Корреляционное устройство для определения периода гармонического сигнала Советский патент 1985 года по МПК G06F17/10 G06F17/15 

Изобретение относится к вычислительной технике, а именно к устройствам для анализа сложных сигназтов и может быть использовано в различных областях науки и техники для выделения периода гармонического сиг нала на фоне помех. При анализе сложных сигналов возникает задача выделения из смеси сигнал-помеха гармонического сигна-. ла, несущего требуемую информацию. При известном его периоде выде гение сигнала осуществляется применением прямого и обратного преобразования Фурье. Если период гармонического си1нала неизвестен, то основной задачей является определение его париода. Целью изобретения .является повышение точности определения периода гармотшческого сигнала в смеси сигнал-шум. На чертеже изображена функциональ ная схема Предлагаемого корреляционтюго устройства для определения периода ггфмонического сигнала. Корреля;т|1онное устройство для определе1шя периода гармогического сиг нала содержит коррелятор 1, вход KOторого является входом устройства а выход подключен к информационному входу аналого-цифрового преобразователя 2, Тактовый вход последнего и вход счетчика 3 импульсов соединены с. выходом генератора 4 тактовых импульсов, выход аналого-цифрового преобразователя 2 соединен с первым входом блока 5 умножения, второй вхо которого объединен с входом блока 6 реп1страции и подключен к выходу сче чика 3 импульсов. Выход блока 5 умно же1шя соединен с входом накапливающе сумматора 7, выход которого соединен с первым входом блока 8 сравнения, второй вход которого подключен к шине нулевого потенциала, а выход к входу генератора 4 тактовых импульсов. В качестве коррелятора может быт использован прибор Х4-6 для измерени корреляционных характеристик., Предлагаемое корреляционное устрой ство для определения периода гармон ческого сигнала определяет период входного периодического сигнала сле дующим образом. Пусть на входе обнаружителя имеетя сигнал y(t )x(t) t s(t) , где x(t)-ериодический cигнaлJs(t) - шум, В точках t nut(n 1,2,...), де At- выбранный интервал времеи, ог.ределяется оценка автокорреляионной функции ky /nAt) сигнала (t) и вычисляется функция целоисленного аргумента т S(m) 1 п ky (п д t). x(t) с sin (2Я ft +Ч ), то оценка автокорреляционной функии исследуемого сигнала имеет вид (nut) () S(m)X n(nui)C(l- 005271) . 8 где. га, Т/ at; . Как следует из С25,функция s(га) имеет возрастающую огибающую, но сохраняет регулярность перехода улевой уровень с изменением знака с - на +, что происходит в точах , ,2,..., т.е. ровно ерез интервал, равный периоду приутствующей гармонической составляюей. Рассмотрим функцию 5g(m) nkg(nut) где kg (nAt) - автокорреляционная функция тума s(t). Как следует из СЗ), корреляционная функция kg (п At) является затухающей, основная мощность которой сконцентрирована в интервале малых значений времени t, но именно эти значения берутся с меньшим весом. Следовательно, применение возрастакгщей весовой функции Н(п ut)n позволяет увеличить отношение сигналшум, . сохраняя при этом регулярность перехода функций s(m) через нулевой уроззень. Это позволяет увеличить точность определения гармонического сигнала в его смеси с шумом. Описанный алгоритм реализуется в корреляционном .определителе периода гармонического сигнала следующим образом. Исследуемый сигнал y(t) поступает в коррелятор 1, где определяется автокорреляционная функция ky(t) сигнала y(t). Далее в аналогоцифровом преобразователе 2 эта функция квантуется в моменты времени nAt, которые определяются генератором 4.„fактовых импульсов, . Счетчик 3 импульсов считает такто вые импульсы. Выходной код счетчики 3 импульсов, который соответствуе значению весовой функции Н(п д t) п, поступает в блок 5 умножения, где . перемножается с кодом автокорреляционной функции. От блока 5 умножения 214 произведение Н(пД t) Ку(п fit) поступает на вход накапливающего сумматора 7, где накапливается сумма S(т), которая далее передается на вход блока 8 сравнения, где сравнивается с пороговым уровнем, т,е, фиксируется переход через нулевой уровень. При переходе с - на + через нулевой уровень блок 8 сравнения выдает сигнал, который останавливает работу генератора 4 тактовых импульсов, В счетчике 3 импульсов устанавливается код, который соответствует последнему значению весовой функции H(), этот код поступает на блок 6 регистрации. Таким образом, по окончании работы устройства в блоке 6 регистрации находится оценка периода сигнала.

КОРРЕЛЯЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ-ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЕРИОДА ГАРМОНИЧЕСКОГО СИГНАЛА, содержащее коррелятор, вход которого является входом устройства, и блок регистращи, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены блок умножения, накапливающий сумматор, блок сравнения, счетчик имнульсов, генератор тактовых импульсов и аналого-цифровой преобразователь, информационный вход которого подключен к выходу коррелятора, а тактовый вход объединен с входом счётчика И1.гпульсов и подключен к выходу генератора тактовых импульсов, выход аналого-цифрового преобразователя соединен с первым входом блока умножения, второй вход которого объед11нен с входом блока регистрации и подключен к выходу счётчика импульсов, выход блока умножения через накапливающий СЛ сумматор подключен к первому входу блока сравнения, второй вход котороС го подключен к шине нулевого потенциала, выход блока сравнения с)единен с входом генератора тактовых иьгпульсов.