Адаптивный коррелометр Советский патент 1976 года по МПК G06F17/15 

(54) АДАПТИВНЫЙ КОРРЕЛОМЕТР погрешности и соотношения погрешностей от смещения и разброса-оценокпри определе-; НИИ существенных ординат по измеренным корреляционным функциям и онределения среднеквадратичного значения процессов и нормирующего коэффициента без существенного усложнения устройства, Сущность изобретения заключается в том, что по заданным оценкам величины (обратной вариации) и максимальному веденному среднему квадрату общей nolFpeiii 3 автоматически определяется тре буемый объем выборки П и вспомогатель-; ная вептячкна П. , Затем измеряются авто- корреляционные , по их начальным I участкам определяются оптимальные щаги восстановления Гд и Тц , при которых реальные величинь и, не превышают Э&з ,. ло полученным ьяенкам К« (0)и и у (0) определяется норкетрующий коэф4эдциент , W(0)f|TQT а по оценкам J деляетсй оптимальный шаг измерения взаиьЕ Аой корреляционной фучктт, норм -фуемой и помощи величины СИ i Множество оценок корреляционных изме-|рений, получаемых в предлагаемом устроД-стве, кроме существенных ординатавто-- и| взаимных корреляционньис функций и их тил1альных шагов Г , Тл . . величин : рк ру t включает в себя оценки среднеЬ квадратйЧ1 Ь1Х значений 5х п Оц и HopMJifрующ}1й коэффициент |R(oJ| (g) На чертеже доказана блок-схема предла гаемого устройства. Устройство содержит блок 1 корреляционных измерений, включающий в себя блок i2 логарифмического кодирования, на вход которого подаются сигналы х()и у (t) , а с выхода коды поступают на вьгчнсление в ; блок 3 задержки (и сложения), антилогарифмический преобразователь 4 и блок 5 усреднения. Коды с выходов блока логари(| мического кодирования и антилогарифмического преобразователя через коммутатор 6 iадаптации поступают в блок 7 адаптации к, г кроме того, коды с выхода антилогарыфми-. . ческого преобраз-ов ателя поступают через -, коммутатор 8 уплотнения в блок 9 запоминания, с выхода которого коды поступают i ,блок 10 управления и через блок 11 вре- менной развертки в блок 2 логарыфмичес-; кого кодирования. На вход блока 9 запоми; нация после обработки поступают коды с вЁл. ходов 5 усреднения, блока 7 адаптации и с выхода блока 12 программного задания ощибок, кодь с выхода которого также поступают в блок 7 адаптации, Кодь. с выхода блока 7 поступают в блок 10 yпl:vэвлeниs5, который осуществляет с|юрмирование рабочих команд управления всеми узлами и блоками устройства.; Принцип работы предлагаемого адаптивно|го коррелометра рассматривается в предло | женин заданных величин ЗС. максимального приведенного среднего зсвадрата общей пог- i решности )f , верхней частоты энергети-;Л§ 5JlГ.J..§l - УJp oвиьIx интервал ав корреляцииТ Х . Тку sxy При этом верхняя: частота определяется частотой среза датчи-; ков, с которых поступаютизмеряемые случайные сигналы а условные интервалы корреляции задаются входными фильтрами кижних частот (на чертеже не показаны).j При этом прюдлагаются неизвестными реальные величины; З.рх.Зеру и оптимальные щаги измерения авт(- иВзаимных корреляционных функций. По командам с блока 1О управления блок 1 корреляционных измерений при помощи блока 2 логарифмического кодирования, блока 3 задержки |(и сложения), антилогариф- ческого преобразователя 4, блока 5 усреднения осуществляет измерение тп ординат i автокорреляционных функций, например, сир-« iian(t) по NtynbTKnnHKaTHBHOMy алгоритму вида: с умножением, основанным на сумми-; ровании логарифмов прямого и задержанного сигналов и антилогарифмическим преобразо4 ; ванием суммы. После я циклов измерения, полученные ординат автокорреляционной функции запоминаются в блоке 9. Число циклов П и I величина п ( п -необходима для упрощеНИН определения величинг ЗЕрх и Хри в блбке адаптации) определяютяя блоком 12 программного задания ошибок и запоминаются вблоке 9. В блоке 12 определение П. и п происходит в соответствии с формулойn -2-ii±5il 9 , Г - величина, обратная. ге,. -ш,, вариации, - максимум приведенной рогрешности восстановления,; с- максимум среднеквадрат тоюго отклонения случайной погрешноо-; ти измерения. Величины ЭС и Тц за-; аются оператором в начале измерений и , апоминаются в блоке 3.j Код величины п с выхода блока 9 запоминания через блок 11 временной разверти и преобразуется в амплитудно-модулирован- ный сигнал и поступа ет в блок 1 корреляци™ опных измерений на вход блока 2 логарш ьмического кодирования и запоми)1ается в блоке 3 задержки (и сложения) в виде ri og- aкода. Полученные т ординат автокорреляционН ной функиия с помощью блока 11 временной развертки преобразуются аналогично величине in и поступают в виде последователь- j носога в блок 1 на вход блока 2 логарифмического кодирования. Код EogQ R CQ) эа-i йоминается в регистре вычитаемого, а кодь) последующих преобразованных ординат авто коррел5гционной функции и код foga .. регистрах уменьшаемых. На выходе блока задержки и сложения формируются разноста f { )AT og-aR(0)fogXli и поступают в антилогарифмический прео&разователь 4, на выходе которого получает ся последовательность из m ординат нормированной автокорреляционной функции р(Т) которая через коммутатор 6 адаптации поотувает в блок 7 адаита1и(ии. Последний onpef по , fl-efsaeT реальную величину -P.ff)-Fr ) (2 где /к (0) S Д (Tj) пара ординат автокорреляционной функции / (0)и . vPx J У ио бинью , в4личина (Т)йТ (&Т выбирается в чале измерений в соответствии с верхней частотой). Преобразование величины П в п паэвдляет упростить аппаратурное определение по формуле (2) с-педующим образом: ,, gI(Q)-R(Tj) Il4orrt ™ Ср,{о)-р;(. Величина в блоке 7 адаптации сравнивается с заданной {поступает с блока 12 программного задания ошибок)у и еслИ) зсрд 4:.9C,i то определяются разности по форму. лё (2) для Tj 2.йГ, S&T, .. до тех пор, пока не будет выполняться равенство Хрх 3€з Р аргументе, например Т , код которого с блока 7 адаптации записывается в блок 10 управления и блок 9 запоминания. По командам блока 1О управления коммутатор 8 уплотнения записывает существенные из тГ измерённых. ординат .норкедрованной: ав-; токорреляционной функции 0 (Г) без умножения на с шагом Т с выхода антилогарифмического преобразователя 4 в блок 7. (Реальная величина 16 ка программного задания оищбок поступает в блок 9. На этом заканчивается процесс измерения нор шрованной автокоррюляцион- ной функции с шагом Tf, с заданным максимальным средним квадратом приведенной ; общей погрешности измерения.j Аналогично происходит измерение сущест;венных ординат нормированной автокоррелянАонной функции с соответствующими шагом Гц и величиной .. После измеренйя иор арованных корреляционных функций определяется шаг измерений взаимной корреляционной функции в соотве-р ствии с выражением: I r S CiC ffatx- aty) . (Ъ) ; .;/ - - . При определении коды Т, и ц с выхода блока 9 запоминания через блок | временной развертки P ynaioriB блок 1 корреляционных измерений Htf вход блока 2 , логарифмического кодирования, который совЦ. местно с блоком 3 задержки (и оложешш) и антилогарифмическим преобразователем 4 определяет Тху в соответствии с йыражеыием {3). Множитель 1 /2 аппаратурмо реализуется сдвигом на один разряд в сторону младших разрядов. Полученный с выхода антилогарифмического преобразо- . вателя 4 через коммутатор 6 адаптации за писывается в блок 7 адаптации и с выхода последнего поступает в блок 1О управления Коды дисперсий входных сигналов с вы хода блока 9 запоминания через блок 11 |феменной развертки поступают в блок 1 ко ; реляционных измерений на вход,бло& 2 ло; гарифмического кодирования, который совместно с блоком 3 задержки (и сложения) .определяет нормирующий коэффициент Ajj по . вьгражению: ;j tog;X o) }, Полученный; нормирующий коеффициент эапб минается в регистре вычитаемого блока 3 &аержкч(н спожеК11я), а также через антилогарифмический преобразователь 4 и KON«мутатор 8 уплотнения записывается в блоке 9.. С этого момента начинается вычисление Ш: существенных ординат взаимной корреляционной функции ,СТ) с шагом аналогично вычислению автокорреляционных функций. Полученные т ординат щ (Г) записываются в блоке 9 с выхода которого они поступают через блок 11 временной развертки. в блок 1 корреляционных измерений на вход блока 2 лЪТарифмического,кодирования, котор 1й совместно с блоком 3 (здесь храни-р.ся в регистре вычитаемого нормирующий коэффициент AR , и антилогарифмическим преоразрвателем 4 осуществляется нормирЬвание ординат взаимной корреляционной функцййОрдинаты нормированной корреляционной 4 н1шии с выхода антилогаряфмического преобразователя через коммутатор в уплотив ВИЯ вводятся в блок 9 запоминания. . На этом заканчивается прсщесс измере-. ния нормированных авто- и взаимных корреляционных функций, шагов их измерения TX , Ту ., t и реальных величин Хр ,Xpi,. В зависимости от емкости памяйЗёТблока за поминания можно ро раэнсяудг; организовать алгоритм представления результатов намерений. В случае измерения авто- и взаимных корреляционных функций стационарных сиг налов с нормальным законом распределения параллельно с вычислением автокорреляци- онных функций можно вычислить оценки ша-j гов их представления через среднее число 1 пересечений нулевого уровня за счет связи случайный сигналов (X (t) и t ii) через блок логарифмического кодирования, коммут тор адаптации с блоком адаптации и по полученным оценкам шагов Гх44 , Гун томатически определить шаг -Тхун измеI рения взаимной корреляш1онной функции. Из описания принципа работы адаптивного коррелометра видно, что повышение точности измерения сушественных ординат корреляционных функций стационарных случайных процессов достигается за счет возможности автоматического поддержания заданной величины максимального среднего квадрата приведенной общей по1 решности изме- рения, а увеличение возможносги достигает- м ся за счет автоматического определения нормированных корреляционных функций, оценок среднеквадратичных значений измеряемых , сигналов и нормирующего коэффициента. Определение перечисленных выше корреляционных оценок на втором j-чйстке; корреляционной функции аналогично, за йсключе- 40 нием того, что входные фипьтры переключаются на более широкую полосу, а в качестАГ,,,,ДГ ве начальных оценок шагов . выбиракугся полученные оценки шагов Гц , Ту цу соответственно на первом участке. Процесс измерения продолжается rfV заполнения запоминающего устройства. Формула изобретения Адаптивный коррелометр, содержащий блок управления, соединенный с управляющим входом блока адаптации, коммутатор уплотнения, подключенный к первому входу блока запоминания, первый выход которого соединен с соответствующим входом блока управления, подключенного к управляющим входам поса1ед6вательно соединенных блоков логарифмического кодирования, задержки, антилогарифмического преобразователя и блока усреднения, подключенного к второму Входу блока, запоминания, третий вход которого соединен с выходом блока адаптащш, отличающийся тем, что, ; с целью повышения .точности корреляции, коррелометр содержит соединенные уиравляющими входами с блоком управления блок программного задания ошибок, блок временной развертки к, коммутатор адаптации, информационные входы которого по 1ключены соответственно к выходу блока логарифма- ческого кодирования и к выходу Ънтилогарифмического преобразователя,/выход ком- мутатЧэра адаптации соединен с информационным входом блока адаптации, управляющий вход которого подключен к первому выходу блока программного задания ошибок, второй выход которого подключен к четвертому входу блока запоминания, выход которого соединен с входом блока временной развертки, подключенного к соответствующему входу блока логарифмического кодирования.

ptngftimtfnt