

Gt;(f) — спектр исследуемого процесса.

После несложного преобразования получаем

U (t) = )/а*+ Ь сов (2 Ft — arctg —, а /

Таким образом амплитуда гармонического колебания на выходе сумматора 16 А = "а +b пропорциональна огибающей корреляционБ ной функции, а фаза y=arctg — соответствуа ет фазе высокочастотного заполнения корреляционной функции.

При правильной работе системы автоматической подстройки частоты управляемого гетеродина, включающей в себя амплитудные детекторы 13, 14 и блок вычитания 15, фаза колебания на выходе сумматора 16 будет равна (p: 21 (f + (р) где f — частота управляемого гетеродина, fð — частота раздела фильтров низкой и высокой частоты.

Таким образом, измерением амплитуды колебания на выходе сумматора 16 определяется ордината корреляционной функции исследуемого процесса, а измеряя фазу этого колебания измерителем 18 и частоту управляемого гетеродина измерителем 17 определяют аргумент корреляционной функции

2 (f, +fy)

Такое измерение повышает точность получения оценки корреляционной функции, особенно для высокочастотных случайных процессов.

Формула изобретения

Устройство для определения корреляционных функций, содержащее управляемую линию задержки, вход которой является входом устройства, два блока умножения, выходы которых подключены соответственно к двум блокам усреднения, и блок регистрации, о т л и ч аю щееся тем, что, с целью повышения точности, устройство содержит два смесителя, управляемый гетеродин, два амплитудных детектора, блок вычитания, сумматор, два фильтра низкой частоты и два фильтра высокой частоты, выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам первого блока умножения, выходы фильтров низкой частоты соединены соответственно с первым и вторым входами второго блока умножения, первые входы первого и второго смесителей подключены соответственно к выходу управляемой линии задержки и ко входу устройства, вторые входы смесителей соединены соответственно с первым и вторым выходами гетеродина, выходы первого и второго смесителей подключены соответственно ко входам первых и вторых фильтров низкой и высокой частоты, выходы первого и второго блоков усреднения подключены соответственно к первому и второму входам сумматора, а через амплитудные детекторы — к первому и второму входам блока вычитания, выход которого соединен со входом управляемого гетеродина, третий и четвертый выходы гетеродина подключены соответственно к первому и второму входам блока регистрации, третий вход которого соединен с выходом сумматора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. В. Н. новинский и В. Ф. Арховский. Корреляционные устройства. М., «Энергия», 1975 r., стр. 19, 115.

2. Авторское свидетельство СССР МО 206190, М. Кл. Cr 06G 7/19, опубл. 1967 г, 550640 Составитель В. )Ковинский

Техред М. Семенов

Редактор Н. Каменская

Корректоры: А. Галахова и О. Тюрина

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 431/9 Изд. № 268 Тираж 899 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 0К-35, Раушская наб., д. 4/5