Ортогональный коррелятор Советский патент 1980 года по МПК G06G7/19 

(54) ОРТОГОНАЛЬНЫЙ КОРРЕЛЯТОР

Изобретение относится к области специализированных средств вычислительной и измерительной техники, предназначенных для определения характеристик случайных процессов. Известно устройство, содержащее фильтр Лагерра, к выходу каждой ячейки которого последовательно подключены блок умножения и блок усреднения, вторые входы блоков умножения вместе с входом ортогонального фильтра подключены к входу устройства, к выходу последгнего блока усреднения подключен блок ре гулировки параметра, выход которого под ключен к управляющим . входам фильтра Лазерра 1. Недостатком устройства является боль шая погрешность аппроксимации колебательных корреляционных функций. Известно также устройство, содержащ блок нормирования, первый вход которого является входом коррелятора, а второй вход подключен к выходу источника эталонного напряжения, а выход подключен К первой ячейке многозвенного ортого-. нального фильтра и к первым входам блоков умножения, вторые входы которых подключены к выходам ячеек фильтра, выходы блоков умножения подключены ко входам соответствующих блоков усреднения, соединенных выходами со входами блока регулировки параметров, первый выход которого подключен к управляяощнм входам ячеек фильтра 2, Недостатком устройства является недостаточная точность аппроксимации колебательных корреляционных функций. Целью изобретения является повышение точности. Эта цель достигается тем, что в коррелятор, содержащий блок нормирования, первый вход которого является входом коррелятора, второй подключен к источнику эталонного напряжения, а выход подключен к входу первого звена многозвенного с тогонального фильтра и к первым входам блоков умножения, вторые входы блоков умножения подключены к Бькоцам соответствующих звеньев фильтра выходы блоков умножения через соответствующие блоки усрецнения усреонены с соответствующими входами блока регулир вки параметров, первый выхоц которого соеоинон с управляющими вхоаами звенье ортогонального фильтра, введены дополнительный многозвенный ортогонализированный фильтр, дополнительные блоки, усреднения и умножения, первые входы блоков умножения и вход дополнительного много .звенного ортогонализированного фильтра поцключены к выходу блока нормирования вторые входы дополнительных блоков умножения соединены с выходами соответствующих звеньев аополн;1тельного многозвенного ортогонализированного фильтра, три управл$пощих входа каждого из которых соединены соответственно со вторым, третьим и четвертым выходами блока регулировки параметров, а выхо ды дополнительных блоков умножения под ключены ко входам соответствующих дополнительных блоков усреднения, а выход и точника эталонного напряжения подключен к дополнительному входу блок регул фовки параметров. Дополнительный многозвенный ортогонализированный фильтр имеет передаточную функцию по k -му выходу, описываемую вьфажением 4ft(3l-Lu ll ) ). IPW цр-) Y (1) LTpI&r

Сущность изобретения поясняется чертежом, где изображена блок-схема устройства.

На чертеже обозначены: 1 - блок нормирсюания, 2 и 3 - звенья ортогонального 4wnbinP8 Лаггера, 4 - источник эталонного напряжения, 5 - блоки умножения 6 - блокн усреднения, 7 - блок регулировки параметров, 8 и 9 - соответственно нулевое и последукяцие звенья дополнительного многоэвенного ортогшализированвого фильтра.

Устройство работает следующим образом.

Исследуемый случайный процесс х (t ) подвергается нсфмированию по- дисперсии. Величина дисперсии б сигнала Хц а. ) определяется величиной выходного напряжения I/O источника 4, т. е.

коэффициент пропорциональности. Блок 7 регулировки

(i)fx«a-T)hK(C)dc, (8)

.

, где Ь.кСг) - L-{w,(Pj} .(р)е dp

- импульсная характеристика фтогонализированного экспоненциального фильтра 8, 9 k -го порядка. Сигналы в If используются в качестве коэффициентов разложения КФ в ряц

))(9)

по функциям

U. / ч (). ...

()-т7р7рт;; 1у-ь (W.CP)} ,

которые являются ортонормированными функциями времени на отрезке Коэффициенты к., определенные в соответствии с выражением (8), уцовлетвопараметров изменяет параметр дополнительного ортогонального фильтра 2 - 3 с перецаточной функцией Wo(P)Lдо обеспечения условия o - GXH При этом на выходах блоков усреднения 6 устанавливаются сигналы CLI, определяемые следующим соотношением: Q.)/xVt-T)ALi.{t,A)ciTJ ,(4) V 11 ( |.Гг - е.-- I , - 1.1.г,Л) - е. |га(1-)/ (SI) функция Лаггера L -го порядка. Сигналы OLo. d-i , CL. также Vo являются входными сигналами блока 7 регулировки параметров, на выходах которого формируются сигналы пропорциональногозначения параметров Jb , U/ , с ортогонализированного фильтра 8, 9, определяемые соотношениями; Л ai(i-a,) . я 2. Oj. (Q-,) о- af-a а, + а, а, (1-а) На выходах блоков усреднения 6 втоой группы устанавливаются сигналы ( определяемые соотношениэм ряют условию минимума квацрагической погрешности „ (т).у.а)Уг 0, /P,()dT при заданных значениях параметров , иЗ , с , величины которьКг , существенно вли5пот на величину погрешнос ти. Снижение погрешности S, до величины, близкой к минимальной в области па paMeTpoaJ, , с , осуществляется подстройкой с помош.ью блока 7 регулировки параметров в соответствии с выражения- мй (5)-(7). Таким образом, заявляемое устройств позволяет определять параметры разложе ния о. 6( -. m , бЗд , с с КФ в ряд по ортогонализированным экспоненциальным функциям вида (10), обеспечивая при этом близкую к минимальной величину погрешности аппроксимации 5,. Так, например, ecnnJ x/C 5tvL,ict)t/AW.jt установившиеся значения параметров функ ций S (Т) составляют О,523ОдбО-, , СОо - 0,73440),,с 1, 3986, Первые три коэффициента разложения соответственно равны 0 1,О223, ё, -0,1159 €j О,1464 Значения погрешности ал.-проксимадии 5 для случаев т. о, iu l,m 2j составляет соответственно 8,0 0,0655, б .г 0,0535,(,. Для сравнения можно указать, что минимальные значения погрешности аппроксимации КФ вида )/С-Sln,u(jjj.r//ii0jt соответственно одним, двумя и тремя членами разложения в ряд по ортогональным функциям Лагерра- составляют Од 0,22; 8, 0,138, 5 0,11. Кроме указанной выше прямой функции, заявляемое устройство поаволяет оц нивать величины цараметров ft WQ, с мо ,дваи КФ вида .tt) )oX Cjj 6tncdJt|) (1 довольно общей для широкого класса случайных процессов. Для процессов КФ которых входят в класс экспоненциальнокосинусных, определяемые с помощью заявляемогр устройства параметры А ,Ci) , c,обеспечивают равную нулю квадрати- ческую погрешность аппроксимации. Для процессов же, не входящих в указанный класс, погрешность оказьта ется близкой к минимальной. Наконец, поскольку сигналы а.,, а , d,пропорциональны соответственно пер- вым трем коэффициентам разложения в ряд по ортогональным функциям Лагерра, возможно представление КФ моделью вида: M W- l a-La-c.), (13) что может оказаться полезным при решении некоторых конкретных задач анализа. Следует отметить, что и в этом случае подстройкой параметра оС. обеспечивается близкая к минимальной квадра- тическая погрешность аппроксимации КФ моделью вида (13). TaKHNf образом, заявляемое устройство позволяет с более высокой точностью по сравнению с аналогичными аппроксимировать корреляционные функции широкого класса случайных процессов, причем наиболее эффективным 1шляется использование заявляемого устройства для анализа процессов, КФ которьрс имеют колебательный характер. Формула изобретения Ортогональный коррелятор, содержащий блок нормирования, первый вход которого является входом коррелятора, второй вход подключен к источнику эталонного напряжения, а выход подключен ко входу первого звена многозвенного ортогонального фильтра и к первым входам блоков умножения, вторые входы блоков умножения подключены к выходам соот- ветст&ующих звеньев фильтра, выходы блоков умножения через соответствующие блок усреднения соединены с соответствующими входами блока регулировки параметров, первый выход которого соецинен с управляющими входами звеньев ортогонального фильтра, отличающий-. с я тем, что, с целью повышения точ нести,в коррелятор введен дополнительный многозвенный ортогонапизированный фильтр, дополнительные блоки усреднения и умножения, первые входы блоков умножения и вход дополнительного многозвенного ортогонализированного фильтра подключены к выходу блока нормирования, вторые входы дополнительных блоков умножения соединены с вькодами соответствующих звеньев дополнительного многозвенного ортогонализированного фильтра,f три управп1}ющих входа каждого из которых соед1шены соответственно со вторым, третьим и четвертым вьЕходами блока регулировки параметров, а выходы дополнительных блоков умножения подключены ко входам соответствующих цополнительных блйсов усреднения, а выход источника эталонного напржсжения подключен к цопопнительному вхооу блока регулировки параметров.

Источники. информации, принятые во внимание при экспертизе

V ftfФ /и