Коррелометр Советский патент 1991 года по МПК G06G7/19 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть применено при измерении функций взаимной корреляции двух стационарно связанных случайных сигналов.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет определения интерполированных значений взаимной коррепяционной функции.

На чертеже представлена функциональная схема коррелометра.

Коррелометр содержит блок 1 умножения, п биполярных ключей , генератор 3 сдвинутых функций Уолша, п интеграторов , n блоков взвешенного суммирования первой группы и 2п блоков взвешенного суммирования второй группы.

Коррелометр работает следующим образом.

Пусть имеются два стационарно связанных случайных процесса (хст) и (yet). Тогда справедливо выражение

i I O.N-1. N I 0

0)

где a b - обозначает покомпонентное умножение вектора аи ;

Х|(ХС, XI, X2....XN-1).

Умножив (1) на РТ( - единичная матрица, где т - операция транспортирования), получим

О

XI

Ј

а

ел

N-1

Р -РТГГ I . (2)

N I 0

где Р - матрица интегральных функций Уолша для

Ф

-1

Изобретение относится к вычислительной технике и может применяться при измерении функций взаимной корреляции двух стационарно связанных случайных сигналов. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет определения интерполированных значений взаимной корреляционной функции. Коррелометр содержит блок 1 умножения, N биполярных ключей 2, генератор 3 сдвинутых функций Уолша, N интеграторов 4, N блоков 5 взвешенного суммирования первой группы и 2 N блоков 6 взвешенного суммирования второй группы с соответствующими связями. 1 ил.

234 210 0-10 010

(3)

- матрица дифференциальных функций Уолша, обратная Р. Для

Тогда

- М0

1 Mi

М2

1 - Р 1 Мз

0001 020-1 20-21 2-2 2-1

1000 -1020 120-2 -12-2 2

О 100 0-102

-2120 2-1 2-2

00 10 20-10 0-212

-22-1 2

Тогда коэффициенты преобразования С| по дифференциальным функциям Уолша в матричном виде можно записать Сг Р у. Используя тождественное соотношение (единичная матрица), W - преобразование Уолша,

о - л/7 Cw,

где Cw Wy - коэффициенты Уолша;

- матрица связи коэффициентов Уолша Cw коэффициентами Ci.

И)

10

Тогда (2) можно записать

EW wi xi. N , 0

где WrWMi. 15 Для

Wn W Mr

Wi WMi

1111 1 1-1-1 1-1-1 1 1-1 1-1

111 1

-111-1

1 1-1-1

-11-1 1

0

5

0

5

0

5

и т.д.

На входы коррелометра с тактовой частотой поступает процесс y(t) и значение ординаты хо процесса x(t), в результате чего на выходе блока 1 умножения будет присутствовать аналоговый сигнал, пропорциональный произведению процесса y(t) на хо. Этот сигнал поступает на информационные входы п биполярных ключей , работой которых управляет генератор 3 сдвинутых фунций Уолша, в результате чего в ключах происходит повторение сигнала, если на управляющем входе ключей 2П присутствует напряжение, или инвертирование, если напряжение на управляющем входе равно нулю. Преобразованное таким образом напряжение с выходов п биполярных ключей 2п поступает на входы соответствующих п интеграторов 4П. Такое преобразование происходит в течение времени Т, где Т - интервал задания функций Уолша. По окончании времени Т на выходах п интеграторов 4п присутствует напряжение, пропорциональное произведению коэффициентов Уолша Cw° на хо. Далее начинается следующий цикл вычисления, который аналогичен предыдущему, но только генератор 3 сдвинутых функций Уолша вырабатывает функции Уолша, сдвинутые на т T/N, а на второй вход блока 1 умножения поступает значение ординаты xi процесса x(t), в результате чего по окончании времени Т на выходе п интеграторов 4П будет присутствовать напряжение, пропорциональное Cw°xo +

Cw°xi. Таким образом, после циклов на выходе п интеграторов 4п будут присутствовать напряжения, пропорциональные

- 1

2 Wiy - $ . Эти напряжения с выходов п с

0

интеграторов 4П поступают на соответствующие входы блоков 5п взвешенного суммирования первой группы, величина весовых сопротивлений которых выбирается в COOT- ..Q ветствии со значениями элементов строк матрицы Ф , в результате чего на выходах блоков 5п взвешенного суммирования первой ГОУППЫ будут присутствовать напряже- с ния, пропорциональные коэффициенты

- 1 N-1

Q 77 2 q.

N| 0

Так, например,

Qo Ueux.o - KiUi + K2U2- КзКз. где

Ui - напряжение с выходов интеграторов 4|.

Qi ивых.1- + KiUi- K2U2 - КзУз, где .

Эти напряжения, пропорциональные QI, в свою очередь поступают на соответствующие входы блоков 6 взвешенного сум- мирования второй группы, величина весовых сопротивлений которых выбирается в соответствии со значениями элементов столбцов матрицы Р интегральных функций Уолша (3).

В результате на выходе коррелометра будут присутствовать напряжения, пропорциональные значениям корреляционной функции Rxy. Для получения промежуточных значений функции взаимной корреляции Rxy, интерполированных по кусочно-линейному преобразованию, необходимо умножить вектор-строку коэффициентов 0 на матрицу Р1, где Р1 - верхняя половина матрицы интегральных функций Уолша для ,

12345678 123432 1 О 1210-1-2-10 12101210

Q с

0

5

0 5

0

Таким образом, для получения промежуточных значений Rxy необходимо увеличить число блоков 6 второй группы в 2 раза и выбрать весовые сопротивления в соответствии со значениями элементов столбцов матрицы Р.

Формула изобретения Коррелометр, содержащий п биполярных ключей (п - размерность преобразоав- ния), управляющие входы которых объединены и подключены к выходу генератора сдвинутых функций Уолша, п интеграторов, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет определения интерполированных значений взаимной корреляционной функции, в него введены блок умножения, п блоков взвешенного суммирования первой группы и 2п блоков взвешенного суммирования второй группы, информационные входы п биполярных ключей объединены и подключены к выходу блока умножения, входы множителя и множимого которого являются соответственно входами первого и второго случайных процессов коррелометра, выход 1-го (,...,n) биполярного ключа через 1-й интегратор соединен с входом 1-го блока взвешенного суммирования первой группы, выход которого подключен к i-м входам 2п блоков взвешенного суммирования второй группы, тактовый вход генератора сдвинутых функций Уолша является тактовым входом коррелометра.

I№

Xett)

4JLJ

HI

HI

m-1