УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТОВ РАЗЛОЖЕНИЯ КОРРЕЛЯЦИОННОЙ ФУНКЦИИ В РЯД ЛАГЕРРА Советский патент 1973 года по МПК G06G7/19 

1

Изобретение относится к устройствам обработки информации и предназначено для определения коэффициентов разложения корреляционной функции случайного широкополосного сигнала в ряд по функциям Лагерра. Устройство может быть использовано в аналоговых корреляторах, системах связи, автоматики и технической кибернетики.

Известны и широко используются аналоговые корреляторы, основанные на определении коэффициентов разложения в ряд Jiareppa; их преимущество заключается в том, что и Течение одного времени усреднения определяется с некоторой точностью вся функция в то ьремя как в корреляторах, используюш,их липпи задержки, Только одна ее Точка, при этом решающее вЛияние на точность Определепия корреляционной функций оказывает определение таких коэффициентов разложения, которые обеспечивают наилучщую сходимость ряда.

Известные корреляторы, осуществляющие операцию определения коэффициентов разложения корреляционной фупкцип в ряд Лагерра, содержат ортогональный фильтр, б.токп перемножения и усреднения; ортогональный фильтр имеет четыре последовательно соединенные ячейки, соответствующие четырем определяемым коэффициентам; сигнал с выхода каждой ячейки подается на вторые входы

2

блоков перемножения, выходы которых соединены со входами блоков усреднения.

Напряжения, пропорциональные определяемым коэффициентам, снимаются с выходов блоков усреднения. Вследствие того, что разложение ограничено четырьмя членами, точность представления корреляционной функции случайных процессов, имеющих различный спектральный состав, в значительной степени зависит от постоянной вре.мени ячеек фильтра. Для повышения точности разложения корреляционной функции пропзБодитсЯ. подстройка фильтра под lipouecc путем изменения значений постоянных врелшнп частотных Д 1апазо юв, дл${ чего Каждая ячейка фильтра имеет несколько различных постоянных времени, переключение которых произво Дйтся одним переключателем одповремеино во всех ячейках.

Таким образом, определение требуемых коэффициентов практнческп всегда связано с выбором частотного диапазона фильтра, прпчем получение коэффициентов, обеспечивающих хорошую сходимость ряда, в значиге. степени зависит от опыта оператора, а анализ получаемых коэффициентов связан со значптельпымп зятратамп времопи. что является принципиальным педостатком пзвестных устройств.

Целью изобретения является повышение точности разложения корреляционной функции, определяемой получаемыми коэффициентами, сокращение времени обработки и облегчение работы оператора.

Для достижения этой цели в устройство для определения коэффициентов разложения корреляционной функции в ряд Лагерра введены дополнительно генератор тактовых импульсов, электронный ключ, поляризованное реле, логическое устройство, исполнительное устройство и блок управления. Импульс с генератора через электронный ключ подается на вход поляризованного реле; определяемые коэффициенты вводятся в логическое устройство, где производится их сравнение и оценивается изменение по модулю. Логическое устройство вырабатывает сигнал на поляризованное реле, которое подключает один или другой вход исполнительного устройства к выходу электронного ключа. В результате иод действием очередного импульса исполнительное устройство производит переключение постоянных времени фильтра в ту или другую сторону. В блоке уиравления производится суммирование коэффициентов и сравнение их с половиной дисперсии исследуемого случайного нроцесса. При выполнении указанного равенства блок управления выдает сигнал на размыкание электронного ключа, в результате чего прекращается подача тактовых импульсов на исполнительное устройство, т. е. блок унравления определяет окончание выбора диаиазона.

Функциональная схема описываемого устройства приведена на фиг. 1; на фиг. 2, 3 и 4 - функциональные схемы блока управления, логического устройства и иснолнительного устройства соответственно.

Устройство (фиг. 1) содержит блок управЛенин У, блок 2 ортогональных фильтров, блок перемножения 3, блок усреднения 4, логическое устройство 5, исполнительное устройство 6, поляризованное реле 7, электронный ключ 8 и генератор 9 тактовых импульсов.

Блок управления (фиг. 2) состоит из устройства 10 выработки дисперсии, сумматора коэффициентов II, схемы сравнения i2 и нуль-индикатора 13. Логическое устройство 5 состоит из детекторов 14 (фиг. 3), схем сравнения У5, сумматора 16 и порогового устройства П, а исполнительное устройство (фнг. 4) содержит коммутатор 18 и щаговый двигатель 19.

Перед началом обработки случайного процесса устанавливается требуемое время усреднения и соответствующая ему частота тактовых импульсов. Частотный диапазон ортогональных фильтров (постоянные времени) устанавливается нроизвольным. Обрабатываемый сигнал подается одновременно на вход блока уиравления /, на вход блока 2 ортогональных фильтров и на входы блока перемножения 5.

Сигналы, представляющие собой произведение обрабатываемого сигнала и сигнала с выходов соответствующих ячеек фильтра, подаются с выходов блока перемножения на входы блока усреднения, на выходах которого к концу времени усреднения устанавливаются напряжения, соответствующие значениям коэффициентов разложения. Одновременно обрабатываемый сигнал подается на блок управления / и поступает на вход устройства 10 выработки дисперсии. На выходе этого устройства к концу времени усреднения образуется напряжение, пропорциональное дисперсии сигнала. Это нанряжение подается на один вход схемы сравнения 12.

Напряжения, соответствующие получаемым коэффициентам, подаются на остальные входы блока унравления. Они ноступают на сумматор коэффициентов //. Напряжение, пропорциональное сумме коэффициентов, с выхода сумматора // подается на второй вход схемы сравнения 12. Напряжение с выхода схемы сравнения, представляющее разность половины дисперсии и суммы коэффициентов, подается на вход нуль-индикатора 13. Выходной сигнал нуль-индикатора, являющийся выходным сигналом блока управления /, подается на вход электронного ключа 8. В случае равенства суммы коэффициентов половине диснерсии нуль-индикатор выдает сигнал, который вызывает размыкание ключа 8. Напряжения, пропорциональные коэффициентам, подаются также на входы логического устройства 5, откуда поступают на входы детекторов 14. На выходах детекторов образуются напряжения, пропорциональные модулю коэффициентов, которые подаются на входы схем сравнения 15. Напряжения, пропорциональные разности модулей соответствующих коэффициентов, с выходов схем сравнения 15 поступают на входы сумматора 16. В результате напряжение на выходе сумматора будет представлять собой некоторую оценку изменения коэффициентов по модулю с возрастанием номера коэффициента, т. е. будет характеризовать сходимость ряда. Напряжение с сумматора 16 подается на вход норогового устройства /7. Здесь оно сравнивается с заданным значением. От результата этого сравнения зависит полярность выходного сигнала порогового устройства. Выходной сигнал порогового устройства является выходным сигналом логического устройства. Он подается на поляризованное реле 7 и определяет подключение к электронному ключу 8 того или другого входа исполнительного устройства 6.

Коммутатор 18 нреобразует поступающий на один из его входов импульс в некоторую последовательность импульсов определенной продолжительпости, которые, поступая на вход щагового двигателя 19, вызывают его поворот на угол, обеспечивающий переключение диапазонов фильтра.

Таким образом, если сумма коэффициентов не равна половине дисперсии, то ключ 8 будет замкнут и импульс с генератора тактовых импульсов пройдет через него и контакты поляризованного реле 7 на один из выходов исполнительного устройства 6, которое произведет переключение диапазона в блоке фильтров 2. Направление переключения определяется логическим устройством 5 в зависимости от характера изменения коэффициентов при возрастании их порядкового номера. В том случае, когда сумма коэффициентов оказывается равной половине дисперсии, блок управления / размыкает ключ 8 и тем самым останавливает автоматический процесс выбора диапазона фильтров.

Предмет изобретения

1. Устройство для определения коэффициентов разложения корреляционной функции в ряд Лагерра, содержащее блок ортогональных фильтров с нереключателем диапазонов, выходы которого через блок перемножителей соединены с блоком усреднителей, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и автоматизации процесса определения коэффициентов, оно содержит блок управления, генератор тактовых импульсов, логический блок, поляризованное реле, электронный ключ и исиолнительный блок, причем выход гене6

ратора тактовых импульсов соединен через электронный ключ со входом поляризованного реле, два выхода которого соединены с двумя входами исполнительного блока, связанного с переключателем диапазонов в блоке ортогональных фильтров, входы блока унравления подключены к выходам блока усреднителей, соединенным со входами логического блока, выход которого подключен ко входу поляризованного реле, а выход блока управления соедннеи со входом электронного ключа.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок управления содерл ит блок выработки дисперсии, сумматор коэффициентов, схему сравнения и нуль-индикатор, причем выход блока выработки дисперсии подключен ко входу схемы сравнения, входы сумматора коэффициентов соединены с выходом блока усреднителей, а выходы подключены ко второму входу схемы сравнения, выход которой подключен к нуль-нндикатору.

3.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что логический блок содержит детекторы, схемы сравнення, сумматор п пороговый элемент, прпчем входы детекторов подключены к выходам блока усреднителей, выходы детекторов попарно присоединены к схемам сравнепия, выходы которых через сумматор подключены к пороговому элементу.

1

-i

18

W