Адаптивный коррелометр

Адаптивный коррелометр

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН Ия

К АВТОРСКОМУ СВИДИТИЛЬСТВУ (!!) 521571.

Союз Советских

Социалистииеск их

Республик (6!) Дополнительное к авт. свид-ву (5!) М. Кл.в (22) Заявлено 20.09.74 (2!) 2062214/18-24 с присоединением заявки №

GO6 У 15/34

Гасударственный нвмитет

Свввтв Мииистрав СССР

le делам нзоеретений и вткрмтий (23) Приоритет (53) УДК 681.323:

: 519.2 (088.8) (43) Опубликовано15.07.76.Бюллетень Ж 26 (45) Дата опубликования описания 16.09.76 (72) Авторы

O изобретения

Г.Г. Живилов, И.Я. Пиржуков, Г.Н. Хуснутдинов и А. Б. Шадрин

t (7!) Заявитель (5 4) АДАПТИВНЫЙ КОРРЕЛОМЕТР

Изобретение относится к электроизмери тельной технике и предназначено для корреля ционных измерений стационарных случайных процессов.

Известен адаптивный коррелометр, содер жаший блок управления, соединеннйй с уп- ( равляющим входом блока адаптации, ком мутатор уплотнения, подключенный к одному из входов блока запоминания, соединенного с входом блока управления, подключенного g p управляющим входам последовательно соединенных блоков логарифмического кодирования, задержки, антилогарифмического преобразователя и блока усреднения, подключенного к второму входу блока запоминания, 15 третий вход которого соединен с выходом

l. блока адаптации.

Недостатком указанного устройства являt ется невозможность измерения существен- рЕ ной ординаты корреляционной функции с за- данной максимальной среднеквадратичной приведенной погрешностью и определения оценок среднеквадратичных значений случайных., сигналов и нормирующего коэффициента.

Бель изобретения — повышение точности определения корреляционных функций.

Это достигается тем, что коррелометр содержит соединенные управляющими входа-. ми с блоком управления блок программного! задания ошибок, блок временной развертки и коммутатор адаптации, информационные входы которого подключены соответственно

1 к выходу блока логарифмического кодирования и к выходу антилогарифмического преобразователя, выход коммутатора адаптации

1 соединен с информационным входом блока адаптации, управляющий вход которого подключен к первому выходу блока йрограмм ого задания ошибок, второй выход которого подключен к четвертому входу блока запо-, минания, выход которого соединен с входом блока временной развертки,.подключенного к соответствующему входу блока логарифмического кодировсния.

При этом сокращается число существен-: ных ординат беэ сужения класса анализируемых случайных процессов, за счет автоматического поддержания заданных максимальФ

1 ного приведенного среднего квадрата обще :, О

521571 погрешности и соотношения погрешностей От . смещения и разброса оценок при определе-, t нни существенных ординат ло измеренным корреляционным функциям и определения

f среднеквадратичного значения процессов и нормирующего коэффициента без существен-, ного усложнения устройства.

Сущность изобретения заключается в тОМ, ЧтО ПО ЗаДаННЫМ ОЦЕНКаМ ВЕЛИЧИПЫ Мз (обратной вариации) и максимальному прй=," веденному среднему квадрату общей йогрещ-

2 ности автоматически определяется тре-.

Я буемый обьем выборки и и вспомогатель-, ная величина П . Затем измеряются авто-: ! корреляционные функции, по их начальным участкам определяются оптимальные шаги восстановления Гх и Г, при которых реальные величины g „„, Ж,„пе превышают .

g. по полученным оп;ейкам R „(О)и Ю у (0)

Х Фе оп ецепиетси иормируюмий коэффициент

„(0)R и Т опре, деляется оптимальный шаг измерения взаи ,Мой коррел щионной функции, нормируемой ц команд управления всеми узлами и блоками устройства.

Принцип работы предлагаемого адаптивно1

ro коррелометра рассматривается в предло-( женин заданных величин Х, максимального

1 приведенного среднего квадрата общей пог- t

2 / решности ) „, верхней частоты энергети- ческого спектра условных" интервалов корреляции Гкх, Т, д, При этом верхняя;

I частота определяется частотой среза датчи-, ков, с которых поступают измеряемые случай-! ные сигналь а "условные" интервалы кор- реляции задаются входными фильтрами ниж-,, них частот (на чертеже не показаны). !

l5

При этом предлагаются неизвестными ре-; альные величины. Жрх Jfpg и оптимальные шаги измерения авто= и взаимных корреля-I ционных функций.

По командам с блока 10 управления блок

1 корреляционных измерений при помощи блоИ ка 2 логарифмического кодирования, блока

3 задержки ((и сложения), антилогарифческого преобразователя 4, блока 5 усред-:

ПРИ ПОМОШИ ВЕЛИЧИНЫ ц ее Д) К g („О) JvIFIo>FIecTao оценок корреляционных изме-! рений, получаемых в предлагаемом устроЯ, 1 стае, кроме существенных ординат авто- и взаимных корреляционных функций и их оп-, тимальных шагов Гх, 7„, C-, величин

1Жрх, Жр включает а себя оценки средне-, квадратичных значений б «I GI и норми- рующий коэффициент Ь„(ОЯ (g7.

На чертеже показана блок-схема предла(I аемогО у стрОЙ стаа а

Устройство содержит блок 1 корреляционных измерений, включающий в себч блок

3 логарифмического кодирования, на ьход которого подаются сигналы Х Я и LJ ®, а; с выхОда кОды ПОступают на вычисление в; блок 3 запер>кки (и сложения), антилогарифмический птреобоазоаатель 4 H блок 5 усреднения. Коды с выходов блока логарифмического кодироааFIFIH и антилогарифмического преобразователя через коммутатор 6

;адаптации поступают а блок 7 адаптацпи и,,кроме того, коды с выхода антилогарифми- .ческого преобразователя поступают через коммутатор 8 уплотнения а блок 9 запоминания, с выхода которого коды поступают q блок 10 упра аления и через блок 11 вре-" менной развертки в блок 2 логарифмического кодирования, Ка вход блока 9 запоми— —.O нания после обработки поступают коды с выI .ходов блока 5 усреднения, блока 7 адапт:. —, ции и с выхода блока 12 программного задания ошибок, коды с выхода которого такж поступают в блок 7 адаптации, Коды с выхо-да блока 7 поступают в блок 10 управлений, который осуществляет формирование рабочих нения осуществляет измерение re ординат ! автокорреляционных функций, например, сиг. нал К(4) по мультипликативному алгоритму, вида: с умножением, основанным на сумми-; ровании логарифмов прямого и задержанногО сигналов и антилогарифмическим преобразо- ванием суммы.

После h циклов измерения, полученные щ ординат автокорреляционной функции за-, поминаются в блоке 9. Число циклов П и величина и (и -необходима для упрощеР ния определенйя величин XpII и _#_> : а бло ке адаптации) определяются блоком 12 программного задания ошибок и запоминаются a" блоке 9. В блоке 12 определение

A и rL происходит в соответствии с формулой

2ИтX у

Гя л где Ж = ИИ» - величина, обратная.

Е

t л. ñï вариации, Ф вЂ” максимум приведенной прогрешности восстановления, — максимум среднеквадратичного отклонения случайной погпешноо"

2 у 2 ти измерения. Величины Х и ця за-, Ъ даются оператором в начале измерений и запоминаются в блоке Р.

Код величины П с выхода блока 9 за> поминания через блок 11 временной разаертки преобразуется в амплитуднс-модулированный сигнал и поступает в блок 1 корреляцио;щых измерений на вход блока 2 логарифмического кодирования и запоминается в блоке 3 задержки (и сложения) а виде

1 f (og Е, - >/og n «n 521571

Получейные trf, ординат автокорреляцион-1 симальным средним квадратом приведенной ной функции с помощью блока 11 временной обшей погрешности измерения.

I развертки преобразуются аналогично величи- Аналогично происходит измерение сущест»

Ф це Л и поступают В виде последователь- венных ординат нормированной автокорреляц1 ности в блок 1 на Вход блока 2 логарифми- 5 онной функции с соответствующими шагом ческого кодирования. Код (пц %, (0) за-, 7 и величиной ЖР„,. поминается и регистре вычитаемого, а кодь После измеренйя ормированных корреля-

l доодадтюших дресбраэоеанных ординат анто- дионных фунхний одредшшетси шет намерена(т корреляционной функции и код fogñ(Я в:, взаимной корреляционной функции s cooTse регистрах уменьшаемых. На выходе блока; ствии с выражением: задержки и сложения формируются разности".

lO —Прй определении Г,(коды Гх и С у и поступают в антилогарифмический преоб-, с выхода блока 9 запоминания через блок 1," l5 — -I-разователь 4, на выходе которого получаеч- временной развертки поступают в блок 1 ся последовательность иэ FA ординат "HopMH корреляционных измерений на вход блока 2 дт М. )

РОВаННОй автОКОРРЕЛЯЦИОННОй ФУНКЦИИ „() ЛОГаРИфМИЧЕСКОГО КОДИРОВаНИЯ, КОтОРЫй СОВ-м которая через коммутатор 6 адаптации поо- местно с блоком 3 задержки (и сдожения) тупеет в блок 7 адаптации. Последний опре,- и антилогарифмич эским преобразователем 4: вселяет реальную величину _#_ пх по фор- .. (определяет Гх в соответствии с эыраже

1 .36 ,муле. .. нием (3). Множитель 1/2 аппаратурдно Ре-.

У/ (. р ализуется сдвигом на один разряд в стороЖ р (= "„(())-f > (j )3, (2) ну младших разрядов. Лолученный кодТ1(g с выхода антилогарифмического преобраэог е где Я» О) J»" (g>) — паРа ординат as- II вателя 4 через коммутатор 6 адаптации за1 ре ш: токорреляционнои ФУ""ции f ((Q) " . писывается в блок 7 адаптации и с выхода (T> ) Умноженные наМЛ причем в " последнего поступает в блок 1Q управления

1 (Ф= (выб"pается и на ; Коды дисперсий входных сигналов с вычале измеРений в соответствии "- верхней, хода блока 9 запоминания через блок 11 частотой) . временной развертки поступают в блок 3. кор-, реляционных измерений на вход блока 2 лоПреобразование величины П в и доза. гарифмического кодирования, который сов 1"ет упРостить аппаратурное определение местно с блоком 3 задержки (и сложения)

X ðä по формуле(2) следующим образом: определяет нормирующий коэффициент Ая по М„(Q) -R (Г ))

R (O) Л. А =2(fOg„k,(0)т(дд R>(a)), (4)

Полученный., нормируюший коеффициент эапо

По командам блока 1() управления коммута- Я ПолУченные щ ордин щ () ол енные щ о динат R (Г) эаписыватор 8 уплотнения записывает существенные ются в блоке 9, с выход к оро с выхода которого они поо-а .. 1 пают через бл(к 11 временной развертки из п . измеренных ординат. нормированной ав-. тупают через токорреляционной функции у (т.) ез умноф y "(.) без умно- в блок 1 корреляционных измерений иа вход

1 женин на a„c шагом Г (с выхода анти-: блока 2 логарифмического,, кодирования, ко логарнф ического пресфразователя 4 в блок М торый совместно с блоком 3 (здесь хранит

7 Резальная величина Ж „= Xpg c бло,ся в регистре вычитаемого нормируюший кока программного задания ошибок поступает эффициент Ая ",, и антилогарифмич с рк Рк

А ", антилога ифмическим в блок 9. На этом заканчивается процесс преораэователем 4 осуществляется нормиро-( измерения нормированной автокорреляцион-,, Ванне ординат взаимной корреляционной фуне ной функции с шагом Г,(с заданным мак- 60 кш(и

521571 нием того, что входные фильтры переключа ются на более широкую полосу, а в качест ве начальных оценок шагов Ы, Ь Г „

h C>< выбираются полученные оценки шагов Tg, Tq, Т < соответственно на первом . участке. Процесс измерения продолжается фс . заполнения эапоминающегс устройства.

Ординаты нормированной корреляционной функции с выхода антилогаржфикческого преобразователя через коммутатор S уплотне ния вводятся в блок 9 запоминащщ. б

На этом заканчивается процесс измере-, ния H0pMHp0saHHblx &Втс и взаимных корре ляционных функций, l1IGpos Нх измереиия Гх, Гху, и реальных величии М,, Мр,,.

В зависимости от емкости памжи блока за поминания можно по-разном организовать

11 алгоритм представления результатов измерений.

В случае измерения авто- и взаимных корреляционных функций стационарных сиг налов с нормальным законом распределения параллельно с вычислением автокорреляци-, онных функций можно вычислить оценки ша-;

I гов их представления через среднее число

1 пересечений нулевого уровня за счет связи случайных сигналов Х И) и g И) через . 20 блок логарифмического кодирования, коммутатор адаптации с блоком адаптации и по полученным оценкам шагов Г ц, С и as- . томатически определить шаг .Т ци иэме рения взаимной корреляционной функции., Я

Из описания принципа работы адаптивного коррелометра видно, что повышение точности измерения существенных ординат корреляционных функций стационарных случай- фф ных процессов достигается эа счет воэл ожности автоматического поддержания заданной величины максимального среднего квадрата приведенной общей погрешности измерения, а увеличение воэможности достигаеч ся за счет автоматического определения нормированных корреляционных функций, оценок среднеквадратичных значений измеряемых сигналов и нормирующего коэффициента.

Определение перечисленных выше корре- 4п ляционных оценок на втором участке; коррелЖнонной функции аналогично, за3исключеФормула изобретения

Адаптивный коррелометр, содержащий блок управления, соединенный с управляю щим входом блока адаптации, коммутатор уплотнения, подключенный к первому входу блока эапоминайия, первый выход которого соединен с соответствующим входом блока управления, подключенного к управляющим входам последовательно соединенных блоков логарифмического кодирования, задержки, антилогарифмического преобразователя и блока усреднения, подключенного к второму входу блока. запоминания, третий вход которого соединен с выходом блока адаптации,отличающийся тем,что,. с целью повышения .точности корреляции, коррелометр содеркит: соединенные управляющими входами с блоком управления блок программного задания ошибок, блок временной развертки и, коммутатор адаптации, информационные входы которого подключены соответственно к выходу блока логарифл1и — г ческого кодирования и к выходу антилогарифмического преобразователя, выход кол+мутатора адаптации соединен с информационным входом блока адаптации, управляющий вход которого подключен к первому выходу блока программного задания ошибок, второй выход которого подключен к четвертому вхс ду блока запоминания, выход которого сое« динен с входом блока временной развертки,, подключенного к соответствующему входу блока логарифмического кодирования.

, Редактор Н. Каменская Техред О. Луг osaa Корректор, Д. Йелыяыен о

1 Заказ 4793/527 Тираж 864 Поддисное

0НИИПИ Государственного коммтета Совета Министров СССР по делам изобретений и 6мрытий

113035, Москва, Ж-38, Раушскаа наб., д 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4