БИБЛИОТЕКА | Советский патент 1971 года по МПК G06G7/19 G06G7/52 

Предлагаемое изобретение относится к области специализированных средств вычислительной техники для измерения вероятностных характеристик случайных процессов.

Для подобных целей используются аналоговые электронные корреляторы, работающие по принципу разложения корреляционной функции в ортонормированный ряд по функциям Лагерра.

Подобные корреляторы имеют тот недостаток, что требуют наличия в своем составе множительного устройства, сложного и недостаточно надежного в эксплуатации.

Целью изобретения является упрощение и повыщение надежности устройства спектрально-корреляционного анализа и непосредственное получение кривой корреляционной функции исследуемого процесса.

Это достигается за счет использования вместо множительного устройства со сглаживающим фильтром измерителя дисперсии, техническая реализация которого не вызывает затруднений.

Принцип действия предлагаемого устройства основан на оценке коэффициентов разложения спектральной плотности исследуемого случайного центрированного процесса в ряд по четным положительным взаимно перекрывающимся функциям. Выходы измерительной дисперсии через потенциометры весовых коэффициентов подключены к суммирующим блокам, соединенным с регистрирующими устройствами. Устройство содержит дополнительные суммирующий блок и частотные фильтры, входы которых через стробирующие каскады подключены к суммирующим блокам, а выходы соединены с дополнительным суммирующим блоком, связанным с регистрирующим устройством. Блок-схема устройства показана на чертеже, где пр)шяты следующие обозначения: 1 - частотные фильтры с перекрывающимися амплитудно-частотными характеристиками; 2 - измерители дисперсии; 5 - блок весовых коэффициентов; 4 - сумматоры весов,

к выходу которых подключены регистрирующие устройства (вольтметры) оценок коэффициентов разложения спектральной плотности в ряд; 5 - датчик импульсов; 6 - стробирующие каскады; 7 - частотные фильтры, импульсные функции которых совпадают с преобразованием Фурье четных положительных функций ряда; 8 - сумматор; 9 - регистрирующий блок (осциллограф) кривой корреляционной функции.

На блок-схеме показаны Л идентичных каналов для оценки коэффициентов Cj разложения спектральной плотности Ф((о) исследуемого случайного процесса в ряд по четным положительным взаимно перекрывающимся функристики /Ci(/to) частотных фильтров / выбираются исходя из соотиошеии :

(/w)i(-/o)) 5i(oj), ,2,..., N.

Четность и положительность функций 5;(с1)) является необходимым условием физической реализуемости частотных фильтров /.

Известно, что алгоритм нахождения оценки

коэффициента а разложения

спектральной нлотности в ряд имеет вид;

лсоП

«; 2 bTk 1Ф(ш) 2ЬГА

Ф(а))|К(/ш),

Ik

-:

k l-ОС

т;

где -элементы матрицы , обратной к матрице ЦЬ, с элементами

оо

; -1-5 И-5 ХИСледовательно, для вычисления коэффициентов иг выход фильтров / необходимо нодключить к измерителям диснерсни 2, а измеренное значение диснерсии с весовыми коэффициентами bij(i,j-l, 2,..., Л ) иодать на сумматор весов 4. Блок 3 весовых коэффициентов н сумматоры весов 4 представляют собой аналоговые усилители- инверторы с N входами в каждом. К выходу каждого сумматора весов 4 подключен регистрирующий прибор (например, вольтметр) для отсчета величины напряжения, нронорционального значению коэффициента ai(i, 2,..., N). Выходы сумматоров весов 4 подключены к стробирующим каскадам 6, открывающимся на время действия импульса, снимаемого с датчика импульсов 5. Длительность импульса выбирается меньщей минимального времени устаиовления фильтров, а период повторения импульсов с датчика импульсов 5 выбирается больщим максимального времени установления.

Выходы стробирующих каскадов 6 подключены к фильтрам 7, импульсные функции которых совпадают с преобразованием Фурье четных положительных функций ряда. Выходы фильтров 7 подключены ко входу сумматора 8, выход которого соединен с регистрирующим блоком (осциллографом) 9.

При определении коэффициентов разложения спектральной плотности в ряд случайный

центрированный процесс подается на фильтры /. Выходное напряжение каждого фильтра подается на измеритель дисперсии 2. Измеренное значение дисперсии подается через блок 3

весовых коэффициентов на сумматоры весов 4, выходы которых соединены со входами регистрирующих устройств. Показания вольтметров пропорциональны коэффициентам разложения спектральной плотности исследуемого

случайного процесса.

Измеренные значения коэффициентов разложения спектральной плотности в ряд позволяют однозначно определить корреляционную функцию, регистрация которой осуществляется

за счет стробирования напряжений с выходов сумматоров весов 4 в блоке стробирования импульсов с датчика импульсов 5. С выходов блока стробирования короткие по длительности импульсы с амплитудами, пропорциональными величинам коэффициентов разложения спектральной плотности в ряд, подаются на фильтры 7. Реакции фильтров 7 на эти импульсы одновременно складываются на осциллографе Я образуя кривую корреляционной

функции исследуемого процесса.

Предмет изобретения

1. Устройство для спектрально-корреляционного анализа случайных процессов, содержащие частотные фильтры, связанные с измерителями дисперсии, суммирующие блоки, систему управления и регистрирующие блоки, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства, в нем выходы измерителей дисперсии через нотенциометры весовых коэффициентов подключены к суммирующим блокам, соединенным с регистрирующими устройствами.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью непосредственного получения кривой корреляционной функции исследуемого процесса, оно содержит дополнительные суммирующий блок и частотные фильтры, входы которых через стробирующие каскады подключены к суммирующим блокам, а выходы соединены с доиолнительным суммирующим блоком, связанным с регистрирующим устройством.

Г

-1

Т