Устройство для квантования случайного процесса

Устройство для квантования случайного процесса

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И САН

ИЗОЬГЕтЕНИЯ (ii) 5I6188

Сонзз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 03.06.74 (21) 2029016/18-24 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 30.05.76. Бюллетень ¹ 20

Дата опубликования описания 30.07.76

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.317.7 (088.8) (72) Авторы изобретения

С. К. Турченкова, А. А. Фремке и А. Б. Шадрин (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КВАНТОВАНИЯ

СЛУЧАЙНОГО ЙРОЦЕССА ва квантования случайного процесса за счет одновременного квантования случайного процесса и измерения его корреляционной функции на интервале преобразования в код, ста. тистической коррекции уровней квантования по корреляционной функции на интсрвале преобразования.

Для этого в устройство для квантования введен блок статистической коррекции, под10 ключенный входами соответственно к выходу аналого-цифрового преобразователя, к блоку управления и к блоку статистической обработки, а выходами соединенный с аналогоцифровым преобразователем, вход которого

15 подключен к выходу второго аналогового фиксатора, и с одним из входов блока статистической обработки, соединенным другим входом с выходом блока вычитания, второй вход которого подключен к выходу второго аналого20 вого фиксатора, который соединен с информационным входом аналого-цифрового преобразователя.

На чертеже показана блок-схема описываемого устройства квантования случайного про25 цесса.

Рассмотрим один >z. +- 1 цикл одновременного квантования случайного процесса U(t) и измерения его корреляционной функции на интервале преобразования t„n последующую

ЗО коррекцию уровней квантования по виду корИзобретение относится к средствам электроизмерительной техники аппаратурного анализа случайных процессов. Оно предназначено для преобразования случайного процесса в коды дискретных выборок одновременно со статистической корреляционной обработкой на интервале преобразования, и коррекции уровней квантования по виду корреляционной функции на интервале преобразования.

Известно устройство для квантования случайного процесса, содержащее блок статистической обработки, аналого-цифровой преобразователь, подключенный к блоку управления, соединенному соответственно с первым и вторым аналоговыми фиксаторами и с управляющим входом блока вычитания, первый вход которого подключен к первому аналоговому фиксатору, а вход устройства подключен к входам аналоговых фиксаторов.

Недостатками известного устройства являются отсутствие возможности одновременного синхронного квантования и статистической корреляционной обработки на интервале преобразования случайного процесса в код и последующей статистической коррекции уровней квантования в соответствии с видом корреляционной функции случайного процесса на интервале преобразования.

Целью изобретения является уменьшение среднеквадратической погрешности устройст(51) М. Кл. - зН ОЗК 13 02

516188

55 реляционной функции на интервале преобразовшгпя после Л циклов, измерения.

По командам с блока управления 1 первый аналоговый фиксатор 2 фиксирует мгновенное значение U(t;) случайного процесса U(t), мгновенное значение У(Ц параллельно поступает на вход преобразователя напряжение — код 3 и вход блока вычитания 4. Лналого-цифровой преобразователь осуществляет один такт t T преобразования мгновенного зна1 чения U(t,) в код К,. Распределение т уровней квантования по диапазону преобразования напряжения в код в начале измерений выбирается на основе грубых априорных данных о виде корреляционной функции на интервале преобразования 4.

Блок статистической коррекции 5 в соответствии с выбранным распределением уровней квантования по диапазону преобразования формирует потактно коды разностей ЛКщ

ЛК ь. ° ., ЛКрдо соседних т уровней квантования (коды квантов), которые поступают в преобразователь 3 для управления ключами его дискретного делителя, B зависимости от результата первого такта 1 уравновешива1 ния с преобразователя 3 поступает сигнал в блок статистической коррекции 5, который формирует код результата первого такта преобразования У(4) в код.

С задержкой ть равной одному такту 1т преобразования второй аналоговый фиксатор

6 фиксирует мгновенное значение U(t;+ т ) случайного процесса U(t). Величина т может выбираться равной одному такту 4 преобразования или большей в зависимости от длины участка измеряемой корреляционной функции.

Блок вычитания 4 формирует разность сдвинутых мгновенных значений U(t; + т ) и

U(t;) и подает ее в блок статистической обработки 7 на один вход его компаратора 8.

Совместно с компаратором 8, реверсивным счетчиком 9, цифро-аналоговым преобразователем 10, блоком стробирования 11 (блока статистической обработки 7) осуществляется цикл определения кода К„.>, оценки ошибки восстановления ЛЕ„з, на интервале т,, равном ть по алгоритму

К„, =- К„, + ЛК sign (ЛУ (, — ЛЕ„) где К„„,, К,, — коды ошибок ЛЕ, >.. ЛЕ,, восстановления на интервале т в n + 1 и и циклах измерения;

ЛК вЂ” код шага коррекции в цикле;

ЛУ(т ) = U(t; + т ) — У(4) — приращение случайного процесса на интервале т>, sign () — знаковая функция.

Код К„, ошибки восстановления ЛЕ„, перед началом цикла из блока статистической коррекции 5 переписывается в реверсивный счетчик 9 блока статистической обработки 7.

Полученный код К,, ошибки восстановления AE„+>, в конце цикла записывается с реверсивного счетчика 9 блока статистической обработки в первый регистр блока статистическсй коррекции 5.

Синхронной, контактной работой аналогоцифрового преобразователя 3, второго аналогового фиксатора 6, блока вычитания 4, всех узлов блоков статисти- еской обработки 7 и статистической коррекции 5 за m тактов 4 преобразования мгновенного значения U(t;) в код в m регистрах блока статистической коррекции 5 формируются m кодов К„, ошибок

ЛЕ„+,, восстановления на интервалах т; (всюду i = 1, 2,..., т), кратных такту 4 преобразования. При этом второй аналоговый фиксатор 6 фиксирует сдвинутые мгновенные значения U(t, + т;) в конце i = 1, 2, 3,..., m тактов преобразования и следит за изменением случайного процесса в тактах преобразования.

Преобразователь 3 потактно подает сигналы о процессе уравновешивания в блок статистической коррекции 5, по которым формирует код К; результата преобразования мгновенного значения U(t,) в виде 1-й алгебраической суммы требуемых кодов разностей

ЛК,, (i = 1, 2, 3,..., m ) .

Таким образом, параллельно с m тактами преобразования мгноченного значения U(t;) случайного процесса Ь (f) осуществляется определение m кодов К,-, <,. (i = 1, 2,..., m) оценок ошибок восстановления на интервале преобразования 4 случайного процесса в код.

После N циклов одновременного квантования случайного процесса U(t) в аналого-цифровом преобразователе 3 и статической обработки в блоке 7 в m регистрах блока статистической коррекции 5 будут определены т кодов К, (i = 1, 2,..., m) ошибок восстановления AEv,, по которым могут быть определены m ординат корреляционной функции случайного процесса U(t) на интервале преобразования 4.

Можно показать, что величины разностей

Кл; — Кл,, = ЛК, характеризуют скорость изменения корреляционной связи случайного процесса на = 1, 2,..., т тактах преобразования его в код.

Определение кодов указанных разностей ошибок восстановления и коррекции в соответствии с этими кодами разности начальных кодов разностей ЛКО, осуществляются в блоке статистической коррекции 5.

Коррекция начального распределения кодов разностей уровней квантования ЛК, по кодам ЛК, разностей ошибок восстановления позволяет уменьшить среднеквадратическую погрешность квантования случайного процесса в коды N дискретных выборок (У;).

В одном из регистров блока статистической коррекции 5 определяется код К ошибки восстановления ЛЕ - на интервале корреляции т, случайного процесса U(t), в соответствии с которым можно управлять диапазоном квантования в аналого-цифровом преобразователе 3.

516188

Со тавптепь В. Л(овинский

Техрсд 3. Тараненко

Редактор H. Батурина

1,орректор М. Лейаермаи

Заказ 1588, 13 Изд. ¹ 1407 Тираж 1029 Подписное

11НИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по дедам и1зобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2

Применение описываемого устройства квантования с.-.учайного процесса в ка 1естве одного из адаптивных каналов первичной обработки многоканальных цифровых коррелометров позволит значительно уменьшить среднеквадратическую погрешность квантования без увеличения числа уровней в блоке квантования и разрядности последующих блоков вычисления и представления цифрозых коррелометров. Кроме того, оно дает возможность более длнте.ьно проанализировать началь II II участок:;орреляционпой функции.

Верхняя частота исследуемого случайпого процесса описываемого устройства квантования случайного процесса ограничена быстродействием аналоговых фиксаторов, а не временем преобразования случайного процесса в код, что гозволяет значительно снизить требования к последним без увеличения первого минимального интервала по аргументу измеряемой корреляционной функции случайного процесса.

Таким образом, предлагаемое устройство квантования случайного процесса позволяет параллельно квантовать случайный процесс и измерять его автокорреляционную функцию на интервале преобразования, осуществлять статистическую коррекцию уровней квантования по корреляционной функции на интервале преобразования, что дает возможность повысить точность и расширить возможности устройства.

Формула изобретения

Устройство для квантования случайного процесса, содержащее блок статистической обработки, аналого-цифровой преобразователь, подключенный к блоку управления, соедин"., IIîму соответственно с первым и вторым

QIiII.договыми фиксаторами и с управляющим входом блока вычитания, первый вход которого подклю;ен к первому аналоговому фиксатору, а вход устройства подключен к входам аналоговых фиксаторов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения среднеквадрати:.еской погрешности, устройство содержит блок статистической коррекции, подключенпый входамп соответственно к выходу анало-о-цифрового преобразователя, к блоку уп20 рьвленпя и к блоку статистической обработки, а выходами соединенным с аналого-цифровым преобразователем, вход которого подключен к выходу второго аналогового фиксатора, и с одним з входов блока статистиче25 ской обработки, соединенным другим входом с выходом блока вычитания, второй вход которого подключен к выходу второго аналогового фиксатора, который соединен с информационным входом аналого-цифрового преобра30 зователя.