Устройство для поверки коррелометров Советский патент 1979 года по МПК G06G7/19 

I

Изобретение относится к области вычиспитепьной техники и может быть использовано при создании аппаратуры, имитирующей рабочие сигналы систем управления, автоматики и др, а также при испытании средств измерений, работаюших со случайными сигналамианализаторов статистических характеритик, среди которых наибольшее распространение получили коррелометры.

Известно устройство, содержащее генератор, первичный источник шума, формирующий фильтр и нелинейный преобразователь ij.

Недостаток аналога связан с малой стабильностью сигнала и невысокими функциональными возможностями.

Известно устройство 2 (прототип) генерирующее сигналы, которые могут быть использованы в качестве испытательных при поверке коррелометров. Прототип содержит блок задания коэффициентов умножения, блок формирования сигналов, блок задания смешения, блок

формирующих фильтров,выход которого соединен с первым входом блока умно жения, выход которого подключен к первому входу бпока смещения, выход которого соединен со входом блока, согласования по уровню.

Кроме eiToro известное устройство содержит стохастический коммутатор,

Недостатком известного устройства 2j, генерирующего сигналы, которые

могут быть использованы в качестве испытательных при поверке корреломерров, другими словами - устройства для поверки коррелометров, является сущест венная погрешность воспроизведения и

формирования статистических характериотикгенерируемогосигналаи, как следствие, значительная погрешность поверки анализаторов статистических характеристик, в частности коррелометров.

Цецью предлагаемого изобретения

является повышение точности и стабильности формирования сигнала для поверки коррелометров.

Эта цепь достигается тем, что в известное устройство для поверки коррелометров, дополнительно введены блок согласования по частоте и блок KOMN TaiMH, управляющий вход которого соединен с первым выходом блока согласования по частоте, первая, вторая и третья группы взсодов блока коммутации подключены соответственно к выходам блоков формирования сигналов, задания коэффициентов умножения и задания смещения, а выходы блока комму тадни подключены соответственно ко входу блока формирующих фильтров и ко BTOpbfM входам блока умножения и блока см,ещения, второй выход блока согласования по частоте соединен с управляю шим входо у блока формирования сигналов.

На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит блок формирования сигналов 1, блок формирующих фильтров 2, блок умножения 3, блок задания коэффициентов умножен11я 4, блок смещения 5, блок задан{Ш смещения 6, блок согласования по уровню 7, блок коммутации 8 и блок согласования по частоте 9, Выходы блока 1 формирования сигналов соедш1ены через блок коммутации в со входом блока формирующих фильтров 2, выход которого соединен с первым входом блока умножения 3, выход которого соединен с первым входом блока смещения 5. Выход последнего череэ блок согласования по уровню соединен с выходом устройства. Выходы блока задания коэффициентов умножения 4 через блок коммутации 8 соединены со вторым входом блока умножения 3, а выходы блока задания смещения 6 через блок коммутации 8 соединены со вторым входом блока смеще)шя 5, Блок формирования сигналов 1 через блок согласования по частоте 9 соединен с блоком коммутации 8.

Предлагаемое устройство работает следующим образом. В блоке формирования сигналов 1 формируется ряд некоррелированных между собой сигналов, которые в некоторой последовательности безразлично какой, но неизменной на длине реализации испытательного сигнала, подключаются с помощыо блока кок мутацни 8 к блоку формирующих фильтров 2. Причем частота смены положения коммутатора одна и та же и выбирается в зависимости от сигнала с блока

согласования по частоте 9 тпким образом, чтобы она быпа в h раз больще наибопьщей скорости изменения любого из h исходных сигналов. Синхронно с подключением одного из ,Vt исходных сигналов к блоку 2 происходит подключение соответствующего коэффициента умножения блока задания коэффициентов умножения 4 через блок коммутации 8 к блоку умножения 3, а также подключение соответствующего смещения с блока задания смещения 6 через блок коммутации 8 к блоку сменюния 5. При этом сигнал с выхода блока 2 формирующих фильтров умножается на некоторый коэффициент, тем самым приобретая требуемую дисперс теэ, и далее складашается с некоторым смещением, приобретая требуемое среднее значение. Ординаты сформированного таким образом сигнала поступак т в блок согласования по уровню.

В следующий такт смены положения коммутатора сформировывается и подается на выход ордината другого из П исходных сигналов. Опросив все И исходных сигналов, коммутатор вновь подключает к выходу устройства очередную ординату первого из опрощенных сигналов и т.д.

Использование предлагаемого устройства позволяет рднозначно считать параметры, заданного закона распределения через параметры нормального распределения исходных сигналов. При этом, сумма ординат законов распределения исходных сигналов при любой взятой абсциссе должна быть равна ординате заданного закона (разумеется с учетом масштаба). Заданная корреляционная функция формируется в линейной системе, обеспечивающей достаточные для целей поверки погрещности формирования и воспроизведения ординат сформированных статистических характеристик, Нормированные значения корреляционной функции исходного сигнала (дискретные отсчеты) .совпадают с нормированными значениями корреляционной функции выходтюгр сигнала. Следует заметить, что между отсчетами корреляционной функции выходного сигнала, совпадающими по аргументу с отсчетами исходного сигнала, появляются значения корреляционной функции, заполняющие интервал между отсчетами с шагом, соответствующим 1 / М этого промежутка времени, Эти значения обуц. словпены наличием смешения в П исходных сигналах, Чисповые выражения указанных значений корреляционной функции, отстоящих друг от друга элементарных временных интервалов (соответствующих частоте опроса коммутатора) одни и те же. Поскольку их можно сравнить с уровнем шума в корреляционной функции выходного сигнала, который неизменен на всем интервале корреляции и точно рассчитывается, то для целей поверки эти искажения корреляционной функции испытательного сигна ла можно признать несущественными. Использование лишь одного канала формирования статистических характерис тик выходного сигнала устраняет состав таошую погрешности воспроизведения, обусповлегшую неидентичностью П аналогичных по структуре каналов. Известный и постоянный режим опроса блока коммутации позволяет, с одной стороны, значительно упростить выбор параметров исходных сигналов при формировании заданного закона распределения, а с другой стороны, существенно уменьшить составляющую статистического происхождения в погрешности воспроизведения ординат корреляционной функции и закона распределения испытательного сигнала (полностью убрать эту составляющую можно за счет выбора опредепенной структурной схемы формирователя И исходных сигналов). Формирование выходного сигнала путем смешивания (или перебора) ординат исходных сигналов, а не отрезков их реализаций, позволяет формировать стац онарный испытательный сигнал, дисперси и среднее значение которого известны. Таким образом, использование предлагаемого устройства позволяет формировать испытательные сигналы с допустимой погрешностью воспроизведения и , формирования заданных и управляемых 64 корреляционной функции и закона распределения этих сигналов. Формула изобретения Устройство для проверки коррелометров, содержащее блок задания коэффициентов умножения, блок формирования сигналов, блок задания смещения, блок формирующих фильтров, выход которого соединен с первым входом блока умножения, выход которого подключен к первому входу блока смещения, выход которсяо соединен со входом блока согласованая по уровню, отличающееся том, что, с цельло повьпиения точносгги работы устройства, в него.дополнительно введены блок согласования по частоте и блок коммутации, управляющий вход которого соединен с первым выходом блока согласования по частоте, пер вая, вторая н третья группы входов блока коммутации подключены соответственно к выходам блоков формирования сигналов, задания коэффициентов умножения и задания смещения, а выходы блока коммутации подкшочены соогветс1 венно ко вхо; блока форм футощнх фильтров и ко вторым входам блока умножения и блока смещения, второй выход блока согласования по частоте соединен с управляющим входом блока фо| мирования сигналов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1,Бобнев М, П, Генерирование случайных сигналов, М,, Энергия, 1971, с, 54-71. 2,Жовинский А, Н,, Жовинский В, Н, формирование процессов с произвольной плотностью распределения методом ран- цамизации. Труды У1 Всесоюзного симпозиума, Методы представления н аппаратурный анализ случайных процессов н полей , Ереван, 1973.