Ортогональный коррелятор

 

Союз Советски к

Социалистическнк

Республик (il) 750509 (61) Дополнительное к авт.свил-ву (22) Заявлено 17.05,78 (21) 261714S/18-24 (5I )M. Кл. с присоединением заявки М

G 06 G 7/19

Государственный комитет (23) Приоритет по делам изобретений и открытий. (53) УДК681.

° ЗЗЗ(088,8) Опубликовано 23.07.80. Бюллетень ¹ 27

Дата опубликования описания 23.07.80 (72) Авторы изобретения

И. И. Волков и В. И. Батищев (71) заявитель КУйбышевский политехнический инститУт им. В. В. Куйбышева (54) ОРТОГОНАЛЬНЫЙ КОРРЕЛЯТОР

Изобретение относится к области специализированных cpeacra вычислительной и измерительной техники, предназначенных для определения характеристик случайных процессов.

Известно устройство, соцержащее

5 фильтр Лагерра, к выходу каждой ячейки которого последовательно подключены блок умножения и блок усреднения, вто рые входы блоков умножения . вместе с

10 входом ортогонального фильтра поцключены к входу устройства, к выходу последнего блока усрепнения поцключен блок регулировки параметра, выход которого подключен к управляющим: входам фильтра

Лазерра 3 11.

Недостатком устройства является большая погрешность аппроксимации колебательных корреляционных функций.

Известно также устройство, соцержащее блок нормирования, первый ахоп которого является входом коррелятора, а второй вход подключен к выхопу источника эталонного напряжения, а выход подключен

2 к первой ячейке многозвенного ортого-. нального фильтра и к первым входам блоков умножения, вторые входы которых подключены к выхоцам ячеек фильтра, выходы блоков умножения поцключены ко входам ссответствующих блоков усреднения, соединенных выходами со вхоцами блока регулировки параметров, первый выход которого подключен к управляющим входам ячеек фильтра (21.

Недостатком устройства является не достаточная точность аппроксимации кс . лебательных корреляционных функций.

Белью изобретения является повышение точности.

Эта цель достигается тем, что в коррелятор, содержащий блок нормирования, первый вход которого является вхоцом коррелятора, второй подключен к источнику эталонного напряжения, а выход подключен к входу первого звена многозвенного ортогонального фильтра и к первым входам блоков умножения, вторые входы блоков умножения подключены к где

Оо Х

> (6) а, — a®

j. а<+а, а, (f,-а,) (7) по функциям

3 7505

Выходам соответствуюших звеньев фильтра, в ыхо ды блок ов умн ожен и я чер ез с оотв е тствуюшие блоки усреднения усрецнены с соответствующими входами блока регулировки параметров, первый выход которого соецинен с управляюшими входами звеньев

5 ортогонального фильтра, введены цополнительный многозвеиный ортогонализированный фильтр, дополнительные блоки. усреднения и умножения, первые входы блоков умножения и вход дополнительного много— ,звеиного ортогонализированного фильтра подключены к выходу блока нормирования, вторые входы дополнительных блоков умножения соединены с выходами соответствующих звеньев дополнительного многозвенного ортогонализированного фильтра, три управляюших вхоца кажцого из которых соединены соответственно со вторым, третьим и четвертым выхоцами блока регулировки параметров, а выходы дополнительных блоков умножения подключены ко входам соответствуюших дополнительных блоков усреднения а выход источника эталонного напряжения подключен к дополнительному входу блока регулировки параметров.

Дополнительный многозвенный ортого»нализированный фильтр имеет передаточ30 сываемую выражением

Сушность изобретения поясняется чертежом, где изображена блок-схема ycr ройства.

На чертеже обозначены: 1 - блок нормирования, 2 и 3 — звенья ортогональ ного фильтра баггера, 4 — источник эталонного напряжения, 5 — блоки умножения, 6 — блоки усреднения, 7 — блок регулировки параметров, S и 9 — соответственно нулевое и последующие звенья дополнительного миогоэвенного ортогонализироваии ого фильтра.

Устройство работает следующим образоме

Исследуемый случайный процесс х (1 ) подвергается нормированию по дисперсии. Величина дисперсии 6, сигнала х, (t ) определяется величйной вью ходного напряжения У источника 4, т. е. 1 k U где к — коэффициент пропорциональности. Блок 7 регулировки

09 4 пар аметров изменяет параметр дополнительного ортогонального фильтра 2 - 3 с передаточной функцией

ГP-I ь чlу(Р)=р, 7-(р (р (2) цо обеспечения условия о- хН (3)

При этом на выходах блоков усреднения 6 устанавливаются сигналы (Х„, определяемые следуюшим соотношением:

О.;= М ()((.(®f x„(t-т.)АL„ (t,d)c{, ),(4) о функция Лаггера L -ro порядка. Сигналы а.„, а, а, а также Uo являются входными сигналами блока 7 регулировки параметров, на выходах которого формируются сигналы пропорционального значения параметров J5 ((. с ортогонализированного фильтра 8, 9, определяемые соотношениями: а а,И-а,) .

° (1 а,-а, На выходах блоков усреднения 6 второй группы устанавливаются сигналы 8», определяем ые соотно шеи и ем

6 =М"(х„(Ц xÄ(+-z)hÄ(z)дт), (8) г. где »(<) = ((((Р) = j М»(Р)Е (:(р

- импульсная характеристика орто- гонализированного экспоненциального фильтра 8, 9 k -ro порядка.

Сигналы () „используются в качестве коэффициентов разложения КФ в ряд

Я„,(т) =X Ь„Ч к С ) (9) У +(,)о+Я (+с) »() су(у+ „) ((»(Р)) (которые являются opToHopMHpoBBHHblMH функциями времени на отрезке О< (, < оо- °

Коэффициенты 1», опрецеленные в со ответствии с выражением (8), уцовлетво6

ым трем коэффициентам разложения KC ряц по ортогональным функциям Лагерра, возможно прецставление КФ моделью вида:

5 750509 ряют условию минимума квадратической в погрешности В при заданных значениях параметров Р, о5, q, величины которых, однако, существенно влияют на величину погрешности. Снижение погрешности S до величины, близкой к минимальной а области параметров)5, Сд,, с, осуществляется подстройкой с помощью блока 7 регулировки параметров в соответствии с выражениями (5)-(7) .

Таким образом, заявляемое устройство позволяет опрецелять параметры разложенияйоэ i е ° ° юбое ю„ф эЙ)о ю с с КФ в ряц по ортогонализированным экспонен2О циальным функциям вица (10), обеспечивая при этом близкую к минимальной величину погрешности аппроксимации 5,.

Так, например, еслибы,к/ t =5« Ia t /ь z установившиеся значения параметров функций Я (т ) составляют /3= 0,5230 63

Ыа = 0,734ьи,с = 1, 3986, Первые три коэффициента разложения соответственно равны а= 1,0223, 1, = -О, 1 159 = 0,1464, Значения погрешности ап. проксимации о для случаев + = О, м.= 1,тп= 2 составляет соответственно

$0,0655, Яп = 0,0535,/I D:0,03 I, .

Для сравнения можно указать, что минимальные значения погрешности аппроксимации КФ вица р /С= 5иъйсо t/Qсо t

З5 соответственно оцним, двумя и тремя членами разложения в ряд по ортогональ ным функциям Пагерра составляют о

0 22> 8 = О 138 х 0 11

Кроме указанной выше прямой функции, заявляемое устройство позволяет оценивать величины параметров ф, Ю, с модвли КФ вида

Ям (т) = e (соБсоо +с-ш "и «оt l) (12)

QoBoJIbHo обшей цля широкого класса случайных процессов. Для процессов КФ которых входят в класс экспоненциально5 косинусных, определяемые с помощью заявляемого устройства параметры 6,Я

o с, обеспечивают равную нулю квадратическую погрешность агпроксимации.

Для процессов же, не входящих в

55 указанныч класс, погрешность оказыва ется близкой к минимальной.

Наконец, поскольку сигналы Q, g

В

О пропорциональны соответственно пер(13) что может оказаться полезным при решении некоторых конкретных зацач анализа. Следует отметить, что и в этом случае подстройкой параметра g ecIIeчивается близкая к минимальной квацратическая погрешность аппроксимации КФ моцелью вида (13).

Таким образом, заявляемое устройство позволяет с более высокой точностью по сравнению с аналогичными аппроксимиро вать корреляционные функции широкого класса случайных процессов, причем наиболее эффективным является использование заявляемого устройства для анализа процессов, КФ которых имеют колебательный характер.

Формула изобр етения

Ортогональный коррелятор, содержащий блок нормирования, первый вхоц которого является входом коррелятора, второй вход оцключен к источнику эталонного напряжения, а выход поцключен ко входу первого звена многозвенного ортогонального фильтра и к первым вхоцам блоков умножения, вторые входы блоков умножения поцключены K выходам соответствующих звеньев фильтра, выходы блоков умножения через соответствующие

6поКН усрецнения соецинены с соответствующими входами блока регулировки параметров, первый выход которого соединен с управляющими входами звеньев ортогонального фильтра, о т ли ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности,в коррелятор ввецен дополнительный многозвенный ортогонализированный фильтс, дополнительные блоки усреднения и умножения, первые входы блоков умножения и вход дополнительного многозвенного ортогонализированного фильтра поцключены к выходу блока нормирования, вторые входы дополнительных блоков умножения соединены с выходами соответствующих звеньев дополнительного многозвенного ортогонализированного фильтра, три управляющих входа каждого пз которых соединены соответственно со вторым, третьим и четвертым выходами блока ре7 750509 8 гулнровки параметров, а выходы дополни- Источники, информапии, тельных блоков умножения подключены ко принятые во внимание при экспертизе входам соответствуюших дополнительных 1. Авторское свидетельство СССР блоков усреднения, а выход источника Мо 463121, кл. Я 06 G 7/19, 1973. эталонного напряжения подключен к допол- 2. Авторское свидетельство СССР нительному входу блока регулировки па- No. 529462, кл (06 G 7/19, 1975 раметров. (прототип) .

Составитель В. Жовинский

Редактор О. Стенина . Техред, O. Легеза Корректор Г. Назарова

Заказ 4651/39 Тираж 751 Подписи ое

UHHHHH Государственною комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4