Устройство для определения оценок достоверности связи случайных процессов

 

Изобретение относится к измерению электрических величин, в частности к устройствам и способам измерения спектральных составляющих. Цель изобретения - повышение эффективности оценок связи случайных процессов - достигается в результате нахождения области достоверности получаемых оценок путем определения функции когерентности. Устройство содержит узкополосные фильтры 1, 4, 8, 12, квадраторы 2, 5, 9, 13, интегратор 3, инверторы 6, 11, 14, усилители 7, 15, объект 10 исследования, регистратор 16. Предложенное устройство позволяет определять достоверность оценок характеристик объектов путем определения функции когерентности, которая позволяет определить наличие в измерениях случайных процессов объекта внешних шумов, смещение оценок спектра из-за недостаточного разрешения по частоте, нелинейности, влияние на процесс Y/T/ кроме X/T/ других процессов. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУбЛИК (51)5 С 01 R 23/165

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОбРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4401301/24-21 (22) 31. 03. 88 (46) 07.01.90. Вюл. Р 1 (71) Коммунарский горно-металлургический институт (72) Н.Я. Портной (53) 621.317(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1325415, кл. С 05 В 23/02, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОЦЕНОК ДОСТОВЕРНОСТИ СВЯЗИ СЛУЧАЙНЫХ

ПРОЦЕССОВ (57) Изобретение относится к измерению электрических величин, в частности к устройствам и способам спектральных составляющих, Цель изобретения— повышение эффективности оценок связи случайных процессов — достигается

„„SU„„1534412 А 1

2 в результате нахождения области достоверности получаемых оценок путем определения функции когерентности.

Устройство содержит узкополосные фильтры 1, 4, 8, 12, квардраторы 2, 5, 9, 13, интегратор 3, инверторы 6, 11, 14, усилители 7, 15, объект 10 исследования, регистратор .16. Предложенное устройство позволяет определять достоверность оценок характеристик объектов путем определения функции когерентности, которая позволяет определить наличие в измерениях случайных процессов объекта внешних шумов, смещение оценок спектра из-за недостаточного разрешения по частоте, Я нелинейности, влияние на процесс y(t)., кроме x(t), других процессов. 1 ил. (P»

%67 Е

1534412 или

8 (а )/W(j )/ = j (ы)8 (ы) (2)

С учетом (2) ныражение можно записать в следующем виде:

S (û ) + S (û) - 2 Б„(ы) +

+ 2j () S (° ) (3) + где S — спектральная плотность суммы °

S — спектральная плотность разности.

Из анализа (3) нытекает, что если на входе сумматора осуществлять суммирование сигналов согласно выражения

S (Cd ) + S (43 ) 2 8х((d)

2j (со) Б(ао) = О, (4) при этом путем усиления S „(ы) н дна раза, усиливать S „(с ), добиваясь нуленого сигнала на частоте фильтрации на выходе сумматора, то значение коэфФициента усиления S (ю ) будет пропор. ционально функции когерентности на частоте фильтрации. Если обозначить коэффициент усиления через а, то можно записать из (4) S,() + S;() — 2 S„()

-aS (ю) =О, С учетом математических выкладок получаем

2 SÄ (e) / W(j < > ) / . 2/S„(j>) / — т „(ы „ (и) - 2 j „(и) °

Таким образом, коэффициент усиления S (и) равен удноенному значению функции когерентности на частоте фильтрации м .

Случайный сигнал x(t) поступает одновременно на исследуемый объект

1Ð, фильтры 1, 4 и 8 I-III каналов соответственно. Выходной сигнал у(t) объекта 10 исследования поступает на входы фильтров 12 и 8 и через иннертор 11 на вход фильтра 1. Благодаря этому посредством фильтра 1 и квадратора 2 определяется мгновенное значение мощности разности входного и выходного сигналов исследуемого сбъекта на частоте фильтрации, посредством Фильтра 8 и квадратора 9— мгновенное значение мощности суммы входного и выходного сигналон исслеБх(м )/W(j )

8 (<„>) 1хч 4

Функция когерентности„" передаточная функция; спектральная плотность входного сигнала; спектральная плотность выходного сигнала, где ) х„

Ы(„ ы)

S х

Изобретение относится к измерению электрических величин, а именно к устройствам и способам измерения спектральных составляющих н частносх 5 ти к анализаторам гармонических составляющих, с помощью фильтров и предназначено для выявления связей между случайными процессами °

Целью изобретения янляетая повьппе- 10 ние эффективности оценок связи случайных процессов, за счет нахождения области достоверности получаемых оце нок путем определения функции когерент1 ности. 15

На чертеже показана блок-схема устройства.

Устройство состоит из последовательно соединенных первого узкополосного фильтра, 1, первого квадратора 2,20 образующих I KalIBJI> выход которого соединен с входом интегратора 3, на второй вход которого поступает выход: ной сигнал II канала, состоящего иэ последовательно соединенных второ- 5 го узкополосного фильтра 4, второго кнадратора 5, первого инвертора 6, первого усилителя. На третий вход .интегратора 3 поступает также выходной сигнал ХХХ канала, состоящего из 3g последовательно соединенных третьего узкополосного фильтра 8, третьего квадратора 9. Вход объекта 10 иссле,цования соединен с входами 1-III каналов, Выход — с Входами второго 35 инвертора 11 и цепочки, состоящей из последовательно соединенных четвертого уэкополостного фильтра 12, четвертого квадратора 13, третьего инвертора 14, второго усилителя 15 с пере- 40 менным коэффициентом усиления, выход которого соединен с четвертым входом интегратора 3. 1(роме того, выход объекта 10 исследования соединен с входом третьего узкополосного фильтра 8, 45 а выход интегратора 3 — с регистратором 16.

Устройство работает следующим образом.

Можно показать, что 50

1534412 дуемого объекта, посредством фильтра

4 и квадратора 5 — мгновенное значение мощности входного сигнала объекта исследования, а посредством фильтра

12 и квадратора 13 — мгновенное значение мощности выходного сигнала объекта исследования. Частота настройки одинакова для всех узкополосных фильтров 1, 4, 8 и 12. 10

Для получения дисп ер сии, т. е.

L8z() + + ) 2 Б„()7 выходные сигналы квадраторов 2 и 9 совместно с инвертированным и усиленным в два раза сигналом квадратора 5 поступают 15 на вход интегратора 3, к выходу которого подсоединен регистратор 16. Мгновенное значение мощности выходного сигнала объекта исследования с выхода квадратора 13 через интвертор 20

14 и усилитель 15 с переменным коэффициентом усиления также поступает на вход интегратора 3. Таким образом, на входе интегратора 4 на чатоте настройки узкополосных фильтров

1, 4, 8 и 12 суммируются мгновенные значения мощностей суммы и разности . входного и выходного сигналов объекта, инвертированной и усиленной в два раза мгновенной мощности входно- 30 го сигнала, а также инвертированной и усиленной мгновенной мощности выходного сигнала объекта. На выходе интегратора 3 получается сигнал, пропорциональный алгебраической сумме:

Б (ы) + Б (ы) — 2 Б„(ы) — а Б„(ы), где а — коэффициент усиления усилителя 15.

Изменяя а, добиваются нулевого ,напряжения на выходе 3, и можно най- 40 ти значение функции когерентности на частоте настройки узкополосных фильтров:

Устройство для определения оценок достоверности связи случайных процессов, содержащее последовательно соединенные и образующие первый канал первый узкополосный фильтр, первый кнадратор, последовательно соединенные и образующие второй канал второй узкополосный фильтр, второй квадратор, первый инвертор, первый усилитель, выход которого соединен с первым входом интегратора, последовательно соединенные и образующие третий канал третий узкополосный фильтр, третий кнадратор, выход которого соединен с вторым входом интегратора, а также второй и третий инверторы, второй усилитель с переменным коэффициентом усиления, при этом выход объекта исследования соединен с входами второго инвертора и третьего узкополосного фильтра, а вход — с входами первого, второго и третьего узкополосных фильтров, выход второго инвертора соединен с входом перного узкополосного фильтра, выход интегратора соединен с регистратором, о т л ич а ю щ е е с я тем, что,. с целью повьппения точности определения оценок связи снучайных процессов путем определения функции когерентности, оно снабжено четвертым каналом, содержащим последовательно соединенные четвертый уэкополосньп фильтр, четвертый квадратор, выход которого соединен с третьим входом интегратора через последовательно соединенные третий инвертор и второй усилитель, вход четвертого узкополосного фильтра соединен с ныходом объекта исследования, а выход первого квадратора— с четвертым входом интегратора.

2 .j2 (ы) .

50 () + S,() — 2 Б„() — а.S„() = О, 45

Б (ы) + Б () — 2. Бх (ы)

Б (ы) Предлагаемое устройство по сравнению с базовым объектом позволяет определять достоверность оценок характеристик объектов путем определения функции когерентности, которая позволяет найти наличие в измерениях случайных процессов объекта внешних шумов, смещение оценок спектра ввиду недостаточного разрешения по частоте, нелинейности, влияние на процесс

y(t), кроме x(t), других процессов.

Формула изобретения