Взаимный коррелятор Советский патент 1978 года по МПК G06G7/52 

(54) ВЗАИМНЫЙ КОРРЕЛЯТОР

Изобретение относится к специалиэ{ рованным средствам вычислительной техники, предназначенным для аппаратурного определения характеристик случайных процессов.

Известен К1 релятор i , позволяющий определять оценку корреляционный функци и ее нулевой момент. Однако в случае необходимости его применения для определения моментов высоких порядков устрой ство необходимо значительно усложнять.

Наиболее близким к изобретению является коррелятор, содержащий в каждом из двух каналов последовательно соединенные ячейки нулевого и последующих nt рядков фильтра Лагерра, причем в каждом канале вход первой ячейки является cooi ветствующим входом коррелят , выход последней ячейки фильтра Лагерра подклк чен к первому входу первого блока умножения, выход которого через первый блок усреднения подключен к первому входу второго блока умножения, вторсА вход которого подключен к выходу второго блока усреднения, вход которого соединен

с выходом третьего блока умножения, первый вход которого подключен к выходу предпоследней ячейки фильтра Лагерра, вторые входы первого и третьего блоков умножения подключены соответотве но в первом канале ко второму входу коррелятора, а во втором - к первому uX.t ду коррелятора, выходы ячеек фильтра Лагерра, кроме последней, подключены к соответствующим входам первого и BTI рого сумматфов, выход второго блока умножения каждого канала подключен к соответствующему входу третьего суын матора, выл:од которого через блок регулировки параметра соединен с упра&ляюпщми f входами ячеек фильтров Лагере ра и с дополнительными входами второго сумматора каждого канала f2.

Однако такой коррелятор не позволяет вычислить отнощение корреляционных моментов.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей взаимного кфрелятс а путем вычисления отнсшешя.

различных порядков моментов корреляционных функций.

Это достигается тем, что в предлагаемый коррелятор введены допопнительные сумматор н блок усреднения, блок регулировки коэффициентов масштабных преоб- . разователей, два инвертора и в каждый Канал масштабный преобразователь, блок вычитания и четвертый блок умножения, лервый вход которого объединен со вторь ми входами Первого и третьего блоков умножения, а второй вход соединен с вы- ходом блока вычитания, выход четвертого блока умноядания соединен с соответст4 вующим входом дополнительного сумматор ;|ра, выход которого через цепочку из поо-., ледовательно соединенных доподнительноро блока усреднения и блока регулировки коэффициентов масштабных преобразоватё, пей соединен с управляющими входами масштабных преобразователей, выход каж-gg дого из котфых .соединен с первым входом блока вычитания, второй вход KOTopo i го в первом канале соединен с выходом второго сумматора непосредственно, а во втором - через первый инвертор, вход 25 масштабного преобразователя nepBorjp кана-, ла. соединен с выходом первого, суммато1ра первого канала, а вход масштабного преобразователя второго канала подключен к выходу первого сумматора второго зо канала через второй инвертор.

На чертеже изображена блок-схема взаимного коррелятора (не показаны блол ки оценки первых ( m - 1) коэффициентов разложения, полностью идентичные 35 аналогичным в прототипе).

Устройство содержит два идентичных канала, каждьй из которых содержит фильтр ( ш + 1) порядка, вклк чающий а себя ячейку 1 фильтра нулевого порядка и ячейки 2 последующих порядков (здесь ил соответствует числу членов разложения взаимной корреляционной ;функции); к выходу каждой ячейки фильг ра Лагерра последователзьно подключены 45 блоки умножения 3 и блоки усреднения 4, вторые входы блоков умножения 3 и 3 . одного канала вместе с входом 4 шьтра Лагерра противоположного канала подключены к соответствующим входам 50 коррелятора; к выходам блоков усреднения 4 и 4,jB каждом канале подключены блоки умножения 3 , сумматор 5, блок регулировки параметра 6; кроме Tt го каждый канал содержит многовходовой SS сумматор 7 с коэффициентами передачи по каждому входу

()i

ат г

I (-0 Ск

где I.,a)e

(ат)

S

- функция Лагерра К -го порядка, . - порядок момента - делимого;

многовходовой сумматор 8 с коэффициентами передачи по каждому входу J jy где л порядок момента-делителя, масштабный преобразователь 9 с регулируемым коэффициентом передачи, инверторы 10, блоки вычитания 11, допоЬнительные блоки умножения 12, к выходам которых последовательно подключены сумматор 13, блок усреднения 14, блок 15 регулировки коэффициентов масш табных преобразователей.

Взаимный коррелятор работает следуюЦ щим образом.

При подаче на его входы двух стаци1 нарно-связанных случайных центриров๫ ных процессов X С-Ь)и Of) блок,

регулировки параметров 6 изменяет параметр ck. фильтров Лагерра до обнуления выходного сигнала сумматора 5, прИ; этом сигналы (5 к на выходах блоков усреднения 4 первого канала определяю ся в соответствии с выражением

(T)L(C,oi)dT

О

|(If 0,1,... ,пи-1),

fi сигналы РХ на вь1ходах блоков ycpez нения 4 второго канала определяются аналогично для х ) принимаются в качестве коэффициентов разложения i взаимной корреляционной функции ( (С)

При этом, аналогично прототипу, обеси яечьвается минимум квадратической погр шности аппроксимации взаимной коррел ционной функции 1с Ctr) выбранной моделью.

Вместе с тем блок 15 регулировки коэффициента изменяет коэффициент пер дачи масштабных преобразователей 9 до обнуления выходного сигнала блока усре; нения 14.

Можно показать, что установившиеся значения коэффициентов передачи k у„ масштабных преобразователей принимают ся в качестве оценки отношения моментов взаимной корреляционной функции ч

Таким образом расширяются функциональные возможностивзаимного коррелятора и расширяется область его применения для решения различных прикладных задачг., в частности при определении времени задержки случайного сигнала, а также при решении задач вдентификаци динамических объектов. Формула изоюрете ий Взаимный коррелятор, содержащий в каждом из двух каналов последовательно соединенные ячейки нулевого и последук щих порядков фильтра Лагерра, причем в канале вход первой ячейки является соответствуюащм входом коррелятора, выход последней ячейки фильтра Лаге{ ра подключен к первому входу первого блока умножения, выход которого через первый блок усреднения подключен к ne vвому входу второго блока умножения, вто рой вход которого подключен к выходу второго блока усреднения, вход которого содинен с выходом третьего блока умножения, первый вход которого подключен к выходу предпоследней ячейки фильтра Лагерра, вторые входы первсго и третьего блоков умножения пошшючены соотвётс венно в первом канале ко второму входу коррелятора а во втором к первому входу коррелятора, выходы ячеек фшгьтра Лагерра, кроме последней, пошшючены к соответствующим входам первого и вторся о сумматоров, выход второго блока умножения каждого канала подключен к соответствующему входу третьего сумм&Topeit выход КОТ1ФОГО через блок регулиро ки параметра соединен с управляющими входами ячеек ({«льтров Лагерра и с дснпопнительвыми входами второго сумматора каждого канала, отличающийс я тем, что, с целью расширения функг1Юоваль{|ых 1возможностей путем вычисления отношевяя различных порядков момеа тов кифреляционных функций, в к{фрелятор введены допопнителыше сумматор и блок усреднеЕшн, блок регулировки коэффициентов масштабных пре образ она гелей, два инвертора и в каждый канал масштёбный преобразователь, блок вычитания и четвертый блок умножения, первый вход которого объединен со вторыми входами nej вого и третьего блоков умножения, а второй вход соединен с выходом блока вь читания, выход четвертого блока умножения соединен с соогвегсгвующим входом дополнительного сумматора, выход которсго через цепочку из последовател но соединенных дополнительного блока усреднения и блока регулировки коэффициентов масштабных преобразователей соединен с управляющими входами масштабных пре образователей, выход каждого из которых (соединен с первым входом блока вычита Mit второй вход которга о в первом канале соединен с выходом второго сумма тора непосредственно, а.во вт(фом - ч&рез первый инвертор, вход масштабного |преобразователя в первого канала соединен с выходом первого сумматора первого канала, а вход масштабного преобразователя второго канала подключен к вьк ходу первого сумматора второго канала через инвертор. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Мирский Г, Я. Аппаратурное определение характеристик случайных прс :цессов, М., Энергия, 1972, с. 1961206/2.Заявка N 2302741/18-24, кл. GOea 7/19, 1976, ino которой принято рещение о выдаче авторского свидетельства.

Y(t)

/ i 2