Устройство для оптимальной компенсации случайных сигналов Советский патент 1985 года по МПК G05B13/00 

Изобретение относится к автоматике и предназначено для формирования информационного сигнала, а именно для вьщеления из двух коррелированных случайных сигналов, поступающих на собственные входы устройства, их некоррелированной части. Целью изобретения является повышение точности устройства. На чертеже изображена структурная схема предлагаемого устройства Устройство содержит усилитель 1 напряжения, усилитель 2 с регулируе мьм коэффициентом усиления, первый сумматор 3, умножитель 4, фильтр 5 нижних частот и интегратор 6, второ сумматор 7, первый и второй инверторы 8 и 9j первый и второй коммутаторы 10 и 11 и генератор 12 такто вых импульсов. Устройство работает следующим образом. На входы устройства поступают два случайных коррелированных сигнала (i) и If (t) . Величина коэффициента взаимной корреляции рэтих сигналов может принимать jm6oe значение в интервале 0-1. Во втором ка нале устройства при помопщ усилителя 2 с регулируемым коэффициентом усиления осуществляется подстройка коэффициента передачи сигнала Cf (t) Сигнал (t) пройдя через усилитель 1 напряжения, поступает на первый вход сумматора 3 со знаком минус т.е.Г (t)3 , второй вход которого поступает,сигнал Uj , На выходе cy iмaтopa 3 получим результирующий сигнал. Zitblc-cpiiV- lt), ( который поступает на выход устройства и первый вход сумматора 7. Сигнал и, Поступает также на первый информационный вход коммутатора 10 . и вход инвертора 8. В первый момент времени, когда кс мутаторы 10 и 11 находятся в положении, как показано на чертеже на выходе сумматора 7 будем иметь сигнал U,.z(iVK.), (2) на выходе умножителя 4 сигнал 0,e(t)4Kq(t).(t)kcf(t)tk4,3) где 4 погрешность, вносимая умно жителем, который, пройдя через ин38вертор 9, первый информационный вход коммутатора 11, с е го выхода поступит на вход фильтра 5 нижних частот со знаком минус, т.е. (-Uj), , Во второй момент времени, когда коммутаторы 10 и 11 находятся в положении противоположном, изображенному на чертеже, на выходе сумматора 7 имеется сигнал , аьищ, (4) а на выходе умножителя 4 сигнал ) который, пройдя через второй информационный вход коммутатора 11, с его выхода поступит на вход фильтра 5 нижних частот. Генератор 12 тактовых импульсов, осуществляя принцип временного разделения сигналов, формирует на входе фильтра 5 нижних частот переменный сигнал 1). имеющий форму меандра, амплитуда положительных импульсов которого равна ) отрицательных и3 На выходе фильтра 5 нижних частот будем иметь сигнал OmjnponopmioHanbHbft оценке математического ожидания поступающего на его вход переменного сигнала U , который далее поступает на вход интегратора 6, т.е. где - длительность импульсов генератора 10 тактовых импульсов ; Т - период коммутации генератора 12 тактовых импульсов , М - математическое ожидание. Учитывая, что Т 2 D получим г U p--M U5-U3 с учетом выражений (3) и (5) получим(t).(, (8) а с учетом вьфажения (1) получим llq,-24 Vltbxq-(i)(i). (9) (i)-2MlkV(t) , (1 0 - оценка коэффигдециента взаимной мЦа)(11 корреляции входных сигналов.

3

((1)- - оценка дисперсии сигнала в регулируемом канапе Сигналом И в с выхода фильтра 5 нижних частот на выходе интегратора 6 формируется управляющий сигнал, под воздействием которого изменяется козффициент передачи усилителя 2 с регулируемые коэффициентом усиления до тех пор, пока сигнал D, не станет равен нулю, т.е. в установившемся режиме подучим, что оптимальный коэффихщент передачи усили;теля 2 с регулируемым коэффициентом усиления будет равен

., (t)g(til

MtcfHiO

При большом интервале осреднения поЛучим, что(j

936384

где й| - дисперсия сигнала .{Ь). б% - дисперсия сигнала (f(t) jo - коэффициент взаимной корреляции входных сигналов.

Из выражений (8,10 и П) видно, что введение в устройство суммато-. ра 7, коммутаторов 10 и 11, инверторов 8 и 9 и генератора 12 тактовых.

fO импульсов, включенных в схему соответствуйщим образом, позволяет исключить ошибку, вносимую умножителем в определение оптимального коэффициента передачи усилителя 2 с ре,5 .гулируемым коэффициентом усиления,

а тем самым наилучшим образом воде. лить полезный сигнал.

Точность передачи ключей комму-. ; таторов 4.1 и 4.2 очень высока

20 практически не сказьшается на точности устройства.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПТИМАЛЬНОЙ КОМПЕНСАЦИИ СЛУЧАЙНЫХ СИГНАЛОВ, содержащее усилитель напряжения, ,усилитель с регулируемым коэффициентом усиления, первый сумматор, входы которого подключены соответственно к выходу усилителя напряг жения и к выходу усилителя с регулируемым коэффициентом усиления, умножитель и последовательно соединенные фильтр нижних частот и интегратор, выход которого подключен к управляющему входу усилителя с регулируемым коэффициен том усиления, отличающеее с я тем, что, с целью повышения точности, дополнительно введены второй сумматор, первый и второй инверторы, первый и второй коммутаторы и генератор тактовых импульсов, выход которого подключен к управляющим входам первого и второго коммутаторов, первый вход второго сумматора соединен с выходом первого сумматора, выход усилителя с регулируемым коэффициентом усиления подключен непосредственно к первому информационному входу и через первый инвертор i к второму информационному входу первого коммутатора, выход кото(Л рого соединен с вторым входом втоС рого сумматора, соединенного выводом с первым и вторым входами умножителя, выход которого подключен непосредственно к второму .информационному входу и через вто..рой инвертор - к первому информаIUD ционному входу второго коммутатора, СО выход которого соединен с входом О) фильтра нижних частот. со 00