Устройство для определения корреляционной функции Советский патент 1975 года по МПК G06F17/15 

Изобретение относится к средствам вычислительной техники и предназначено для аппаратурного корреляционного анализа нестационарных случайных процессов, представляющих собой аддитивную смесь неслучайной неизвестной функции времени и центрированного стационарного, эргодического, случайного процесса. Известно устройство для определения корреляционной функции, состоящее из блока образования разности и коррелометра, причем выход первого соединен со входом второго, а вход первого соединен с источником исследуемого случайного процесса. Недостатками известного устройства является использование фиксированных интервала выборки ординат выборки исследуемого процесса в блоке образования разности и шага определения ординат корреляционной функции в коррелометре при анализе аддитивной смеси вида X (О //г,(0 +х ((), где т.(1) - неслучайная неизвестная функция времени; X (t) - стационарный, центрированный, эргодический случайный процесс. Значение шага квантования процесса н корреляционной функции определяются в известном зстройстве на основании априорных данных о функции п.(1) и спектра х (/), либо в результате последовательных многократных измерений. При этом первый метод требует различных вспомогательных устройств предварительного анализа, а второй - значительного увелнчения времени корреляционного анализа и часто приводит к грубым ошибкам. Целью изобретения является повышение точности и быстродействия устройства для определения корреляционной функции нестационарного случайного процесса вида (1), состоящего при отсутствии априорных данных о характере изменения его спектра. За счет автоматического выбора оптимальных (но заданным ошибкам восстановления) интервала выборки /„опт ординат вспомогательного процесса ,г .V(/H ) и гнагов измерения т и, опт- ординат вспо:могательного процесса 1/ Л(/v. (т), в которые циклически преобразуются, соответственно, входной случайный нроцесс и корреляционная его функция Сущность изобретения заключается в том, что в известное устройство для определения корреляционной функции дополнительно введслы 6,iOK upCMcunoii развертки, олок текущего усродпелня, блок формирования интервала и блок задания оишбок, причем вход и выход блока времспиои развертки соедииеиы, соответственно, с В1;1ходо.м коррелометра и с входом блока образования разности. Входы блока текущего усреднения соединены с выходом блока образоваиня разности и блоком задаиня ошибок, а выходы соедниены с блоком формирования ин1ервала, выход которого соединен с устройством унравлеиня, блоком образования разности, коррелометром и блоком временно развертк (вход иереч сле 1 1ых введен1 ых блоков соедн еи с устройством УН р явления). На чертеже показана блок-схел а нредлагаемого устройства. В начале измерения с блока уиравле 1ия 1 в блоке образова1 ия разности 2 и блоке 3 формирова ия и тервала задается интервал выбо) нccлeдye oгo случайного иро 1есса, /„ , в блоке време Г ой развертки 4 н коррелометре 5 задаетея 1ачаль ый Hiar т,и определе ия т корреляцион1 :ОЙ фу 1кции /(т) центрированной составлягоще случайного нро ;есса, равный -Гщ , в блок он1ибок 6 онгибки восстаиовле1 ия б,„ . , о/ фуикци т, (t) и R,. (т). Величи 1ы /1, и Тц, выбира отся равными удвоенному Г1 аксималь 1ому интервалу КОрреЛЯ,ИН 2 ТкмаКс НОДСЛе ИОМу а П1 НТерВалу КОрреЛЯЦ Ткм,„, П1 в заданном входного елучайного нроцесса. По «Пуск НрОЦеСС ОС Лпает в блок образова1 ня разност 2 (anpiiмер, /г-го норядка, че /г in), который о снгна.ту с блока уиравлення I (ОР- ИРУ- вс1 ОМога ел 5 з1Г ;роцесс г 2 АМх(/) ) ( ..-с) /.,„, (2) где GI - веСОВО .ОЭффИ и1е Т 1-ГО слагаемого, х.1 + (/г -- у) v-У-Я выборка с интервалом t ; k - иорядок разности. Всио могательный ироцесс ностунает в коррело етр о и в блок текущего усреднения 7. Коррелометр 5 оеуществляет оиределе 1не 0,еНОК 111 КОрреЛЯЦ1 ОНПОЙ с HiaroM т,„ц иутем уеред1 е 1ия 1роизБеде я разносте исследуемого нроцесса, величину .нт,,, . Блок усред 1е 1ия 7 еов. с блоком о иибок 6 блоком .3 4ор 1 рова1 1я и 1тервала но с б.чока y iравле ни 1 реализует алгоритм онредсле и оитимального н тервала выборки /ц опт ординат нроцесса исследуе ого ироцесса, как /„; /„-A/-sign{ :A().v() -Л,„. (3) где /„.;-1 , /„ - интервала в лборк всномогател121 ого иро 1есса в (/. -г 1) и /г-м циклах нтерацио 1ого усред :еп 1я ia И ггервале выборок всно,огател яюго процесса (;- V д(1) /Ид (0. где Л/ коррекции и 1тервала вь боркн / ;,в каждом цикле на нитервале Л/„ . За время определения m ординат корреляцио1 НО функции В блоке 3 формирования п тервала 3 определяется онтимал1 ный и 1тервал /„опт выборок случаЙ 1ого нроцесса в блоке образования 2 (с блока 3 формирова ия н 1тервала /„опт нереннс вается в блок управления 1). После вычисления in корреля и oHHoii то с блока управле ия 1 с выхода коррелометра 5 с И1 тервалом развертки, равным тагу т „, корреляционной , они 1остунают в блок временной разности 4, на выходе которого формируется време 1ная юслсдовательност) корреляционной ,, которая ноступает на вход блока образования )сти 2, иа выходе которого формируется вспо.могател Я ый ироцесс и, постуиа 01ций в блок усреднения 7, которыГ совмест1 о с блоком задания ошибок 6 н блоком 3 форм рова ия и 1тсрвала реализует а алогич 1ый (;, а. ,1ення он|-ИМа;1)1()ГО НаГа Т„, ,щт ОрреЛ5. R . (т) В ВИДе (,(T) + Лт si,; где Tin .1 , Т|„ - - .ora-ie. ого роцесса V в (/; + I) и п-м циклах итеpa U Oii ioro уередне 1ия а интерва,те Лт,,, И5 борОК ВС1ЮМОГа еЛ 1 ОГО НрО,еССН i; А -/Л-(т), / 1 где AT - аг коррекции в каждом 1икле, (У, ощибка восстановления ординат корреляционной функцин, заданная в блоке ошибок G. 0 1ределе 1 е HiaroB измере 11 я корреля и ОН юй вынолняется для Bceii корреляционно ф}Ч1кцнн но оннса 1ному в)не а.тгоритму (4) с задан1 011 восста овления б/, . Онти.а. т,„опт- веех /-х «отрезков корреля,ОН1()Г (j) НереН HC)i Ва ОТСЯ с блоКОЛ 3 1 терва. в блок управле 1ия 1. в которо.м о тскущей удвое 1ой онт 1малы1ых шагов н io заданной ошибке восС1а овле 1ня Ьц ноли1 омом разности /г-го норядка всей корреляцио П10Й автоматически ограничивается снизу величина интервала выборки /ш мин (т. е. 1

;2Ети1опт. /) Это иозволяет автоматически /- 1

исключить иаложение состав; Я10щих корреляциоииой 2 функции всио.могательного ироцесса на всей длине анализируемой реализации случайного нроцесса.

В соответствии с оиределеииыми онтимальиыми шагами может быт1. реализована задача уилотнений и|1формации о корреляциоииой фуггкцни /,- (т) в коррелометре 5 на всем диаиазоие аргумеита.

Предмет и з о б р е т е н м я

Устройство для онределения корреляционной фуикции, содержаи1ее блок образования,

разности, нервый вход которого иодключеи к источиику исследуемого ироцесса, а выход - к коррелометру, соедииенному с блоком унравления, иодключеииым к блоку образования разиости и к блоку текущего усреднения, отличающееся тем, что, с целью новышения точиости, устройство содержит блок задания ошибок, блок времениых разверток и блок формирования интервала, иодключенный выходами к блоку образования разности, к коррелометру и к блоку времеиных разверток, иодключенному ко второму входу блока образования разности н к блоку уиравлеиия, соединенному с блоком задаиия ошибок и с блоком фор: 1ироваиия интервала; входы блока текуш,его среднего иодключены соответственно к блоку образования разности и к блоку задания ошибок, а выход - - к блоку формирования нитервала.