Файл: Калинчук, Б. А. Анализаторы инфразвуковых случайных процессов.pdf

Верхняя граничная частота схемы по входу «X» определяется соотношением

Точность множительных устройств, основанных на эффекте

Холла, ограничивается нестабильностью и значительной зависи­ мостью свойств полупро­

нию с другими элементами незначительно меняет свойства при изменении температуры.

Одним из путей образования произведения двух величин яв­ ляется использование соотношения

lo g a X - h lo g Qy

X Y = a

или, тождественно,

X Y = antiloga (logQX + logay).

Антилогарифмирование суммы логарифмов входных величин может быть рассмотрено по обобщенной структурной схеме, при­ веденной на рис. 1-43 [28, 82, 83, 84].

Операция антилогарифмирования осуществляется путем вклю­ чения логарифмического функционального преобразователя + In в цепь, параллельную решающему усилителю. Смысл добавления напряжений Ua и Ub к сомножителям Ux и Uy заключается в обес­ печении таким образом умножения знакопеременных величин, так как логарифмы по положительным основаниям определены только для положительных значений аргументов.

79

В качестве устройств пропорционального умножения могут быть использованы также специальные электронно-лучевые трубки с оп­ ределенным образом выполненной схемой сканирования луча элек­ тронной пушки. Так, например, в [85] описано множительное уст­ ройство на ЭЛТ с гиперболическим отклоняющим полем (рис. 1-44).

Гиперболическое поле отличается от равномерного электроста­ тического тем, что его действие на электронный луч пропорцио­ нально не только величине самого поля, но и смещению луча от осевой линии ЭЛТ. В схеме на рис. 1-44 электронный луч предва­ рительно смещается в горизонтальном направлении отклоняющей системой пропорционально напряжению Ux и поступает в гипер­ болическое поле, величина которого пропорциональна значению второго сомножителя UtJ. Полное отклонение луча в горизонталь­ ной плоскости оказывается, таким образом, функцией произведе­

и анодная система V. При смещении луча относительно разреза анодной системы равенство токов, снимаемых с каждой из ее поло­ вин, нарушается, а на выходе дифференциального усилителя ДУ возникает напряжение Uz, возвращающее луч в исходное положе­ ние. В результате получаем Uz = kUxUy. По данным авторов точ­ ность такого устройства составляет 0,5%.

Погрешностями того же порядка обладают множительные уст­ ройства на ЭЛТ с наполовину затемненным экраном и фотоэлемен­ том [86], на ЭЛТ с электростатическим отклонением и дополнитель­ ной разрезанной пластиной [87 ], на ЭЛТ-квадраторе, снабженной параболической ширмой [88].

В знакосочетательных коррелометрах, оперирующих с текущей информацией о знаках сигналов, в качестве устройств умножения используются различные логические элементы вычислительной техники. Здесь на входы множительного блока поступают сигналы, прошедшие двусторонние ограничительные устройства и имеющие стандартизованную амплитуду и случайные длительности прямо­ угольных импульсов. Клиппированные сигналы (один, в общем слу­ чае, через устройство задержки) поступают на схемы совпадения (И), определяющие длительности временных интервалов, в течение ко­

80

торых знаки входных сигналов совпадают; этот вариант (рис. 1-45) предполагает наличие в множительном устройстве (МУ) прибора схемы сборки (ИЛИ), т. е. МУ выполняет операцию:

Алгоритм (1-122) положен в основу множительного устройства цифрового знакосочетательного коррелометра, описанного Г. Кор­ ном [67] предназначенного для приближенной оценки корреляцион­ ных функций гауссовых случайных сигналов.

Иногда в знакосочетательных коррелометрах определяется не только вероятность совпадения Р++ (т), но и вероятность несовпа­

дения знаков процессов Р_,_- (т), между которыми в дальнейшем

xfi-T)

вычисляется разность. Такой вариант построения арифметического узла полярного коррелометра обладает рядом преимуществ [14]: обеспечивает высокую стабильность, широкий динамический диа­ пазон по выходу и не требует дополнительных регулировок и ка­

Изменяя %в пределах 0—тіпах и используя известное соотноше­

Алгоритм (1-123) работы множительного устройства (МУ) ис­ пользован в знакосочетательном коррелометре, описанном в [90].

Блок-схема МУ приведена на рис. 1-46. Входные сиг­ налы х г (t—т) и х 2 {t) поступают в МУ непосредственно и через

инверторы НЕ. МУ включает в себя 4 схемы совпадения, две из ко­ торых играют роль клапанов, открывающихся при совпадении зна­ ков перемножаемых сигналов, а две другие — при их несовпадении. После схем сборки сигналы поступают в реверсивный счетчик PC, режимы работы которого в направлении сложения и вычитания определяются фактами поступления сигналов соответственно из схем ИЛИ2 и ИЛИ1.

После поступления К выборок реверсивный счетчик зафикси­ рует число, равное разности количества случаев совпадения и не­ совпадения знаков выборок сигналов х г (t—т) и х2 (т). Накапли­ вающий сумматор НС, включенный на выходе схемы сборки ИЛИЗ, регистрирует полное число выборок, т. е. К. Отношение результатов

накопленных PC и НС, принимается за оценку ординаты рзн (т;). Множительные устройства квазимультипликационных коррело­ метров сочетающих в себе черты знакосочетательных и мультипли­ кационных анализаторов, выполняются различными способами [90, 91, 98]. Отправной точкой при проектировании МУ квази­ мультипликационных коррелометров является тот факт, что при переходе от умножения непрерывных или дискретно-временных случайных сигналов, принимающих бесконечное множество воз­ можных значений в области определения ± Хтах к сигналам, расквантованным по уровню на S интервалов, число возможных значе­ ний мгновенных произведений анализируемых воздействий стано­ вится конечным и во всяком случае не превышает S ”. Это обстоя­ тельство удобно использовать при построении МУ, выполняя в нем лишь логические операции, аналогичные операциям МУ знакосо­ четательной аппаратуры. Назначением МУ квазимультипликацион­ ных статистических анализаторов различного назначения является только определение и подсчет количества случаев появления каж­ дой из возможных комбинаций yjh определяемой соотношением,

(1-125)

где fly, а, в свою очередь, определяются в виде:

(1-126)

Ѳ;., Ѳ/+1 и 0(, 0 ^ , в (1-126) — границы /-го и /-го интервалов кван­

тования сигналов л: (/) и у (/) соответственно. Появление комбина­ ции уц, отличной от нуля, возможно только при одновременном попадании мгновенных ординат сигнала x(t) в /-ый, а сигнала у (/)— в /-ый интервал квантования.

W