SU506864A1 - Коррелометр - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к области специализированных средств вычислительной техники и может быть использовано в статистических измерени х дл  определени  коррел ционных функций случайных сигналов и, в частности, периодически нестационарных но математическому ожиданию процессов.

В различных исследовани х часто встречаютс  сигналы, периодически нестационарные по математическому ожиданию. Такие процессы представл ют собой аддитивную смесь стационарного случайного сигнала с периодическим сигналом.

Известны коррелометры, используюш,ие на входе центрирующие блоки и содержащие первый аналого-цифровой преобразователь, подключенный входом к входу устройства, второй аналого-цифровой преобразователь, управл ющий вход KOTOiporo соединен с блоком управлени  и синхронизации, подключенным вторым выходом через блок определени  математического ожидани  к первому входу блока вычитани , второй вход Которого соединен с выходом второго аналого-цифрового преобразовател , блок задержки , выходы которого подключены к соответствующим входам блока умножени , соединенного выходами с соответствующими входами блока накоплени , подключенного выходами к соответствующим входам регистратора .

Недостатком такого коррелометра  вл етс  его непригодность дл  анализа периодически нестационарных по математическому ожиданию случайных процессов.

Целью изобретени   вл етс  расщирение функциональных возможностей устройства с сохранением возможности определени  коррел ционных функций стационарных случайных сигналов.

Эта цель достигаетс  тем, что предлагаемый коррелометр содержит переключатель и узкополосный перестраиваемый фильтр, подключенный входом к входу второго аналогоцифрового преобразовател  и к входу коррелометра , а выходом соединенный с входом блоком управлени  и синхронизации, входы переключател  подключены соответственно к выходу блока вычитани  и к выходам перво го и второго аналого-цифровых преобразова телей, а его выходы соединены соответствен но с входами блока умножени  и блока за держки.

На чертеже представлена блок-схема опн сываемого коррелометра, содержащего ана лого-цифровые преобразователи 1, 2, узкополосный перестраиваемый фильтр 3, блок управлени  и синхронизации, блок 5 определени  математического ожидани , блок вы

чихани  6, переключатель 7, блок задержки 8, блок умножени  9, состо щий из схем умножени  10, блок накоплени  11, содержащий сумматоры 12, н регистратор 13.

Вход аналого-цифрового преобразовател  1 св зан с входом узкополосного перестраиваемого фильтра 3. Выход аналого-цифрового преобразовател  1 подключен к одному из входов блока вычитани  6, к контакту «а переключател  7 и к входу блока 5 определени  математического ожидани . Выход узкополосного перестраиваемого фильтра 3 подключен к входу блока 4 управлени  и синхронизации, выход последнего соединен с вторым входом аналого-цифрового преобразовател  1 и с вторым входом блока 5, выход которого подключен к второму входу блока вычитани  6. Выход блока вычитани  6 подключен к контактам «б, «д переключател  7. Контакт «б переключател  7 подключен к одному из входов каждой схемы умножени  10 блока умножени  9. Контакт «е переключател  7 подключен к второму входу одной из схем умножени  10 и к входу блока задержки 8, выходы которого св заны с входами остальных схем умножени  10. Выходы схем умножени  10 подключены к входам соответствующих сумматоров 12, объединенных в блок накоплени  11, выходы блока суммировани  св заны с входами регистратора 13. Выход аналого-цифрового преобразовател  2 соединен с контактом «г переключател  7.

Коррелометр работает следующим образом . При исследовании стационарных эргодических центрированных случайных сигналов переключатель 7 устанавливаетс  в такое положение, когда его контакт «а оказываетс  замкнут с контактом «е, контакт «г замыкаетс  с контактом «е. При таком положении переключател  выход аналого-цифрового преобразовател  1 оказываетс  непосредственно соединен с входами схем умножени  10, а выход аналого-цифрового преобразовател  2 подключаетс  к второму входу одной из схем умножени  10 и к входу блока задержки 8.

При определении функции автокоррел ции случайных сигналов периодически нестационарных по математическому ожиданию предварительно определ ют частоту периодического сигнала, если она неизвестна априори. Дл  этого исследуемый сигнал вводитс  одновременно в оба канала устройства , а переключатель 7 устанавливаетс  в такое положение, когда его контакт «а оказываетс  замкнут с контактом «в, а контакт «г замкнут с контактом Центрировани  в этом режиме не производитс , сигнал обрабатываетс  как стационарный. На выходе коррелометра образуетс  сигнал с аддитивной незатухающей периодической компонентой, частота которой равна частоте аддитивного периодического сигнала и обусловлена присутствием последнего на входе

устройства. Поскольку интервал задержки At известен и не измен етс  в процессе эксперимента , частота fo упом нутого сигнала может быть определена по формуле:

f

/о - - ,

/гДт

где; Дт - интервал задержки, п - число интервалов задержки на период сигнала на выходе коррелометра.

Далее узкополосный перестраиваемый фильтр 3 настраиваетс  на частоту /о, определенную по методике, приведенной выще. Переключатель 7 устанавливаетс  в такое

положение, при котором контакт «б замыкаетс  с контактом «е, а контакт «d - с контактом «е. При этом выход блока вычитани  6 подключаетс  к входу блока задержки 8 и к входу блока умножени  9, выход аналого-цифрового преобразовател  2 оказываетс  отключенным от схемы.

Исследуемый сигнал подаетс  одновременно на вход аналого-цифрового преобразовател  1 и на вход узкополосного перестраиваемого фильтра 3. Узконолосный перестраиваемый фильтр выдел ет первую гармоническую составл ющую периодического сигнала из аддитивной смеси входного сигнала . С выхода узкополосного перестраиваемого фильтра 3 синусоидальный сигнал подаетс  на вход блока управлени  и синхронизации выборок, управл ющего работой аналого-цифрового преобразовател  1 и блока определени  ординат математического ожидани  5.

Исследуемый сигнал, введенный в аналого-цифровой преобразователь 1, преобразуетс  в нем в цифровой код и подаетс  на вход блока вычитани  6 и на вход блока определени  ординат математического ожидани  5. В последнем определ ютс  и записываютс  значени  математического ожидани  входного сигнала в те моменты времени, в которые определ ютс  ординаты коррел ционной

функции Ryy (т), т. е. дл  т Дт; 2Дт...пДт. Операци  центрировани  входного сигнала осуществл етс  при помощи блока вычитани  6, на один вход которого поступает исследуемый сигнал, а на другой вход - цифровой код математического ожидани , записанный в блоке 5 определени  ординат математического ожидани . Блок 4 управлени  и синхронизации выборок обеспечивает синфазное поступление сигнала с выхода блока 3 определени  ординат математического ожидани  и периодической компоненты исследуемого сигнала на вход блока вычитани  6. В блоке вычитани  6 образуетс  центрированный исследуемый сигнал, который

далее вводитс  через контакты «б, «е и KOHTaiKTbi «д, «е первключагел  7 одиав ременно во все схемы умножени  10 блока умножени  9 и блок задержки 8. С выходов блока задержки 8 сигнал подаетс  на вторые входы схем умножени  10, с выходов

которых сигналы ввод тс  в соответствующие сумматоры 12, где происходит накопление и усреднение во времени текущих нроизведений пр мого и задержанного сигналов. Цифровой код, снимаемый с выходов сумматоров 12 и отображающий значени  ординат оценки искомой коррел ционной функции, вводитс  в регистратор 13- С выхода регистратора 13 производитс  считывание результатов анализа .

Таким образом, коррелометр позвол ет определ ть автокоррел ционные функции случайных сигналов, периодически нестационарных по математическому ожиданию, при сохранении возможности определени  коррел ционных функций стационарных сигналов .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Коррелометр, содержащий первый аналого-цифровой преобразователь, подключенный входом к входу устройства, второй аналогоцифровой преобразователь, управл ющий

   вход Koiopi-TO соедшк-п с nejiBbiM вы.хи,ч,ом блока упрапленп  п снихрон зации, подключенным вторым выходом через блок определени  математического ожидани  к первому

   входу блока вычитани , второй вход которого соединен с выходом второго аналого-цифрового преобразовател , блок задержки, выходы которого подключены к соответствующим входам блока умножени , соединенного

   выходами с соответствующими входами блока накоплени , подключенного выходами к соответствующим входам регистратора, отличающийс  тем, что, с целью расщирени  функциональных возможностей коррелометра , он содержит переключатель и узкоиолосный перестраиваемый фильтр, подключенный входом к входу второго аналого-цифрового преобразовател  и к входу коррелометра, а выходом соединенный с в.ходом блока управлени  и синхронизации, входы переключател  нодключены соответственно к выходу блока вычитани  и к выходам первого и второго аналого-цифровых преобразователей, а его выходы соединены соответственно с входами блока умножени  и блока задержки.

   У(-Ь}

   73