Устройство для измерения корреляционной функции случайных сигналов

 

СПИ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 06.V11.1970 (№ 1462407/18-24) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 15.Ч.1972. Бюллетень № 16

Дата опубликования описания 13.VI.1972

М. Кл 6 06f 15/34

Комитет оо делам изобретений и открытий ори Совете Мииистров

СССР

ЧДК 681.3:658.56(088.8) Авторы изобрстения

Э. П. Тихонов

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОРРЕЛЯЦИОННОЙ

ФУНКЦИИ СЛУЧАЙНЫХ СИ ГНАЛОВ

Изобретение от|носится к области технических средств для измерения случайных процессов.

Известны устройства для измерения знаковых корреляционных функций случайных сигналов, основанных на вычитании в разные моменты времени измеряемого случайного сигнала от вспомотательного, имеющего раз номерное распределение, и с по следующи м определением вероятностей совпадения или несовпаде1ния знака разности.

Однако в из в ест ных устройствах при последо вательном измерении последующих значений,корреляционной функции информация от предыдущих измеренных значений не используется. Это снижа ет быстродействие устрой|ства. Существенным недостатком является также фиксация времени задержки между сигналами при измерении ординат корреляционной функции. Этот недостаток вызвавши тем, что при измерении различных корреляционных фуниций ошибка восстановления непрерыв ных значений меняется и может достигать больших значений.

Целью изобретения является повышение быстродействия и точности измерения корреляцио нных функций случайных сигнало в.

Для этого в у стройство введены дополнителыно генератор в с помогательного сигнала, пороговая схема с изменяющимися уровнем,порога, логическая схема, реверсивный и обычный двоичные счетчики, причем выход пороговой схемы соединен с од ням из входов логической схемы, два других входа которой под ключены к выходам формирователей. Раздельные выходы подключены к шинам «сложения» и «вычитания» реверсивного счетчика, соединен ного параллель|но с,двоичным счетчиком. Выход двоичного счетчика под10 ключен ко входам одного из модуляторо в и схемы управления.

Бло к- схема предлагаемого устройства изображена на чертеже.

Случайные сигналы X(t) и Y(t) подаются

15 на входы амплитудно-импульсных модуляторов 1 и 2. Выходы модуляторов подключены ко входам схем вычитаиия 8 и 4, другие входы которых соединены с выходами ге нераторов 5 и б вспомогательного сигнала U(t) и

20 V(t). Выходы вычитающих схем подключены через формирователи 7 и 8 к раздельным входам логической схемы 9. Другой вход схемы 9 соединении с выходом пороговой схемы

10, уровень порога которой регулируется

25 фиксатором уровня 11. Вход пороговой схемы 10 соединен с выходом генератора 12 сигнала (1) с известной од номерной функцией распределения. Раздельные выходы схемы 9 подключены ко входам «сложения» и «вычп30 тания» реверсивного счетчика 13, соединонно338904

65 го параллельно с двоичным счетчиком 14.

Выход счетчика 14 параллельно подключен ко входам схемы 9 фиксатора уpoBtIIII 11 модулятора 2, схемы вычита ния 4 и схемы управления 15. Схема управления 15 синхронизирует работу всех узлов и подключена ко входам модулятора 1 схемы вычитания 3 и двоичного счетчика 14.

Устрой ство работает следуIOIIIHM образом.

На входы модуляторов 1 и 2 поступают .входные сигналы X(t) и Y(t). В момент включения со схемы управления 15 на модулятор

1 подается сигнал, по которому с его выхода на вход схемы вычитания 3 поступает импульсный сигнал с ам плитудой, равной амплитуде сигнала X(t) в рассматриваемый момент времени. В схеме вычитания 3 по сигналу со схемы управления 15 производится .вычитание вспомогательного си гнала U(t) из входного X(l), причем на формирователь

7 поступает положительный или отрицательный уровень сигнала, если X(t) ) U(t) или

cooTiBPTственно X(I)

Одно временно с подачей управляющего сигнала на модулятор 1 и схему вычитания 8 со схемы управле|ния 15 поступают импульсные сигналы на счетный вход счетчика 14.

Причем предварительно в счетчик 14 параллельно перепи сывается код с реверсивного счетчика 18. В момент запуска этот код соответствует максимальному числу., и после прихода первого же импульса со схемы управления 15 на выходе счетчика 14 появится сигнал. По э тому сигналу прекращается подача им пульсов на счетный вход счетчика 14, устанавливается требуемая величина подорога в фиксаторе уровня 11, производится вычитание вспомогательного сигнала V(t) из входного случайного сигнала. Y(t), формирование стандарт ного сипнала на формирователе 8 и формирование сигнала «сложение» или

«вычитание» в схеме 9, Таким образом, счетчики 18, 14 и,схема управления 15 образуют управляемую схему задержки модулятора 2 относительно за пуска модулятора 1. При этом, если на счетчике 14 записан максимальный код, то это соответствует минимально му времени задержки и наоборот, если в счетчике 14 записан минимальный код, рBIBIHûé нулю.

Формирование сигнала на «вычитание» еди|ницы, т .е. увеличения временной задержки (или нескольких еди ниц в зависимости от вы бранното алгоритма), происходит тогда, когда с выходов формирователей 7 и 8 приходят сигналы, совпадающие по нуля|м, положительным или отрицательным еди ницам, а

55 с выхода пороговой схемы 10 приходит сигнал, соответствующий нулю. В противоположном случае формируется сигнал на «сложение», и время задержки уменьшается.

В результате м lol 0KpBTflol 0 измерения на счетчиках 18 и 14 сформируется такая задержка т, при которой ча стота совпадения сигналов, поступающих с выходов формирозателей 7 и 8, совпадает с частотой появления «единицы», соответствующей превышению сипналом (1) установленного уровня порога т .

Этот момент соответствует окончанию измерения одной ординаты .корреляционной функции, аргумент которой считывается со счетчика 18, а значение — с фиксатора уровня 11. Фиксатор уровня 11 заранее градуируется в значениях корреляционной функции, так ка к известно, что корреляционная фун кция КХУ(т) с вязана с вероят1ностями вы полне ния неравенств X(t) ) U(t), Y(t) ) V(t) и

Х(/)

KX Y (т) АВ (2Р (Х (t) ) U (t), Y (t+T) )

) U(t) +2P(X(t)

U(t) и V(t); т —.время задержки.

Изменяя автоматически или вручную ypoBBHb порога в схеме фиксатора уровня 11, мондино измерять следующее значение корреляцио нной функции.

Если входной сипнал представляет собой гауссовский процесс, то генераторы 5 и б вспомогательного сипнала заменяют на фиксаторы уровней средних значений. В остально м устрой ство работает аналогично.

Разница заключается в том, что корреляционная функция гауссовского сипнала определяется при тех же параметрах у1стройст ва с большей точ ностью и с большим быстродействием.

Уменьшение времени определения корреляционной функции осуществляется за счет того, что при измерении следующего значения корреляцион ной функции используется накопленная статистика от измерения предыдущего з наче ния в виде установившейся временной задержки. Точность определения корреляцион ной функции повышается за счет того, что число измеряемых ординат выбирается заранее по требуемой точности измерения, всегда остается постоянным и не зави сит от вида корреляционной функции, а ме няются только величины дискретных значений аргумента корреляционной функции.

Предмет изобретения

У.строй ство для измерения корреляционной функции случайных сипналов, содержащее два канала, каждый из которых содержит модулятор, соединенный через схему вычитания с формирователем, генерагор вопомо338904

Составитель Э. Сенина

Техред Л. Богданова

Редактор Л. Утехина

Корректор Л. Орлова

Заказ 1765/2 Изд. № 667 Тираж 448 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 гательного си пиала, соединенный со схемой вычитания, и общие для обоих каналов схему упр авления, логи .ескую схему, выходы которой подключены к реверсивному счетчику, выходы которого под ключе ны к счетчику, отличающееся тем, что, с целью lIIQIBIIIIIIBHHH быстродействия и точности измерения, устройст во содержит пороговую схему, фиксатор урчания, генератор дополнительного вспомогательного сигнала, выход которого через пороговую схему под ключен ко .входу логической схемы, два других входа которо" соединены с соответствующими формирователями, о дин выхсд czeмы управления подключении к объединенным входам модулятора и схемы

5 вычитания первого канала, другой выход схемы управления через счетчик подключен к соответствующим входаи модулятора и схемы вычитания второго канала, схемы управления, логической схемы, фиксатора уровня, 10 выход которо го подключен к пороговой схеме.