Коррелятор Советский патент 1979 года по МПК G06G7/19 

I

Изобретение относится к области специализированных средств вычислительной техники, пренназначенных для аппаратурного определения характеристик случайных процессов.

По авт. СБ. № 504206 .иавестен кор- эелятор, содержащий последовательно соединенные нулевую и последующие ячейки фильтра Лагерра, и дополнительную ячейку, вход нулевой ячейки и первые входы блоков умножения объединены и соединены со входом коррелятора, выход кажДой ячейки фильтра Лагерра подключен к первому-входу соответствующего сумматора, второй вход каждого из сумматоров соединен с выходом дополнительной ячейки, выход каждого сумматора подключен ко второму входу соответствующего блока умножения, выход каждого блока умножения соединен со входом. соответствующего блока усреднения, а выход последнего блока усреднения чере: блок регулирбвки параметоа подключен

К управляющим входам ячейки фильтра Лагерра.

Недостаток известного коррелятора связан с тем, что получение оценок значения спектральной плотности связано с необходимостью дополнительных громоздких вычисле11йй.

Цель изобретения - расширить функ- . циональные возможности коррелятора с аппроксимацией ортогональными функциями Лагерра путем получения оценок значения спектральной плотности.

Это достигается тем, что в известный коррелятор дополнительно введены фильтр Лагерра с нулевой и последующими ячейками, блок усреднения, много- . входовой сумматор, генератор гармонических сигналов, блок умножения и управляемые делители напряжения, первые входы которых подключён к выходам соответствующих ячеек фильтра Лагерра вторые входы соединены с выходами соответствующих блоков усреднения, а выходы управляемых делителей наг.ряжошга подключены к соответствующим вхог Дам многовходового сумматора, выход которого подключен к первому входу блока умножения, второй вход которого объединен со входом нулевой ячейки

фильтра Лагерра к подключен к выходу генератора гармонических сигналов, выход блока умножения псяключен ко входу дополнительного блока ус 1эеднения, а управляющие входы ячеек фильтра Лагер ра соединены с выходом блока регулировки параметра.

На чертеже изображена структурная схема коррелятора (пунктирной линией на чертеже обведена схема известного коррелятора).

Предлагаемый коррелятор содержит нулевую 1 и последующие 2 яче1}ки фильтра Лагерра, дополнительную регулируемую ячейку 3 фильтра с частотной харак-

- - ,

теристикой ( порядок фильтра Лагерра), сумматоры 4, блоки 5 умножения, блоки 6 усреднения и блок 7 регулировки параметра, управ- ляемые делители напряжения 8, соответственно нулевую 9 и последующие Ю ячейки фильтра Лагерра, многовходовый сумматор 11, блок 12 умножения, дополнительный блок 13 усреднения и управляемый генератор 14 гармонических сигналов.

{СО YY А sin (COpt+H-U (-t,oOAs-ittrtiUo(t-rH4ldtrj

Меняя местом операторы математического ожидания и интегрирования и учитывая, ГГО jA sih(ajQ-t-i-4)sin u; C-t-t;)+M 7-cos«; T, (з; получим Z Jr -b..U..(ir,ct)lcosu oC:dt , А - о L к-о Поскольку выражение в квадратных скоб ках в формуле (4) является моделью корреляционной функции )(Г,Ы в выбра гаом базисе, то сигнал Z с точностью до постоянного КОЭФ- фициента совпадает со значением спектральной плотности S (ш) на частотеи о прсадесса с корреляционной фуикцией К (С)и может быть принят в качес ве оценки S ( Изменяя частоту генератора 14 в предполагаемой области

Устройство работает следующим образом.

При поступлении на вход устройства центрированной реализации случайного процесса X (t) блок 7 регулировки параметра изменяет параметр ячеек 1,2 и 9, 10 фильтров Лагерра до обнуления сигнала Ъ на выходе (т+1)-го бло- .ка. усреднения,, на выходах же остальных блоков 6 усреднения устанавливаются сигналы пропорциональные коэффициентам разложения Ь, корреляционной функции исследуемого процесса К j (С)в ряд по ортог-ональным функциям Лагерра. Полученные коэффициенты разложения обеспечивают при этом как выполнение основного свойства корреляционных функций К {01 15 J так и минимум квадратической по- грещности аппроксимации корреляционной функции исследуемого процесса К , (Т) моделью

V. .И1

) (,Л), (1)

oL-r

где и,( - функция Лагерра х -го порядка. Далее, предполагая сигнал на выходе генератора 14(-fc) -As-iii(aio-tt4)K импульсную характеристику фильтра Лагерра 1 -го порядка , (.d,t)(-,T) .запишем выражение для выходного сигнала Z блока 13. усреднения в установившемся режиме: ,

(2) определения функции спектральнЬй плотности мощности мы получим совокупность оценок значения последней. Однако мы получаем оценки значений не самой функции спектральной плотности, а ее модели S(oi;), т. е. в общем случае будет иметь место погрешность от несоответствия модели 9 (ои) Ьеальной функции спектральной плотности. Принимая в качестве меры такого несоответствия срёднеквадратическую погрешность, можно показать, что квадрати- ческая погрешность аппроксимации функции спектральной плотности S(iw)моделью S (О)) с точностью до постоянного коэффициента совпадает с;явадратической погрешностью аппроксимации корреляционной функции исследуемого процесса х (t) моделью К (t) , которая может быть уменьшена соответствующим выбором числа членов разложения, и, кроме того, гтои каждом конкретном числе членов ряда минимизирована подстройкой параметра фильтров Лагерра. Таким образом, при незначительном усложнении коррелятор получает возмож ность оценки наряду с коэффициентами разложения корреляционной функции, которые могут быть использованы в качест ве параметров модели спектральной плотности, также и самих значений модели спектральной плотности. Поскольку задача одновременной оценки таких характеристик довольно часто встречается в гфактике спектрально-корреляционного анализа, а.использование отдельных приборов (коррелятора и анализатора) спект ра существенно удорожает эксперимент совмещение функций коррелятора и спект роанализатора, реализованное в предлагаемом устройстве, является весьма целесообразным. Предлагаемое устройство можно также использовать для решения , задачи только спектрального анализа, поскольку существующие анализаторы спектров, в большинстве уступают заявляемому в простоте технической реализации. Формула изобретения Коррелятор по авт. св. № 504206, о т л и ч-а-иГщ и я с я тем, что, с :Целью расширения функциональных воз-, можностей за счет получения оценок спектральной плотности, в него дополнительно введены фильтр Лагерра с нулевой и последующими ячейками, блок усреднения, многовходовой сумматор. генератор гармонических сигналов, блок умножения и управляемые делители напряжения, первые входы которых подключены к выходам соответствующих ячеек фильтра Лагерра, вторые входы соединеzijbi с выходами соответствующих блоков усреднения, а выходы управляемых делителей напряжения подключены к соответствующим входам многовходового сумматора, выход которого подключен к первому входу блока умножения, второй Которого объединен со входом ячейки фильтра Лагерра и подключен к выходу генератора гармонических сигналов, выход блока умножения подключен ко входу дополнительного блока усреднения, а управляющие входы ячеек фильтра Лагер- ра соединены с выходом блока регулировки параметра.

iiiWctinioyiiгпгп -п ---riri ---гЛ-i 11 и-- irr r ir-j- i.ji-Ч;---

693393