RU2168759C1 - Method and device for estimating carrying frequency - Google Patents
Method and device for estimating carrying frequency Download PDFInfo
- Publication number
- RU2168759C1 RU2168759C1 RU99126680A RU99126680A RU2168759C1 RU 2168759 C1 RU2168759 C1 RU 2168759C1 RU 99126680 A RU99126680 A RU 99126680A RU 99126680 A RU99126680 A RU 99126680A RU 2168759 C1 RU2168759 C1 RU 2168759C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- group
- inputs
- information
- outputs
- unit
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемые объекты изобретения объединены единым изобретательским замыслом, относятся к радиоизмерительной технике. The proposed objects of the invention are united by a single inventive concept, relate to radio measurement technology.
Известен способ оценивания частоты сигнала, см. патент США N 4904930, МКИ G 01 R 23/16, 27.02,1990. Способ заключается в предварительной дискретизации сигнала в пределах полосы частот поиска, вычислении компонент спектральной плотности мощности в дискретных точках методом преобразования Фурье, выделении частотной области ΔF функции спектральной плотности мощности с максимальной концентрацией мощности и вычислении несущей частоты в этой области. A known method for evaluating the frequency of a signal, see US patent N 4904930, MKI G 01 R 23/16, 02/27/1990. The method consists in preliminary sampling the signal within the search frequency band, calculating the components of the power spectral density at discrete points by the Fourier transform method, extracting the frequency domain ΔF of the power spectral density function with the maximum power concentration, and calculating the carrier frequency in this region.
Недостатком этого способа является низкая точность оценивания частоты сигнала. The disadvantage of this method is the low accuracy of estimating the signal frequency.
Наиболее близким по своей технической сущности к заявляемому является способ по патенту RU N 2100812 C1, МКИ G 01 R 23/00, 1998. Способ-прототип заключается в предварительной дискретизации сигнала в предела полосы частот поиска, вычислении компонент спектральной плотности мощности в дискретных точках методом преобразования Фурье, выделении частотной области ΔF функции спектральной плотности мощности с максимальной концентрацией мощности сигнала, выделении спектральной компоненты с максимальной амплитудой мощности на частоте fn = n • Δf, где n = 0, 1, ... - номер спектральной компоненты, Δf - частотное расстояние между спектральными компонентами, вычислении несущей частоты сигнала.The closest in technical essence to the claimed is the method according to patent RU N 2100812 C1, MKI G 01 R 23/00, 1998. The prototype method consists in preliminary sampling the signal in the limit of the search frequency band, calculating the components of the power spectral density at discrete points by the method Fourier transform, isolating the frequency domain ΔF of the power spectral density function with the maximum signal power concentration, isolating the spectral component with the maximum power amplitude at the frequency f n = n • Δf, where n = 0, 1, ... - the number of the spectral component, Δf is the frequency distance between the spectral components, calculating the carrier frequency of the signal.
Данный способ позволяет определять несущую частоту сигнала за счет использования информации о степени гладкости спектральной плотности мощности, однако способ-прототип имеет низкую точность, так как в решении не используется весь массив исходных данных. Кроме того, для поиска максимума используются производные спектральной плотности мощности сигнала, точность определения которых ниже, чем при вычислении функций. This method allows you to determine the carrier frequency of the signal by using information about the degree of smoothness of the power spectral density, however, the prototype method has low accuracy, since the solution does not use the entire array of source data. In addition, derivatives of the spectral density of the signal power are used to search for the maximum, the accuracy of determination of which is lower than when calculating the functions.
Известно устройство оценивания несущей частоты аналогового входного сигнала, см. патент WO 91/04496, МКИ G 01 R 23/00, 4.04.1991. Устройство включает последовательно соединенные блок дискретизации входного сигнала, преобразующее устройство для получения спектральных компонент из дискретизированного сигнала, блок определения спектральной компоненты, имеющей наибольшую спектральную величину мощности, и блок присвоения частоты данной компоненты частоте оцениваемого сигнала. A device for estimating the carrier frequency of an analog input signal is known, see patent WO 91/04496, MKI G 01 R 23/00, 04.04.1991. The device includes a serially connected unit for sampling the input signal, a converting device for obtaining spectral components from the sampled signal, a unit for determining the spectral component having the largest spectral power value, and a unit for assigning the frequency of this component to the frequency of the estimated signal.
Недостатком устройства является низкая точность определения частоты сигнала. The disadvantage of this device is the low accuracy of determining the frequency of the signal.
Наиболее близким к заявленному по своей технической сущности является устройство оценивания несущей частоты, см. патент RU N 2100812 C1, МКИ G 01 R 23/00, 1998, фиг. 2. Closest to the claimed in its technical essence is a device for estimating the carrier frequency, see patent RU N 2100812 C1, MKI G 01 R 23/00, 1998, FIG. 2.
Устройство-прототип с учетом элементов синхронизации содержит последовательно соединенные первый блок памяти, блок преобразования Фурье и определения спектральной плотности мощности, блок фильтров, второй блок памяти и блок определения частоты, группы входов управления которых объединены между собой и с выходами управления блока управления, группа адресных входов которого соединена с группами адресных входов первого и второго блоков памяти. The prototype device, taking into account synchronization elements, contains a first memory block, a Fourier transform and power spectral density determination unit, a filter unit, a second memory unit and a frequency determination unit, the groups of control inputs of which are combined with each other and with the control outputs of the control unit, addressable the inputs of which are connected to groups of address inputs of the first and second memory blocks.
Благодаря использованию блока определения частоты повышается точность оценивания. By using the frequency determination unit, the accuracy of the estimation is improved.
Недостатком устройства-прототипа является низкая точность, так как оно не использует весь массив исходных данных и для поиска максимума применяются производные спектральной плотности мощности сигнала, точность определения которых ниже, чем при вычислении функций. The disadvantage of the prototype device is its low accuracy, since it does not use the entire array of source data and derivatives of the spectral density of signal power are used to find the maximum, the accuracy of which is lower than when calculating functions.
Целью заявляемых объектов изобретения является разработка способов (варианты) и устройств (варианты) оценивания несущей частоты сигнала, которые обеспечивают более высокую точность оценивания несущей частоты. The aim of the claimed objects of the invention is the development of methods (options) and devices (options) for estimating the carrier frequency of the signal, which provide higher accuracy in estimating the carrier frequency.
Поставленная цель в первом варианте заявляемого способа достигается тем, что в способе оценивания несущей частоты сигнала, заключающемся в его предварительной дискретизации в пределах полосы частот поиска, вычислении компонент его спектральной плотности мощности S(n), n = 0, 1, 2, ..., в дискретных точках методом преобразования Фурье с частотным расстоянием Δf, выделении спектральной компоненты с максимальной амплитудой мощности сигнала и соответствующего ей номера и вычислении значения несущей частоты, дополнительно после вычисления компонент спектральной плотности мощности сигнала S(n) в дискретных точках с частотным расстоянием Δf спектральную плотность мощности сигнала преобразуют методом преобразования Фурье. Элементы преобразованной спектральной плотности мощности сигнала делят на соответствующие элементы последовательности дискретных отсчетов, полученных преобразованием Фурье периодического B-сплайна заданной степени p-1, p = 2, 3, 4, ... . Полученную после деления последовательность дискретных отсчетов преобразуют методом обратного преобразования Фурье в последовательность дискретных отсчетов g(n) и вычисляют после этого компоненты спектральной плотности мощности (r, n) сигнала в пределах полосы частот поиска с заданной разрешающей способностью Δfзад по формуле
где r∈[Δf•n,Δf•(n+1)]; r = (n+τ)•Δf,
τ = (Δfзад/Δf)•d≅1; при M < 0 g(M) = 0;
d = 0, 1, 2, ... , Δf/Δfзад - целое неотрицательное число;
число сочетаний из p по j;
причем значение несущей частоты fнес сигнала вычисляют по формуле fнес = r • Δfзад, где r = 0, 1, 2, ... - номер спектральной компоненты с максимальной амплитудой мощности сигнала.The goal in the first embodiment of the proposed method is achieved by the fact that in the method of estimating the carrier frequency of the signal, which consists in its preliminary sampling within the search frequency band, calculating the components of its power spectral density S (n), n = 0, 1, 2, .. ., at discrete points by the Fourier transform method with a frequency distance Δf, separation of the spectral component with the maximum amplitude of the signal power and its corresponding number and calculation of the carrier frequency, additionally after calculating the components the spectral power density of the signal S (n) at discrete points with a frequency distance Δf, the spectral power density of the signal is converted by the Fourier transform method. The elements of the converted spectral power density of the signal power are divided into the corresponding elements of the sequence of discrete samples obtained by the Fourier transform of the periodic B-spline of a given degree p-1, p = 2, 3, 4, .... The sequence of discrete samples obtained after division is converted by the inverse Fourier transform method into a sequence of discrete samples g (n) and then the components of the power spectral density are calculated (r, n) signal within the search frequency band with a given resolution Δf ass by the formula
where r∈ [Δf • n, Δf • (n + 1)]; r = (n + τ) • Δf,
τ = (Δf back / Δf) • d≅1; for M <0, g (M) = 0;
d = 0, 1, 2, ..., Δf / Δf ass is a non-negative integer;
the number of combinations from p to j;
moreover, the value of the carrier frequency f carried signal is calculated by the formula f carried = r • Δf ass , where r = 0, 1, 2, ... is the number of the spectral component with the maximum amplitude of the signal power.
Поставленная цель во втором варианте заявляемого способа достигается тем, что в способе оценивания несущей частоты сигнала, заключающемся в его предварительной дискретизации в пределах полосы частот поиска, вычислении компонент его спектральной плотности мощности S(n), n = 0, 1, 2, ..., в дискретных точках методом преобразования Фурье с частотным расстоянием Δf, выделении спектральной компоненты с максимальной амплитудой мощности сигнала и соответствующего ей номера и вычислении значения несущей частоты, дополнительно после вычисления компонент спектральной плотности мощности S(n) сигнала в дискретных точках с частотным расстоянием Δf спектральную плотность мощности сигнала преобразуют методом преобразования Хартли. Полученную методом преобразования Хартли последовательность дискретных отсчетов умножают на матрицу преобразования из базиса Хартли в базис Фурье. Результат умножения поэлементно делят на последовательность дискретных отсчетов, полученную преобразованием Фурье от периодического B-сплайна заданной степени p-1, p = 2, 3, 4, ... . Затем вычисляют спектральные коэффициенты в базисе Хартли путем умножения полученной от деления последовательности дискретных отсчетов на матрицу преобразования из базиса Фурье в базис Хартли. Полученные спектральные коэффициенты в базисе Хартли преобразуют методом преобразования Хартли в последовательность дискретных отсчетов g(n), а затем вычисляют компоненты спектральной плотности мощности (r, n) сигнала в пределах полосы частот поиска с заданной разрешающей способностью Δfзад по формуле
где r∈[Δf•n,Δf•(n+1)]; r = (n+τ)•Δf,
τ = (Δfзад/Δf)•d≅1; при M < 0 g(M) = 0;
d = 0, 1, 2, ..., Δf/Δfзад - целое неотрицательное число;
число сочетаний из p по j;
причем значение несущей частоты fнес сигнала вычисляют по формуле fнес = r • Δfзад, где r = 0, 1, 2, ... - номер спектральной компоненты с максимальной амплитудой мощности сигнала.The goal in the second embodiment of the proposed method is achieved by the fact that in the method of estimating the carrier frequency of the signal, which consists in its preliminary sampling within the search frequency band, calculating the components of its power spectral density S (n), n = 0, 1, 2, .. ., at discrete points by the Fourier transform method with a frequency distance Δf, separation of the spectral component with the maximum amplitude of the signal power and its corresponding number and calculation of the carrier frequency, additionally after calculating the component nent of the power spectral density S (n) of the signal at discrete points with a frequency distance Δf, the spectral power density of the signal is converted by the Hartley transform method. The sequence of discrete samples obtained by the Hartley transform method is multiplied by the transformation matrix from the Hartley basis to the Fourier basis. The multiplication result is divided elementwise into a sequence of discrete samples obtained by the Fourier transform of a periodic B-spline of a given degree p-1, p = 2, 3, 4, .... Then, the spectral coefficients in the Hartley basis are calculated by multiplying the obtained from dividing the sequence of discrete samples by the transformation matrix from the Fourier basis to the Hartley basis. The obtained spectral coefficients in the Hartley basis are converted by the Hartley transform method into a sequence of discrete samples g (n), and then the components of the power spectral density are calculated (r, n) signal within the search frequency band with a given resolution Δf ass by the formula
where r∈ [Δf • n, Δf • (n + 1)]; r = (n + τ) • Δf,
τ = (Δf back / Δf) • d≅1; for M <0, g (M) = 0;
d = 0, 1, 2, ..., Δf / Δf ass is a non-negative integer;
the number of combinations from p to j;
moreover, the value of the carrier frequency f carried signal is calculated by the formula f carried = r • Δf ass , where r = 0, 1, 2, ... is the number of the spectral component with the maximum amplitude of the signal power.
Поставленная цель в третьем варианте заявляемого способа достигается тем, что в способе оценивания несущей частоты сигнала, заключающемся в его предварительной дискретизации в пределах полосы частот поиска, вычислении компонент его спектральной плотности мощности S(n), n = 0, 1, 2, ..., в дискретных точках с частотным расстоянием Δf, выделении спектральной компоненты с максимальной амплитудой мощности сигнала и соответствующего ей номера и вычислении значения несущей частоты, дополнительно после дискретизации сигнала его преобразуют методом преобразования Хартли. Полученную последовательность умножают на матрицу преобразования из базиса Хартли в базис Фурье, после чего вычисляют компоненты спектральной плотности мощности S(n) сигнала в дискретных точках с частотным расстоянием Δf. Затем компоненты спектральной плотности мощности сигнала преобразуют методом преобразования Фурье. Результат этого преобразования делят поэлементно на последовательность дискретных отсчетов, полученную преобразованием Фурье от периодического B-сплайна заданной степени p-1, p = 2, 3, 4, ... . Последовательность дискретных отсчетов после деления преобразуют методом обратного преобразования Фурье в последовательность дискретных отсчетов g(n) и вычисляют компоненты спектральной плотности мощности (r, n) сигнала в пределах полосы частот поиска с заданной разрешающей способностью Δfзад по формуле
где r∈[Δf•n,Δf•(n+1)]; r = (n+τ)•Δf;
τ = (Δfзад/Δf)•d≅1; при M < 0 g(M) = 0;
d = 0, 1, 2, ..., Δf/Δfзад- целое неотрицательное число;
число сочетаний из p по j;
причем значение несущей частоты fнес сигнала вычисляют по формуле fнес = r • Δfзад, где r = 0, 1, 2, ... - номер спектральной компоненты с максимальной амплитудой мощности сигнала.The goal in the third embodiment of the proposed method is achieved by the fact that in the method of estimating the carrier frequency of the signal, which consists in its preliminary sampling within the search frequency band, calculating the components of its power spectral density S (n), n = 0, 1, 2, .. ., at discrete points with a frequency distance Δf, the selection of the spectral component with the maximum amplitude of the signal power and the corresponding number and the calculation of the carrier frequency, additionally after sampling the signal, it is converted by the method Hartley transform. The resulting sequence is multiplied by the transformation matrix from the Hartley basis to the Fourier basis, after which the components of the power spectral density S (n) of the signal are calculated at discrete points with a frequency distance Δf. Then the components of the spectral density of the signal power are converted by the Fourier transform method. The result of this transformation is divided elementwise into a sequence of discrete samples obtained by the Fourier transform of a periodic B-spline of a given degree p-1, p = 2, 3, 4, .... The sequence of discrete samples after division is converted by the inverse Fourier transform into a sequence of discrete samples g (n) and the components of the power spectral density are calculated (r, n) signal within the search frequency band with a given resolution Δf ass by the formula
where r∈ [Δf • n, Δf • (n + 1)]; r = (n + τ) • Δf;
τ = (Δf back / Δf) • d≅1; for M <0, g (M) = 0;
d = 0, 1, 2, ..., Δf / Δf ass is a non-negative integer;
the number of combinations from p to j;
moreover, the value of the carrier frequency f carried signal is calculated by the formula f carried = r • Δf ass , where r = 0, 1, 2, ... is the number of the spectral component with the maximum amplitude of the signal power.
Поставленная цель в четвертом варианте заявляемого способа достигается тем, что в способе оценивания несущей частоты сигнала, заключающемся в его предварительной дискретизации в пределах полосы частот поиска, вычислении компонент его спектральной плотности мощности S(n), n = 0, 1, 2, ..., в дискретных точках с частотным расстоянием Δf, выделении спектральной компоненты с максимальной амплитудой мощности сигнала и соответствующего ей номера и вычислении значения несущей частоты, дополнительно после дискретизации сигнала его преобразуют методом преобразования Хартли. Полученную последовательность умножают на матрицу преобразования из базиса Хартли в базис Фурье, после чего вычисляют компоненты спектральной плотности мощности S(n) сигнала в дискретных точках с частотным расстоянием Δf. Затем компоненты спектральной плотности мощности сигнала преобразуют методом преобразования Хартли. Результат этого преобразования Хартли умножают на матрицу преобразования из базиса Хартли в базис Фурье. Результат этого умножения поэлементно делят на последовательность дискретных отсчетов, полученную преобразованием Фурье периодического B-сплайна заданной степени p-1, p = 2, 3, 4, ... . Затем вычисляют спектральные коэффициенты в базисе Хартли путем умножения полученной от деления последовательности дискретных отсчетов на матрицу преобразования из базиса Фурье в базис Хартли. Полученные спектральные коэффициенты в базисе Хартли преобразуют методом Хартли в последовательность дискретных отсчетов g(n), а затем вычисляют компоненты спектральной плотности мощности (r, n) сигнала в пределах полосы частот поиска с заданной разрешающей способностью Δfзад по формуле
где r∈[Δf•n,Δf•(n+1)]; r = (n+τ)•Δf;
τ = (Δfзад/Δf)•d≅1; при M < 0 g(M) = 0;
d = 0, 1, 2, ..., Δf/Δfзад- целое неотрицательное число;
число сочетаний из p по j;
причем значение несущей частоты fнес сигнала вычисляют по формуле fнес = r • Δfзад, где r = 0, 1, 2, ... - номер спектральной компоненты с максимальной амплитудой мощности сигнала.The goal in the fourth embodiment of the proposed method is achieved by the fact that in the method of estimating the carrier frequency of the signal, which consists in its preliminary sampling within the search frequency band, calculating the components of its power spectral density S (n), n = 0, 1, 2, .. ., at discrete points with a frequency distance Δf, the selection of the spectral component with the maximum amplitude of the signal power and the corresponding number and the calculation of the carrier frequency, additionally after sampling the signal, it is converted by the method om hartley transform. The resulting sequence is multiplied by the transformation matrix from the Hartley basis to the Fourier basis, after which the components of the power spectral density S (n) of the signal are calculated at discrete points with a frequency distance Δf. Then, the power spectral density components of the signal are converted by the Hartley transform method. The result of this Hartley transformation is multiplied by the transformation matrix from the Hartley basis to the Fourier basis. The result of this multiplication is divided elementwise into a sequence of discrete samples obtained by the Fourier transform of a periodic B-spline of a given degree p-1, p = 2, 3, 4, .... Then, the spectral coefficients in the Hartley basis are calculated by multiplying the obtained from dividing the sequence of discrete samples by the transformation matrix from the Fourier basis to the Hartley basis. The obtained spectral coefficients in the Hartley basis are converted by the Hartley method into a sequence of discrete samples g (n), and then the components of the power spectral density are calculated (r, n) signal within the search frequency band with a given resolution Δf ass by the formula
where r∈ [Δf • n, Δf • (n + 1)]; r = (n + τ) • Δf;
τ = (Δf back / Δf) • d≅1; for M <0, g (M) = 0;
d = 0, 1, 2, ..., Δf / Δf ass is a non-negative integer;
the number of combinations from p to j;
moreover, the value of the carrier frequency f carried signal is calculated by the formula f carried = r • Δf ass , where r = 0, 1, 2, ... is the number of the spectral component with the maximum amplitude of the signal power.
Поставленная цель в пятом варианте заявляемого способа достигается тем, что в способе оценивания несущей частоты сигнала, заключающемся в его предварительной дискретизации в пределах полосы частот поиска, вычислении N компонент его спектральной плотности мощности S(n) в дискретных точках методом преобразования Фурье, где количество компонент спектральной плотности мощности N = 2l, а l = 1, 2, 3, ..., выделении частотной области ΔF функции спектральной плотности мощности с максимальной концентрацией мощности сигнала, выделении спектральной компоненты с максимальной амплитудой мощности сигнала на частоте fn = n • Δf, где n = 0, 1, 2, ... - номер спектральной компоненты с максимальной амплитудой мощности сигнала, Δf - частотное расстояние между спектральными компонентами, и вычислении значения несущей частоты, дополнительно после вычисления компонент спектральной плотности мощности S(n) сигнала в дискретных точках спектральную плотность мощности сигнала преобразуют методом преобразования Фурье. Преобразованную спектральную плотность мощности сигнала поэлементно делят на последовательность дискретных отсчетов, полученную преобразованием Фурье от периодического B-сплайна заданной степени p-1, p = 2, 3, 4, ... . Полученную после деления последовательность дискретных отсчетов преобразуют методом обратного преобразования Фурье в последовательность дискретных отсчетов g(n). Затем вычисляют компоненты спектральной плотности мощности (r, n) сигнала в пределах полосы частот поиска с заданной разрешающей способностью Δfзад в промежутке от n-1 до n+1 по формуле
где r∈[Δf•n,Δf•(n+1)]; r = (n+τ)•Δf;
τ = (Δfзад/Δf)•d≅1; при M < 0 g(M) = 0;
d = 0, 1, 2, ..., Δf/Δfзад- целое неотрицательное число;
- число сочетаний из p по j;
Выделяют номер r (r = 0, 1, 2, ...) спектральной компоненты с максимальной амплитудой мощности сигнала, причем значение несущей частоты fнес сигнала вычисляют по формуле fнес = (n-1) • Δf + r • Δfзад. При этом положение спектральной компоненты с номером r = 0 соответствует положению спектральной компоненты с номером n-1, где 0 < n < N.The goal in the fifth embodiment of the proposed method is achieved by the fact that in the method of estimating the carrier frequency of the signal, which consists in its preliminary sampling within the search frequency band, the calculation of N components of its power spectral density S (n) at discrete points by the Fourier transform, where the number of components power spectral density N = 2 l, and l = 1, 2, 3, ..., ΔF frequency domain power spectral density function with the maximum power allocation signal concentration, the spectral allocation com onenty maximum amplitude power signal at frequency f n = n • Δf, where n = 0, 1, 2, ... - number of spectral signal components with maximum power amplitude, Δf - frequency spacing between spectral components, and calculating the value of the carrier frequency , in addition, after calculating the components of the power spectral density S (n) of the signal at discrete points, the spectral power density of the signal is converted by the Fourier transform. The converted spectral power density of the signal power is divided elementwise into a sequence of discrete samples obtained by the Fourier transform of a periodic B-spline of a given degree p-1, p = 2, 3, 4, .... The sequence of discrete samples obtained after division is converted by the inverse Fourier transform method into a sequence of discrete samples g (n). The power spectral density components are then calculated. (r, n) signal within the search frequency band with a given resolution Δf ass in the interval from n-1 to n + 1 according to the formula
where r∈ [Δf • n, Δf • (n + 1)]; r = (n + τ) • Δf;
τ = (Δf back / Δf) • d≅1; for M <0, g (M) = 0;
d = 0, 1, 2, ..., Δf / Δf ass is a non-negative integer;
- the number of combinations from p to j;
Isolate number r (r = 0, 1, 2, ...) spectral components with a maximum amplitude output signal, the carrier frequency value f carrying signal is calculated according to the formula f bore = (n-1) • Δf + r • Δf backside. In this case, the position of the spectral component with the number r = 0 corresponds to the position of the spectral component with the number n-1, where 0 <n <N.
Поставленная цель в шестом варианте заявляемого способа достигается тем, что в способе оценивания несущей частоты сигнала, заключающемся в его предварительной дискретизации в пределах полосы частот поиска, вычислении компонент его спектральной плотности мощности S(n), n = 0, 1, 2, ..., в дискретных точках с частотным расстоянием Δf методом преобразования Фурье, выделении спектральной компоненты с максимальной амплитудой мощности сигнала и соответствующего ей номера и вычислении значения несущей частоты, дополнительно после вычисления компонент спектральной плотности мощности S(n) сигнала в дискретных точках с частотным расстоянием Δf спектральную плотность мощности сигнала преобразуют методом преобразования Хартли. Полученную методом преобразования Хартли последовательность дискретных отсчетов поэлементно делят на последовательность дискретных отсчетов, полученную преобразованием Хартли от периодического B-сплайна заданной степени p-1, p = 2, 3, 4, ... . Полученную после деления последовательность преобразуют методом преобразования Хартли в последовательность дискретных отсчетов g(n). Затем вычисляют компоненты спектральной плотности мощности (r, n) сигнала в пределах полосы частот поиска с заданной разрешающей способностью Δfзад по формуле
где r∈[Δf•n,Δf•(n+1)]; r = (n+τ)•Δf;
τ = (Δfзад/Δf)•d≅1; при M < 0 g(M) = 0;
d = 0, 1, 2, ..., Δf/Δfзад - целое неотрицательное число;
число сочетаний из p по j;
причем значение несущей частоты fнес сигнала вычисляют по формуле fнес = r • Δfзад, где r = 0, 1, 2, ... - номер спектральной компоненты с максимальной амплитудой мощности сигнала.The goal in the sixth embodiment of the proposed method is achieved by the fact that in the method of estimating the carrier frequency of the signal, which consists in its preliminary sampling within the search frequency band, calculating the components of its power spectral density S (n), n = 0, 1, 2, .. ., at discrete points with a frequency distance Δf by the Fourier transform method, separation of the spectral component with the maximum amplitude of the signal power and its corresponding number and calculation of the carrier frequency, additionally after calculating the components the spectral power density of the signal S (n) at discrete points with a frequency distance Δf, the spectral power density of the signal is converted by the Hartley transform method. The sequence of discrete samples obtained by the Hartley transform method is divided elementwise into the sequence of discrete samples obtained by the Hartley transform from a periodic B-spline of a given degree p-1, p = 2, 3, 4, .... The sequence obtained after division is converted by the Hartley transform method into a sequence of discrete samples g (n). The power spectral density components are then calculated. (r, n) signal within the search frequency band with a given resolution Δf ass by the formula
where r∈ [Δf • n, Δf • (n + 1)]; r = (n + τ) • Δf;
τ = (Δf back / Δf) • d≅1; for M <0, g (M) = 0;
d = 0, 1, 2, ..., Δf / Δf ass is a non-negative integer;
the number of combinations from p to j;
moreover, the value of the carrier frequency f carried signal is calculated by the formula f carried = r • Δf ass , where r = 0, 1, 2, ... is the number of the spectral component with the maximum amplitude of the signal power.
Поставленная цель в седьмом варианте заявляемого способа достигается тем, что в способе оценивания несущей частоты сигнала, заключающемся в его предварительной дискретизации в пределах полосы частот поиска, вычислении компонент его спектральной плотности мощности S(n), n = 0, 1, 2, ..., в дискретных точках с частотным расстоянием Δf, выделении спектральной компоненты с максимальной амплитудой мощности сигнала и соответствующего ей номера и вычислении значения несущей частоты, дополнительно после дискретизации сигнала его преобразуют методом преобразования Хартли, затем вычисляют компоненты спектральной плотности мощности сигнала из базиса Хартли. Полученную спектральную плотность мощности S(n) сигнала преобразуют методом преобразования Хартли. Результат этого преобразования поэлементно делят на последовательность дискретных отсчетов, полученную преобразованием Хартли от периодического B-сплайна заданной степени p-1, p = 2, 3, 4, ... . Последовательность дискретных отсчетов после деления преобразуют методом преобразования Хартли в последовательность дискретных отсчетов g(n). Затем вычисляют компоненты спектральной плотности мощности (r, n) сигнала в пределах полосы частот поиска с заданной разрешающей способностью Δfзад по формуле
где r∈[Δf•n,Δf•(n+1)]; r = (n+τ)•Δf;
τ = (Δfзад/Δf)•d≅1; при M < 0 g(M) = 0;
d = 0, 1, 2, ..., Δf/Δfзад - целое неотрицательное число;
число сочетаний из p по j;
причем значение несущей частоты fнес сигнала вычисляют по формуле fнес = r • Δfзад, где r = 0, 1, 2, ... - номер спектральной компоненты с максимальной амплитудой мощности сигнала.The goal in the seventh version of the proposed method is achieved by the fact that in the method of estimating the carrier frequency of the signal, which consists in its preliminary sampling within the search frequency band, calculating the components of its power spectral density S (n), n = 0, 1, 2, .. ., at discrete points with a frequency distance Δf, the selection of the spectral component with the maximum amplitude of the signal power and the corresponding number and the calculation of the carrier frequency, additionally after sampling the signal, it is converted by the method Hartley transform, then calculate the components of the spectral power density of the signal power from the Hartley basis. The resulting power spectral density S (n) of the signal is converted by the Hartley transform method. The result of this transformation is elementwise divided by a sequence of discrete samples obtained by the Hartley transform from a periodic B-spline of a given degree p-1, p = 2, 3, 4, .... The sequence of discrete samples after division is converted by the Hartley transform method into a sequence of discrete samples g (n). The power spectral density components are then calculated. (r, n) signal within the search frequency band with a given resolution Δf ass by the formula
where r∈ [Δf • n, Δf • (n + 1)]; r = (n + τ) • Δf;
τ = (Δf back / Δf) • d≅1; for M <0, g (M) = 0;
d = 0, 1, 2, ..., Δf / Δf ass is a non-negative integer;
the number of combinations from p to j;
moreover, the value of the carrier frequency f carried signal is calculated by the formula f carried = r • Δf ass , where r = 0, 1, 2, ... is the number of the spectral component with the maximum amplitude of the signal power.
Поставленная цель в восьмом варианте заявляемого способа достигается тем, что в способе оценивания несущей частоты сигнала, заключающемся в его предварительной дискретизации в пределах полосы частот поиска, вычислении компонент его спектральной плотности мощности S(n), n = 0, 1, 2, ..., в дискретных точках с частотным расстоянием Δf, выделении спектральной компоненты с максимальной амплитудой мощности сигнала и соответствующего ей номера и вычислении значения несущей частоты, дополнительно после дискретизации сигнала его преобразуют методом преобразования Хартли. Затем вычисляют компоненты спектральной плотности мощности сигнала S(n) из базиса Хартли, после чего спектральную плотность мощности сигнала преобразуют методом преобразования Фурье. Элементы преобразованной спектральной плотности мощности сигнала делят на соответствующие элементы последовательности дискретных отсчетов, полученных преобразованием Фурье периодического B-сплайна заданной степени p-1, p = 2, 3, 4, ... . Полученную после деления последовательность дискретных отсчетов после деления преобразуют методом обратного преобразования Фурье в последовательность дискретных отсчетов g(n) и вычисляют после этого компоненты спектральной плотности мощности (r, n) сигнала в пределах полосы частот поиска с заданной разрешающей способностью Δfзад по формуле
где r∈[Δf•n,Δf•(n+1)]; r = (n+τ)•Δf;
τ = (Δfзад/Δf)•d≅1; при M < 0 g(M) = 0;
d = 0, 1, 2, ..., Δf/Δfзад- целое неотрицательное число;
число сочетаний из p по j;
причем значение несущей частоты fнес сигнала вычисляют по формуле fнес = r • Δfзад, где r = 0, 1, 2, ... - номер спектральной компоненты с максимальной амплитудой мощности сигнала.The goal in the eighth embodiment of the proposed method is achieved by the fact that in the method of estimating the carrier frequency of the signal, which consists in its preliminary sampling within the search frequency band, calculating the components of its power spectral density S (n), n = 0, 1, 2, .. ., at discrete points with a frequency distance Δf, the selection of the spectral component with the maximum amplitude of the signal power and the corresponding number and the calculation of the carrier frequency, additionally after sampling the signal, it is converted by the method Hartley transform. Then, the components of the power spectral density of the signal S (n) are calculated from the Hartley basis, after which the spectral power density of the signal is converted by the Fourier transform method. The elements of the converted spectral power density of the signal power are divided into the corresponding elements of the sequence of discrete samples obtained by the Fourier transform of the periodic B-spline of a given degree p-1, p = 2, 3, 4, .... The sequence of discrete samples obtained after division is converted after division by the inverse Fourier transform into a sequence of discrete samples g (n) and then the components of the power spectral density are calculated (r, n) signal within the search frequency band with a given resolution Δf ass by the formula
where r∈ [Δf • n, Δf • (n + 1)]; r = (n + τ) • Δf;
τ = (Δf back / Δf) • d≅1; for M <0, g (M) = 0;
d = 0, 1, 2, ..., Δf / Δf ass is a non-negative integer;
the number of combinations from p to j;
moreover, the value of the carrier frequency f carried signal is calculated by the formula f carried = r • Δf ass , where r = 0, 1, 2, ... is the number of the spectral component with the maximum amplitude of the signal power.
Поставленная цель в девятом варианте заявляемого способа достигается тем, что в способе оценивания несущей частоты сигнала, заключающемся в его предварительной дискретизации в пределах полосы частот поиска, вычислении N компонент его спектральной плотности мощности S(n) в дискретных точках методом преобразования Фурье, где количество компонент спектральной плотности мощности N = 2l, а l = 1, 2, 3, ..., выделении частотной области ΔF функции спектральной плотности мощности с максимальной концентрацией мощности сигнала, выделении спектральной компоненты с максимальной амплитудой мощности сигнала на частоте fn = n • Δf, где n = 0, 1, 2, ... - номер спектральной компоненты с максимальной амплитудой мощности сигнала, Δf - частотное расстояние между спектральными компонентами, и вычислении значения несущей частоты, дополнительно после вычисления компонент спектральной плотности мощности S(n) сигнала в дискретных точках спектральную плотность мощности преобразуют методом преобразования Хартли. Полученную методом преобразования Хартли последовательность дискретных отсчетов поэлементно делят на последовательность дискретных отсчетов, полученную преобразованием Хартли периодического B-сплайна заданной степени p-1, p = 2, 3, 4, ... . Полученную после деления последовательность дискретных отсчетов преобразуют методом преобразования Хартли в последовательность дискретных отсчетов g(n). Затем вычисляют компоненты спектральной плотности мощности (r, n) сигнала в пределах полосы частот поиска с заданной разрешающей способностью Δfзад в промежутке от n-1 до n+1 по формуле
где r∈[Δf•n,Δf•(n+1)]; r = (n+τ)•Δf;
τ = (Δfзад/Δf)•d≅1; при M < 0 g(M) = 0;
d = 0, 1, 2, ..., Δf/Δfзад- целое неотрицательное число;
число сочетаний из p по j;
Выделяют номер r (r = 0, 1, 2, ...) спектральной компоненты с максимальной амплитудой мощности сигнала, причем значение несущей частоты fнес сигнала вычисляют по формуле fнес = (n-1) • Δf + r • Δfзад. При этом положение спектральной компоненты с номером r = 0 соответствует положению спектральной компоненты с номером n-1, где 0 < n < N.The goal in the ninth embodiment of the proposed method is achieved by the fact that in the method of estimating the carrier frequency of the signal, which consists in its preliminary sampling within the search frequency band, the calculation of N components of its power spectral density S (n) at discrete points by the Fourier transform, where the number of components power spectral density N = 2 l, and l = 1, 2, 3, ..., ΔF frequency domain power spectral density function with the allocation of a maximum concentration of signal power, spectral allocation for mponenty maximum amplitude power signal at frequency f n = n • Δf, where n = 0, 1, 2, ... - number of spectral signal components with maximum power amplitude, Δf - frequency spacing between spectral components, and calculating the value of the carrier frequency , additionally, after calculating the components of the power spectral density S (n) of the signal at discrete points, the power spectral density is converted by the Hartley transform method. The sequence of discrete samples obtained by the Hartley transform method is elementwise divided by the sequence of discrete samples obtained by the Hartley transform of a periodic B-spline of a given degree p-1, p = 2, 3, 4, .... The sequence of discrete samples obtained after division is converted by the Hartley transform method into a sequence of discrete samples g (n). The power spectral density components are then calculated. (r, n) signal within the search frequency band with a given resolution Δf ass in the interval from n-1 to n + 1 according to the formula
where r∈ [Δf • n, Δf • (n + 1)]; r = (n + τ) • Δf;
τ = (Δf back / Δf) • d≅1; for M <0, g (M) = 0;
d = 0, 1, 2, ..., Δf / Δf ass is a non-negative integer;
the number of combinations from p to j;
Isolate number r (r = 0, 1, 2, ...) spectral components with a maximum amplitude output signal, the carrier frequency value f carrying signal is calculated according to the formula f bore = (n-1) • Δf + r • Δf backside. In this case, the position of the spectral component with the number r = 0 corresponds to the position of the spectral component with the number n-1, where 0 <n <N.
Указанная новая совокупность существенных признаков заявленных способов (варианты) позволяет осуществлять измерение частоты путем использования информации о гладкости спектральной плотности мощности, заложенной во всех дискретных отсчетах спектральной плотности мощности, чем и достигается более высокая точность оценивания несущей частоты. The specified new set of essential features of the claimed methods (options) allows you to measure the frequency by using the information about the smoothness of the power spectral density embedded in all discrete samples of the power spectral density, which achieves a higher accuracy of the carrier frequency estimation.
Поставленная цель в первом варианте заявленного устройства, реализующего первый вариант способа оценивания несущей частоты сигнала, достигается тем, что в устройстве оценивания несущей частоты, содержащем аналого-цифровой преобразователь, первый и второй блоки памяти, блок преобразования Фурье и определения спектральной плотности мощности, умножитель, блок определения частоты и блок управления, первый выход которого соединен со входом разрешения аналого-цифрового преобразователя, информационный вход которого является информационной шиной устройства оценивания несущей частоты, выход готовности соединен с четвертым входом блока управления, а группа информационных выходов соединена с группой информационных входов первого блока памяти, группа входов управления которого объединена с группами входов управления блока преобразования Фурье и определения спектральной плотности мощности, второго блока памяти, блока определения частоты и третьей группой выходов блока управления, вторая группа выходов которого соединена с группами адресных входов второго и первого блоков памяти, группа информационных выходов которого соединена с группой информационных входов блока преобразования Фурье и определения спектральной плотности мощности, дополнительно введены третий, четвертый, пятый и шестой блоки памяти, блок быстрого преобразования Фурье и блок обратного быстрого преобразования Фурье и определения спектральной плотности мощности. Группа информационных выходов блока преобразования Фурье и определения спектральной плотности мощности соединена с группой информационных входов второго блока памяти. Группа информационных выходов второго блока памяти соединена с группой информационных входов блока быстрого преобразования Фурье. Группа информационных выходов блока быстрого преобразования Фурье соединена с группой информационных входов четвертого блока памяти. Группа адресных входов четвертого блока памяти объединена с группами адресных входов третьего, пятого и шестого блоков памяти, со второй группой выходов блока управления. Группа информационных выходов четвертого блока памяти соединена с первой группой входов умножителя. Вторая группа входов умножителя соединена с группой информационных выходов третьего блока памяти. Группа выходов умножителя соединена с группой информационных входов пятого блока памяти. Группа входов управления пятого блока памяти объединена с группами входов управления четвертого и шестого блоков памяти, блока обратного быстрого преобразования Фурье и определения спектральной плотности мощности, блока быстрого преобразования Фурье и третьей группой выходов блока управления. Группа информационных выходов пятого блока памяти соединена с группой информационных входов блока обратного быстрого преобразования Фурье и определения спектральной плотности мощности. Группа информационных выходов блока обратного быстрого преобразования Фурье и определения спектральной плотности мощности соединена с группой информационных входов шестого блока памяти. Группа информационных выходов шестого блока памяти соединена с группой информационных входов блока определения частоты. Группа выходов блока определения частоты является выходной шиной устройства оценивания несущей частоты. Тактовая шина устройства оценивания несущей частоты соединена с тактовым входом аналого-цифрового преобразователя. The goal in the first embodiment of the claimed device that implements the first version of the method for estimating the carrier frequency of the signal is achieved by the fact that in the device for estimating the carrier frequency containing an analog-to-digital converter, the first and second memory blocks, the Fourier transform unit and determine the spectral power density, multiplier, a frequency determining unit and a control unit, the first output of which is connected to a resolution input of an analog-to-digital converter, the information input of which is information by the bus of the carrier frequency estimator, the ready output is connected to the fourth input of the control unit, and the group of information outputs is connected to the group of information inputs of the first memory unit, the group of control inputs of which is combined with the groups of control inputs of the Fourier transform unit and determining the spectral power density of the second memory unit , the frequency determination unit and the third group of outputs of the control unit, the second group of outputs of which are connected to the groups of address inputs of the second and first block In memory, the group of information outputs of which is connected to the group of information inputs of the Fourier transform unit and determining the power spectral density, the third, fourth, fifth, and sixth memory blocks, the fast Fourier transform unit, and the inverse fast Fourier transform unit and determining the power spectral density are additionally introduced. The group of information outputs of the Fourier transform unit and determining the spectral power density is connected to the group of information inputs of the second memory block. The group of information outputs of the second memory block is connected to the group of information inputs of the fast Fourier transform block. The group of information outputs of the fast Fourier transform unit is connected to the group of information inputs of the fourth memory block. The group of address inputs of the fourth memory block is combined with the groups of address inputs of the third, fifth and sixth memory blocks, with the second group of outputs of the control unit. The group of information outputs of the fourth memory block is connected to the first group of inputs of the multiplier. The second group of inputs of the multiplier is connected to the group of information outputs of the third memory block. The group of outputs of the multiplier is connected to the group of information inputs of the fifth memory block. The control input group of the fifth memory block is combined with the control input group of the fourth and sixth memory blocks, the inverse fast Fourier transform block and determining the spectral power density, the fast Fourier transform block, and the third group of outputs of the control block. The group of information outputs of the fifth memory block is connected to the group of information inputs of the inverse fast Fourier transform block and determining the spectral power density. The group of information outputs of the inverse fast Fourier transform block and determining the spectral power density is connected to the group of information inputs of the sixth memory block. The group of information outputs of the sixth memory unit is connected to the group of information inputs of the frequency determination unit. The group of outputs of the frequency determination unit is the output bus of the carrier frequency estimator. The clock bus of the carrier frequency estimator is connected to the clock input of the analog-to-digital converter.
Поставленная цель во втором варианте заявленного устройства, реализующего второй вариант способа оценивания несущей частоты сигнала, достигается тем, что в устройстве оценивания несущей частоты, содержащем аналого-цифровой преобразователь, первый и второй блоки памяти, блок преобразования Фурье и определения спектральной плотности мощности, первый умножитель, блок определения частоты и блок управления, первый выход которого соединен со входом разрешения аналого-цифрового преобразователя, информационный вход которого является информационной шиной устройства оценивания несущей частоты, выход готовности соединен с четвертым входом блока управления, а группа информационных выходов соединена с группой информационных входов первого блока памяти, группа входов управления которого объединена с группами входов управления блока преобразования Фурье и определения спектральной плотности мощности, второго блока памяти, блока определения частоты и третьей группой выходов блока управления, вторая группа выходов которого соединена с группами адресных входов второго и первого блоков памяти, группа информационных выходов которого соединена с группой информационных входов блока преобразования Фурье и определения спектральной плотности мощности, дополнительно введены третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой и восьмой блоки памяти, второй и третий умножители, блок преобразования Хартли и блок преобразования Хартли и определения спектральной плотности мощности. Группа информационных выходов блока преобразования Фурье и определения спектральной плотности мощности соединена с группой информационных входов второго блока памяти. Группа информационных выходов второго блока памяти соединена с группой информационных входов блока преобразования Хартли. Группа управляющих входов блока преобразования Хартли объединена с группами управляющих входов третьего, четвертого, пятого, шестого, седьмого и восьмого блоков памяти, блока преобразования Хартли и определения спектральной плотности мощности и третьей группой выходов блока управления. Группа информационных выходов блока преобразования Хартли соединена с группой информационных входов четвертого блока памяти. Адресная группа входов четвертого блока памяти соединена со второй группой выходов блока управления, формирующего команды на поочередное считывание значений, записанных в четвертом блоке памяти. Адресная группа входов последнего объединена с группами адресных входов третьего, пятого, шестого, седьмого и восьмого блоков памяти. Группа информационных выходов четвертого блока памяти соединена с первой группой входов первого умножителя. Вторая группа входов первого умножителя соединена с группой информационных выходов третьего блока памяти. Группа выходов первого умножителя соединена со второй группой входов второго умножителя. Первая группа входов второго умножителя соединена с группой информационных выходов пятого блока памяти. Группа выходов второго умножителя соединена со второй группой входов третьего умножителя. Первая группа входов третьего умножителя соединена с группой информационных выходов шестого блока памяти. Группа выходов третьего умножителя соединена с группой информационных входов седьмого блока памяти. Группа информационных выходов седьмого блока памяти соединена с группой информационных входов блока преобразования Хартли и определения спектральной плотности мощности. Группа информационных выходов блока преобразования Хартли и определения спектральной плотности мощности соединена с группой информационных входов восьмого блока памяти. Группа информационных выходов восьмого блока памяти соединена с группой информационных входов блока определения частоты. Группа выходов блока определения частоты является выходной шиной устройства оценивания несущей частоты. Тактовая шина устройства оценивания несущей частоты соединена с тактовым входом аналого-цифрового преобразователя. The goal in the second embodiment of the claimed device that implements the second variant of the method of estimating the carrier frequency of the signal is achieved by the fact that in the device for evaluating the carrier frequency containing an analog-to-digital converter, the first and second memory blocks, the Fourier transform unit and determine the spectral power density, the first multiplier , a frequency determination unit and a control unit, the first output of which is connected to a resolution input of an analog-to-digital converter, the information input of which is information by the carrier bus of the carrier frequency estimator, the readiness output is connected to the fourth input of the control unit, and the group of information outputs is connected to the group of information inputs of the first memory unit, the group of control inputs of which is combined with the groups of control inputs of the Fourier transform unit and determining the spectral power density of the second memory unit , the frequency determination unit and the third group of outputs of the control unit, the second group of outputs of which are connected to the groups of address inputs of the second and first memory blocks, the group of information outputs of which are connected to the group of information inputs of the Fourier transform unit and determining the spectral power density, additionally introduced the third, fourth, fifth, sixth, seventh and eighth memory blocks, the second and third multipliers, the Hartley transform block and the Hartley transform block and determining spectral power density. The group of information outputs of the Fourier transform unit and determining the spectral power density is connected to the group of information inputs of the second memory block. The group of information outputs of the second memory block is connected to the group of information inputs of the Hartley transform block. The group of control inputs of the Hartley transform block is combined with the groups of control inputs of the third, fourth, fifth, sixth, seventh and eighth memory blocks, the Hartley transform block and determining the spectral power density, and the third group of outputs of the control block. The group of information outputs of the Hartley transform block is connected to the group of information inputs of the fourth memory block. The address group of inputs of the fourth memory block is connected to the second group of outputs of the control unit, which generates commands for sequentially reading the values recorded in the fourth memory block. The address group of inputs of the latter is combined with groups of address inputs of the third, fifth, sixth, seventh and eighth memory blocks. The group of information outputs of the fourth memory block is connected to the first group of inputs of the first multiplier. The second group of inputs of the first multiplier is connected to the group of information outputs of the third memory block. The group of outputs of the first multiplier is connected to the second group of inputs of the second multiplier. The first group of inputs of the second multiplier is connected to the group of information outputs of the fifth memory block. The group of outputs of the second multiplier is connected to the second group of inputs of the third multiplier. The first group of inputs of the third multiplier is connected to the group of information outputs of the sixth memory block. The group of outputs of the third multiplier is connected to the group of information inputs of the seventh memory block. The group of information outputs of the seventh memory block is connected to the group of information inputs of the Hartley transform block and determining the spectral power density. The group of information outputs of the Hartley transform block and the determination of the power spectral density is connected to the group of information inputs of the eighth memory block. The group of information outputs of the eighth memory unit is connected to the group of information inputs of the frequency determination unit. The group of outputs of the frequency determination unit is the output bus of the carrier frequency estimator. The clock bus of the carrier frequency estimator is connected to the clock input of the analog-to-digital converter.
Поставленная цель в третьем варианте заявленного устройства, реализующего третий вариант способа оценивания несущей частоты сигнала, достигается тем, что в устройстве оценивания несущей частоты, содержащем аналого-цифровой преобразователь, первый и второй блоки памяти, первый умножитель, блок определения частоты и блок управления, причем информационный вход аналого-цифрового преобразователя является информационной шиной устройства оценивания несущей частоты, вход разрешения которого соединен с первым выходом блока управления, четвертый вход которого соединен с выходом готовности аналого-цифрового преобразователя, группа информационных выходов которого соединена с группой информационных входов первого блока памяти, группа входов управления которого объединена с группами входов управления второго блока памяти и блока определения частоты и третьей группой выходов блока управления, а группа адресных входов первого блока памяти объединена с группой адресных входов второго блока памяти и второй группой выходов блока управления, дополнительно введены блок преобразования Хартли, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой и восьмой блоки памяти, блок определения спектральной плотности мощности и преобразования Фурье, второй умножитель и блок обратного преобразования Фурье и определения спектральной плотности мощности. Группа информационных выходов первого блока памяти соединена с группой информационных входов блока преобразования Хартли. Группа входов управления блока преобразования Хартли объединена с группами входов управления третьего, четвертого, пятого, шестого, седьмого и восьмого блоков памяти, блока обратного преобразования Фурье и определения спектральной плотности мощности, блока определения спектральной плотности мощности и преобразования Фурье и третьей группой выходов блока управления, по сигналам которого производится вычисление компонент спектральной плотности мощности и преобразование Фурье в блоке определения спектральной плотности мощности и преобразования Фурье. Группа информационных выходов блока преобразования Хартли соединена с группой информационных входов второго блока памяти. Группа адресных входов второго блока памяти объединена с группами адресных входов третьего, четвертого, пятого, шестого, седьмого и восьмого блоков памяти. Группа информационных выходов второго блока памяти соединена с первой группой входов первого умножителя. Вторая группа входов первого умножителя соединена с группой информационных выходов третьего блока памяти. Группа выходов первого умножителя соединена с группой информационных входов четвертого блока памяти. Группа информационных выходов четвертого блока памяти соединена с группой информационных входов блока определения спектральной плотности мощности и преобразования Фурье. Группа информационных выходов блока определения спектральной плотности мощности и преобразования Фурье соединена с группой информационных входов шестого блока памяти. Группа информационных выходов шестого блока памяти соединена с первой группой входов второго умножителя. Вторая группа входов второго умножителя соединена с группой информационных выходов пятого блока памяти. Группа выходов второго умножителя соединена с группой информационных входов седьмого блока памяти. Группа информационных выходов седьмого блока памяти соединена с группой информационных входов блока обратного преобразования Фурье и определения спектральной плотности мощности. Группа информационных выходов блока обратного преобразования Фурье и определения спектральной плотности мощности соединена с группой информационных входов восьмого блока памяти. Группа информационных выходов восьмого блока памяти соединена с группой информационных входов блока определения частоты. Группа выходов блока определения частоты является выходной шиной устройства оценивания несущей частоты. Тактовая шина устройства оценивания несущей частоты соединена с тактовым входом аналого-цифрового преобразователя. The goal in the third embodiment of the claimed device that implements the third version of the method for estimating the carrier frequency of the signal is achieved by the fact that in the device for evaluating the carrier frequency containing an analog-to-digital converter, the first and second memory blocks, the first multiplier, the frequency determination unit and the control unit, the information input of the analog-to-digital converter is the information bus of the carrier frequency estimator, the resolution input of which is connected to the first output of the control unit, four The closed input of which is connected to the ready output of an analog-to-digital converter, the group of information outputs of which is connected to the group of information inputs of the first memory block, the group of control inputs of which is combined with the groups of control inputs of the second memory block and the frequency determination block and the third group of outputs of the control block, and the group address inputs of the first memory unit is combined with a group of address inputs of the second memory unit and the second group of outputs of the control unit, an additional conversion unit is introduced Hartley, third, fourth, fifth, sixth, seventh and eighth memory blocks, a unit for determining the spectral power density and Fourier transform, a second multiplier and a block for the inverse Fourier transform and determining the spectral power density. The group of information outputs of the first memory block is connected to the group of information inputs of the Hartley transform block. The group of control inputs of the Hartley transform unit is combined with the groups of control inputs of the third, fourth, fifth, sixth, seventh and eighth memory blocks, the inverse Fourier transform unit and determining the spectral power density, the unit for determining the spectral power density and Fourier transform, and the third group of outputs of the control unit, the signals of which are used to calculate the components of the power spectral density and the Fourier transform in the unit for determining the power spectral density, etc. Fourier transform. The group of information outputs of the Hartley transform block is connected to the group of information inputs of the second memory block. The group of address inputs of the second memory block is combined with the groups of address inputs of the third, fourth, fifth, sixth, seventh and eighth memory blocks. The group of information outputs of the second memory block is connected to the first group of inputs of the first multiplier. The second group of inputs of the first multiplier is connected to the group of information outputs of the third memory block. The group of outputs of the first multiplier is connected to the group of information inputs of the fourth memory block. The group of information outputs of the fourth memory block is connected to the group of information inputs of the unit for determining the spectral power density and Fourier transform. The group of information outputs of the unit for determining the spectral power density and Fourier transform is connected to the group of information inputs of the sixth memory block. The group of information outputs of the sixth memory unit is connected to the first group of inputs of the second multiplier. The second group of inputs of the second multiplier is connected to the group of information outputs of the fifth memory block. The group of outputs of the second multiplier is connected to the group of information inputs of the seventh memory block. The group of information outputs of the seventh memory block is connected to the group of information inputs of the inverse Fourier transform block and determining the spectral power density. The group of information outputs of the inverse Fourier transform block and determining the spectral power density is connected to the group of information inputs of the eighth memory block. The group of information outputs of the eighth memory unit is connected to the group of information inputs of the frequency determination unit. The group of outputs of the frequency determination unit is the output bus of the carrier frequency estimator. The clock bus of the carrier frequency estimator is connected to the clock input of the analog-to-digital converter.
Поставленная цель в четвертом варианте заявленного устройства, реализующего четвертый вариант способа оценивания несущей частоты сигнала, достигается тем, что в устройстве оценивания несущей частоты, содержащем аналого-цифровой преобразователь, первый и второй блоки памяти, первый умножитель, блок определения частоты и блок управления, причем информационный вход аналого-цифрового преобразователя является информационной шиной устройства оценивания несущей частоты, вход разрешения которого соединен с первым выходом блока управления, четвертый вход которого соединен с выходом готовности аналого-цифрового преобразователя, группа информационных выходов которого соединена с группой информационных входов первого блока памяти, группа входов управления которого объединена с группами входов управления второго блока памяти и блока определения частоты и третьей группой выходов блока управления, а группа адресных входов первого блока памяти объединена с группой адресных входов второго блока памяти и второй группой выходов блока управления, дополнительно введены третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой, девятый и десятый блоки памяти, второй, третий и четвертый умножители, блок преобразования Хартли, блок определения спектральной плотности мощности и преобразования Хартли и блок преобразования Хартли и определения спектральной плотности мощности. Группа информационных выходов первого блока памяти соединена с группой информационных входов блока преобразования Хартли Группа входов управления блока преобразования Хартли объединена с группами входов управления третьего, четвертого, пятого, шестого, седьмого, восьмого, девятого и десятого блоков памяти, группой входов управления блока определения спектральной плотности мощности и преобразования Хартли, группой входов управления блока преобразования Хартли и определения спектральной плотности мощности и третьей группой выходов блока управления. Группа информационных выходов блока преобразования Хартли соединена с группой информационных входов второго блока памяти. Группа информационных выходов второго блока памяти соединена с первой группой входов первого умножителя. Вторая группа входов первого умножителя соединена с группой информационных выходов третьего блока памяти. Группа выходов первого умножителя соединена с группой информационных входов четвертого блока памяти. Группа адресных входов четвертого блока памяти объединена с группами адресных входов третьего, пятого, шестого, седьмого, восьмого, девятого и десятого блоков памяти. Группа информационных выходов четвертого блока памяти соединена с группой информационных входов блока определения спектральной плотности мощности и преобразования Хартли. Группа информационных выходов блока определения спектральной плотности мощности и преобразования Хартли соединена с группой информационных входов шестого блока памяти. Группа информационных выходов шестого блока памяти соединена с первой группой входов второго умножителя. Вторая группа входов второго умножителя соединена с группой информационных выходов пятого блока памяти. Группа выходов второго умножителя соединена со второй группой входов третьего умножителя. Первая группа входов третьего умножителя соединена с группой информационных выходов седьмого блока памяти. Группа выходов третьего умножителя соединена со второй группой входов четвертого умножителя. Первая группа входов четвертого умножителя соединена с группой информационных выходов восьмого блока памяти. Группа выходов четвертого умножителя соединена с группой информационных входов девятого блока памяти. Группа информационных выходов девятого блока памяти соединена с группой информационных входов блока преобразования Хартли и определения спектральной плотности мощности. Группа информационных выходов блока преобразования Хартли и определения спектральной плотности мощности соединена с группой информационных входов десятого блока памяти. Группа информационных выходов десятого блока памяти соединена с группой информационных входов блока определения частоты. Группа информационных выходов блока определения частоты является выходной шиной устройства оценивания несущей частоты. Тактовая шина устройства оценивания несущей частоты соединена с тактовым входом аналого-цифрового преобразователя. The goal in the fourth embodiment of the claimed device that implements the fourth version of the method for estimating the carrier frequency of the signal is achieved by the fact that in the device for estimating the carrier frequency containing an analog-to-digital converter, the first and second memory blocks, the first multiplier, the frequency determination unit and the control unit, the information input of the analog-to-digital converter is the information bus of the carrier frequency estimator, the resolution input of which is connected to the first output of the control unit the fourth input of which is connected to the readiness output of the analog-to-digital converter, the group of information outputs of which is connected to the group of information inputs of the first memory unit, the group of control inputs of which is combined with the groups of control inputs of the second memory unit and the frequency determination unit and the third group of outputs of the control unit, and the group of address inputs of the first memory unit is combined with the group of address inputs of the second memory unit and the second group of outputs of the control unit, a third is additionally introduced, fourth, fifth, sixth, seventh, eighth, ninth and tenth memory blocks, second, third and fourth multipliers, a Hartley transform block, a power spectral density and Hartley transform block and a Hartley transform and power spectral density block. The group of information outputs of the first memory block is connected to the group of information inputs of the Hartley transform block The group of inputs of the control of the Hartley transform block is combined with the groups of control inputs of the third, fourth, fifth, sixth, seventh, eighth, ninth and tenth memory blocks, the group of control inputs of the spectral density determination block power and Hartley transform, by the group of control inputs of the Hartley transform block and determining the spectral power density and the third group of outputs control unit. The group of information outputs of the Hartley transform block is connected to the group of information inputs of the second memory block. The group of information outputs of the second memory block is connected to the first group of inputs of the first multiplier. The second group of inputs of the first multiplier is connected to the group of information outputs of the third memory block. The group of outputs of the first multiplier is connected to the group of information inputs of the fourth memory block. The group of address inputs of the fourth memory block is combined with the groups of address inputs of the third, fifth, sixth, seventh, eighth, ninth and tenth memory blocks. The group of information outputs of the fourth memory block is connected to the group of information inputs of the unit for determining the spectral power density and Hartley transform. The group of information outputs of the unit for determining the spectral density of power and the Hartley transform is connected to the group of information inputs of the sixth memory block. The group of information outputs of the sixth memory unit is connected to the first group of inputs of the second multiplier. The second group of inputs of the second multiplier is connected to the group of information outputs of the fifth memory block. The group of outputs of the second multiplier is connected to the second group of inputs of the third multiplier. The first group of inputs of the third multiplier is connected to the group of information outputs of the seventh memory block. The group of outputs of the third multiplier is connected to the second group of inputs of the fourth multiplier. The first group of inputs of the fourth multiplier is connected to the group of information outputs of the eighth memory block. The group of outputs of the fourth multiplier is connected to the group of information inputs of the ninth memory block. The group of information outputs of the ninth memory block is connected to the group of information inputs of the Hartley transform block and determining the spectral power density. The group of information outputs of the Hartley transform block and the determination of the power spectral density is connected to the group of information inputs of the tenth memory block. The group of information outputs of the tenth memory block is connected to the group of information inputs of the frequency determination unit. The group of information outputs of the frequency determination unit is the output bus of the carrier frequency estimator. The clock bus of the carrier frequency estimator is connected to the clock input of the analog-to-digital converter.
Поставленная цель в пятом варианте заявленного устройства, реализующего пятый вариант способа оценивания несущей частоты сигнала, достигается тем, что в устройстве оценивания несущей частоты, содержащем аналого-цифровой преобразователь, первый и второй блоки памяти, блок преобразования Фурье и определения спектральной плотности мощности, умножитель, блок определения частоты и блок управления, первый выход которого соединен со входом разрешения аналого-цифрового преобразователя, информационный вход которого является информационной шиной устройства оценивания несущей частоты, выход готовности соединен с четвертым входом блока управления, а группа информационных выходов соединена с группой информационных входов первого блока памяти, группа входов управления которого объединена с группами входов управления блока преобразования Фурье и определения спектральной плотности мощности, второго блока памяти, блока определения частоты и третьей группой выходов блока управления, вторая группа выходов которого соединена с группами адресных входов второго и первого блоков памяти, группа информационных выходов которого соединена с группой информационных входов блока преобразования Фурье и определения спектральной плотности мощности, дополнительно введены третий, четвертый, пятый и шестой блоки памяти, блок быстрого преобразования Фурье и блок обратного быстрого преобразования Фурье и определения спектральной плотности мощности. Группа информационных выходов блока преобразования Фурье и определения спектральной плотности мощности соединена с группами информационных входов шестого блока памяти и второго блока памяти. Группа информационных выходов второго блока памяти соединена с группой информационных входов блока быстрого преобразования Фурье. Группа входов управления блока быстрого преобразования Фурье объединена с группами входов управления четвертого, пятого и шестого блоков памяти, блока обратного быстрого преобразования Фурье и определения спектральной плотности мощности и третьей группой выходов блока управления. Группа информационных выходов блока быстрого преобразования Фурье соединена с группой информационных входов четвертого блока памяти. Группа адресных входов четвертого блока памяти объединена с группами адресных входов третьего, пятого и шестого блоков памяти. Группа информационных выходов четвертого блока памяти соединена со второй группой входов умножителя. Первая группа входов умножителя соединена с группой информационных выходов третьего блока памяти. Группа выходов умножителя соединена с группой информационных входов пятого блока памяти. Группа информационных выходов пятого блока памяти соединена с группой информационных входов блока обратного быстрого преобразования Фурье и определения спектральной плотности мощности. Группа информационных выходов блока обратного быстрого преобразования Фурье и определения спектральной плотности мощности поразрядно соединена с группой информационных входов шестого блока памяти. Группа информационных выходов шестого блока памяти соединена с группой информационных входов блока определения частоты. Группа выходов блока определения частоты является выходной шиной устройства оценивания несущей частоты. Тактовая шина устройства оценивания несущей частоты соединена с тактовым входом аналого-цифрового преобразователя. The goal in the fifth embodiment of the claimed device that implements the fifth version of the method for estimating the carrier frequency of the signal is achieved by the fact that in the device for evaluating the carrier frequency containing an analog-to-digital converter, the first and second memory blocks, the Fourier transform unit and determine the spectral power density, multiplier, a frequency determining unit and a control unit, the first output of which is connected to a resolution input of an analog-to-digital converter, the information input of which is information bus device for estimating the carrier frequency, the ready output is connected to the fourth input of the control unit, and the group of information outputs is connected to the group of information inputs of the first memory unit, the group of control inputs of which is combined with the groups of control inputs of the Fourier transform unit and determining the spectral power density of the second memory unit, frequency determination unit and a third group of outputs of the control unit, the second group of outputs of which are connected to groups of address inputs of the second and first blocks memory, the group of information outputs of which is connected to the group of information inputs of the Fourier transform unit and determining the spectral power density, additionally introduced the third, fourth, fifth and sixth memory blocks, the fast Fourier transform unit and the inverse fast Fourier transform unit and determining the spectral power density. The group of information outputs of the Fourier transform unit and determining the spectral power density is connected to the groups of information inputs of the sixth memory block and the second memory block. The group of information outputs of the second memory block is connected to the group of information inputs of the fast Fourier transform block. The group of control inputs of the fast Fourier transform block is combined with the groups of control inputs of the fourth, fifth and sixth memory blocks, the inverse fast Fourier transform block and determining the spectral power density and the third group of outputs of the control block. The group of information outputs of the fast Fourier transform unit is connected to the group of information inputs of the fourth memory block. The group of address inputs of the fourth memory block is combined with the group of address inputs of the third, fifth and sixth memory blocks. The group of information outputs of the fourth memory block is connected to the second group of inputs of the multiplier. The first group of inputs of the multiplier is connected to the group of information outputs of the third memory block. The group of outputs of the multiplier is connected to the group of information inputs of the fifth memory block. The group of information outputs of the fifth memory block is connected to the group of information inputs of the inverse fast Fourier transform block and determining the spectral power density. The group of information outputs of the inverse fast Fourier transform block and the determination of the power spectral density are bitwise connected to the group of information inputs of the sixth memory block. The group of information outputs of the sixth memory unit is connected to the group of information inputs of the frequency determination unit. The group of outputs of the frequency determination unit is the output bus of the carrier frequency estimator. The clock bus of the carrier frequency estimator is connected to the clock input of the analog-to-digital converter.
Поставленная цель в шестом варианте заявленного устройства, реализующего шестой вариант способа оценивания несущей частоты сигнала, достигается тем, что в устройстве оценивания несущей частоты, содержащем аналого-цифровой преобразователь, первый и второй блоки памяти, блок преобразования Фурье и определения спектральной плотности мощности, умножитель, блок определения частоты и блок управления, первый выход которого соединен со входом разрешения аналого-цифрового преобразователя, информационный вход которого является информационной шиной устройства оценивания несущей частоты, выход готовности соединен с четвертым входом блока управления, а группа информационных выходов соединена с группой информационных входов первого блока памяти, группа входов управления которого объединена с группами входов управления блока преобразования Фурье и определения спектральной плотности мощности, второго блока памяти, блока определения частоты и третьей группой выходов блока управления, вторая группа выходов которого соединена с группами адресных входов второго и первого блоков памяти, группа информационных выходов которого соединена с группой информационных входов блока преобразования Фурье и определения спектральной плотности мощности, дополнительно введены блок преобразования Хартли, третий, четвертый, пятый и шестой блоки памяти и блок преобразования Хартли и определения спектральной плотности мощности. Группа информационных выходов блока преобразования Фурье и определения спектральной плотности мощности соединена с группой информационных входов второго блока памяти. Группа входов управления второго блока памяти объединена с группами входов управления блока преобразования Хартли, четвертого, пятого и шестого блоков памяти и блока преобразования Хартли и определения спектральной плотности мощности. Группа информационных выходов второго блока памяти соединена с группой информационных входов блока преобразования Хартли. Группа информационных выходов блока преобразования Хартли соединена с группой информационных входов четвертого блока памяти. Группа адресных входов последнего объединена с группой адресных входов третьего, пятого и шестого блоков памяти и второй группой выходов блока управления, по командам которого выполняется поочередное считывание значений, записанных в третьем, четвертом, пятом и шестом блоках памяти. Группа информационных выходов четвертого блока памяти соединена со второй группой входов умножителя. Первая группа входов умножителя соединена с группой информационных выходов третьего блока памяти. Группа выходов умножителя соединена с группой информационных входов пятого блока памяти. Группа информационных выходов пятого блока памяти соединена с группой информационных входов блока преобразования Хартли и определения спектральной плотности мощности. Группа информационных выходов блока преобразования Хартли и определения спектральной плотности мощности соединена с группой информационных входов шестого блока памяти. Группа информационных выходов шестого блока памяти соединена с группой информационных входов блока определения частоты. Группа выходов блока определения частоты является выходной шиной устройства оценивания несущей частоты. Тактовая шина устройства оценивания несущей частоты соединена с тактовым входом аналого-цифрового преобразователя. The goal in the sixth embodiment of the claimed device that implements the sixth version of the method for estimating the carrier frequency of the signal is achieved by the fact that in the device for estimating the carrier frequency containing an analog-to-digital converter, the first and second memory blocks, the Fourier transform unit and determine the spectral power density, multiplier, a frequency determining unit and a control unit, the first output of which is connected to a resolution input of an analog-to-digital converter, the information input of which is information by the bus of the carrier frequency estimator, the ready output is connected to the fourth input of the control unit, and the group of information outputs is connected to the group of information inputs of the first memory unit, the group of control inputs of which is combined with the groups of control inputs of the Fourier transform unit and determining the spectral power density of the second memory unit , the frequency determination unit and the third group of outputs of the control unit, the second group of outputs of which are connected to the groups of address inputs of the second and first block In memory, the group of information outputs of which is connected to the group of information inputs of the Fourier transform unit and determining the spectral power density, an additional Hartley transform unit, the third, fourth, fifth and sixth memory units and the Hartley transform unit and determining the spectral power density are additionally introduced. The group of information outputs of the Fourier transform unit and determining the spectral power density is connected to the group of information inputs of the second memory block. The group of control inputs of the second memory unit is combined with the groups of control inputs of the Hartley transform block, the fourth, fifth and sixth memory blocks and the Hartley transform block and determine the power spectral density. The group of information outputs of the second memory block is connected to the group of information inputs of the Hartley transform block. The group of information outputs of the Hartley transform block is connected to the group of information inputs of the fourth memory block. The group of address inputs of the latter is combined with the group of address inputs of the third, fifth and sixth memory blocks and the second group of outputs of the control unit, by the commands of which the values recorded in the third, fourth, fifth and sixth memory blocks are sequentially read. The group of information outputs of the fourth memory block is connected to the second group of inputs of the multiplier. The first group of inputs of the multiplier is connected to the group of information outputs of the third memory block. The group of outputs of the multiplier is connected to the group of information inputs of the fifth memory block. The group of information outputs of the fifth memory block is connected to the group of information inputs of the Hartley transform block and determining the spectral power density. The group of information outputs of the Hartley transform block and the determination of the power spectral density is connected to the group of information inputs of the sixth memory block. The group of information outputs of the sixth memory unit is connected to the group of information inputs of the frequency determination unit. The group of outputs of the frequency determination unit is the output bus of the carrier frequency estimator. The clock bus of the carrier frequency estimator is connected to the clock input of the analog-to-digital converter.
Поставленная цель в седьмом варианте заявленного устройства, реализующего седьмой вариант способа оценивания несущей частоты сигнала, достигается тем, что в устройстве оценивания несущей частоты, содержащем аналого-цифровой преобразователь, первый и второй блоки памяти, умножитель, блок определения частоты и блок управления, причем информационный вход аналого-цифрового преобразователя является информационной шиной устройства оценивания несущей частоты, вход разрешения которого соединен с первым выходом блока управления, четвертый вход которого соединен с выходом готовности аналого-цифрового преобразователя, группа информационных выходов которого соединена с группой информационных входов первого блока памяти, группа входов управления которого объединена с группами входов управления второго блока памяти и блока определения частоты и третьей группой выходов блока управления, а группа адресных входов первого блока памяти объединена с группой адресных входов второго блока памяти и второй группой выходов блока управления, дополнительно введены первый и второй блоки преобразования Хартли и определения спектральной плотности мощности, третий, четвертый, пятый и шестой блоки памяти, блок определения спектральной плотности мощности, блок преобразования Хартли. Группа информационных выходов первого блока памяти соединена с группой информационных входов первого блока преобразования Хартли и определения спектральной плотности мощности. Группа входов управления первого блока преобразования Хартли и определения спектральной плотности мощности объединена с группами входов управления блока преобразования Хартли, четвертого, пятого и шестого блоков памяти, второго блока преобразования Хартли и определения спектральной плотности мощности и третьей группой выходов блока управления. Группа информационных выходов первого блока преобразования Хартли и определения спектральной плотности мощности соединена с группой информационных входов второго блока памяти. Группа информационных выходов второго блока памяти соединена с группой информационных входов блока преобразования Хартли. Группа информационных выходов блока преобразования Хартли соединена с группой информационных входов четвертого блока памяти. Группа адресных последнего объединена с группами адресных входов третьего, пятого и шестого блоков памяти и второй группой выходов блока управления, по командам которого выполняется поочередное считывание значений, записанных в третьем, четвертом, пятом и шестом блоках памяти. Группа информационных выходов четвертого блока памяти соединена со второй группой входов умножителя. Первая группа входов умножителя соединена с группой информационных выходов третьего блока памяти. Группа выходов умножителя соединена с группой информационных входов пятого блока памяти. Группа информационных выходов пятого блока памяти соединена с группой информационных входов второго блока преобразования Хартли и определения спектральной плотности мощности. Группа информационных выходов второго блока преобразования Хартли и определения спектральной плотности мощности соединена с группой информационных входов шестого блока памяти. Группа информационных выходов шестого блока памяти соединена с группой информационных входов блока определения частоты. Группа выходов блока определения частоты является выходной шиной устройства оценивания несущей частоты. Тактовая шина устройства оценивания несущей частоты соединена с тактовым входом аналого-цифрового преобразователя. The goal in the seventh embodiment of the claimed device that implements the seventh version of the method for estimating the carrier frequency of the signal is achieved by the fact that in the device for estimating the carrier frequency containing an analog-to-digital converter, the first and second memory blocks, a multiplier, a frequency determination unit and a control unit, the information the input of the analog-to-digital converter is the information bus of the carrier frequency estimator, the resolution input of which is connected to the first output of the control unit, the fourth the input of which is connected to the readiness output of an analog-to-digital converter, the group of information outputs of which is connected to the group of information inputs of the first memory unit, the group of control inputs of which is combined with the groups of control inputs of the second memory unit and the frequency determination unit and the third group of outputs of the control unit, and the group of address the inputs of the first memory unit is combined with a group of address inputs of the second memory unit and the second group of outputs of the control unit, the first and second blocks are additionally introduced ki Hartley transform and determining the power spectral density of the third, fourth, fifth and sixth memory blocks, determining unit power spectral density, Hartley transformation unit. The group of information outputs of the first memory block is connected to the group of information inputs of the first Hartley transform block and determining the spectral power density. The group of control inputs of the first Hartley transform unit and determining the power spectral density is combined with the groups of control inputs of the Hartley transform unit, the fourth, fifth and sixth memory units, the second Hartley transform unit and determining the spectral power density and the third group of outputs of the control unit. The group of information outputs of the first block of the Hartley transform and determining the spectral density of power is connected to the group of information inputs of the second block of memory. The group of information outputs of the second memory block is connected to the group of information inputs of the Hartley transform block. The group of information outputs of the Hartley transform block is connected to the group of information inputs of the fourth memory block. The group of address addresses of the latter is combined with the groups of address inputs of the third, fifth and sixth memory blocks and the second group of outputs of the control unit, by the commands of which the values recorded in the third, fourth, fifth and sixth memory blocks are sequentially read. The group of information outputs of the fourth memory block is connected to the second group of inputs of the multiplier. The first group of inputs of the multiplier is connected to the group of information outputs of the third memory block. The group of outputs of the multiplier is connected to the group of information inputs of the fifth memory block. The group of information outputs of the fifth memory block is connected to the group of information inputs of the second Hartley transform block and determining the spectral power density. The group of information outputs of the second Hartley transform block and determining the spectral power density is connected to the group of information inputs of the sixth memory block. The group of information outputs of the sixth memory unit is connected to the group of information inputs of the frequency determination unit. The group of outputs of the frequency determination unit is the output bus of the carrier frequency estimator. The clock bus of the carrier frequency estimator is connected to the clock input of the analog-to-digital converter.
Поставленная цель в восьмом варианте заявленного устройства, реализующего восьмой вариант способа оценивания несущей частоты сигнала, достигается тем, что в устройстве оценивания несущей частоты, содержащем аналого-цифровой преобразователь, первый и второй блоки памяти, умножитель, блок определения частоты и блок управления, причем информационный вход аналого-цифрового преобразователя является информационной шиной устройства оценивания несущей частоты, вход разрешения которого соединен с первым выходом блока управления, четвертый вход которого соединен с выходом готовности аналого-цифрового преобразователя, группа информационных выходов которого соединена с группой информационных входов первого блока памяти, группа входов управления которого объединена с группами входов управления второго блока памяти, блока определения частоты и третьей группой выходов блока управления, а группа адресных входов первого блока памяти объединена с группой адресных входов второго блока памяти и второй группой выходов блока управления, дополнительно введены блок преобразования Хартли и определения спектральной плотности мощности, блок преобразования Фурье, третий, четвертый, пятый и шестой блоки памяти и блок обратного преобразования Фурье и определения спектральной плотности мощности. Группа информационных выходов первого блока памяти соединена с группой информационных входов блока преобразования Хартли и определения спектральной плотности мощности. Группа входов управления блока преобразования Хартли и определения спектральной плотности мощности объединена с группами входов управления блока преобразования Фурье и третьей группой выходов блока управления, по командам которого в блоке преобразования Фурье преобразуются спектральные компоненты плотности мощности сигнала. Группа входов управления блока преобразования Фурье объединена с группами входов управления блока обратного преобразования Фурье и определения спектральной плотности мощности, четвертого, пятого и шестого блоков памяти. Группа информационных выходов блока преобразования Хартли и определения спектральной плотности мощности соединена с группой информационных входов второго блока памяти. Группа информационных выходов второго блока памяти соединена с группой информационных входов блока преобразования Фурье. Группа информационных выходов последнего соединена с группой информационных входов четвертого блока памяти. Группа адресных входов последнего объединена с группами адресных входов третьего, пятого и шестого блоков памяти и второй группой выходов блока управления, по командам которого выполняется поочередное считывание значений, записанных в третьем, четвертом, пятом и шестом блоках памяти. Группа информационных выходов четвертого блока памяти соединена со второй группой входов умножителя. Первая группа входов умножителя соединена с группой информационных выходов третьего блока памяти. Группа выходов умножителя соединена с группой информационных входов пятого блока памяти. Группа информационных выходов пятого блока памяти соединена с группой информационных входов блока обратного преобразования Фурье и определения спектральной плотности мощности. Группа информационных выходов блока обратного преобразования Фурье и определения спектральной плотности мощности соединена с группой информационных входов шестого блока памяти. Группа информационных выходов шестого блока памяти соединена с группой информационных входов блока определения частоты. Группа выходов блока определения частоты является выходной шиной устройства оценивания несущей частоты. Тактовая шина устройства оценивания несущей частоты соединена с тактовым входом аналого-цифрового преобразователя. The goal in the eighth embodiment of the claimed device that implements the eighth version of the method for estimating the carrier frequency of the signal is achieved by the fact that in the device for estimating the carrier frequency containing an analog-to-digital converter, the first and second memory blocks, a multiplier, a frequency determination unit and a control unit, the information the input of the analog-to-digital converter is the information bus of the carrier frequency estimator, the resolution input of which is connected to the first output of the control unit, the fourth the input of which is connected to the ready output of an analog-to-digital converter, the group of information outputs of which is connected to the group of information inputs of the first memory block, the group of control inputs of which is combined with the groups of control inputs of the second memory block, the frequency determination unit and the third group of outputs of the control unit, and the group of address the inputs of the first memory unit is combined with a group of address inputs of the second memory unit and the second group of outputs of the control unit, a conversion unit is additionally introduced Hartley and determining a power spectral density, the Fourier transform unit, third, fourth, fifth and sixth memories, and an inverse Fourier transform and determining the power spectral density. The group of information outputs of the first memory block is connected to the group of information inputs of the Hartley transform block and determining the spectral power density. The group of control inputs of the Hartley transform unit and determination of the power spectral density is combined with the groups of control inputs of the Fourier transform unit and the third group of outputs of the control unit, by the commands of which the spectral components of the signal power density are converted in the Fourier transform unit. The group of control inputs of the Fourier transform block is combined with the groups of control inputs of the inverse Fourier transform block and the determination of the power spectral density of the fourth, fifth and sixth memory blocks. The group of information outputs of the Hartley transform block and determining the spectral power density is connected to the group of information inputs of the second memory block. The group of information outputs of the second memory block is connected to the group of information inputs of the Fourier transform block. The group of information outputs of the latter is connected to the group of information inputs of the fourth memory block. The group of address inputs of the latter is combined with the groups of address inputs of the third, fifth and sixth memory blocks and the second group of outputs of the control unit, by the commands of which the values recorded in the third, fourth, fifth and sixth memory blocks are sequentially read. The group of information outputs of the fourth memory block is connected to the second group of inputs of the multiplier. The first group of inputs of the multiplier is connected to the group of information outputs of the third memory block. The group of outputs of the multiplier is connected to the group of information inputs of the fifth memory block. The group of information outputs of the fifth memory block is connected to the group of information inputs of the inverse Fourier transform block and determining the spectral power density. The group of information outputs of the inverse Fourier transform block and determining the spectral power density is connected to the group of information inputs of the sixth memory block. The group of information outputs of the sixth memory unit is connected to the group of information inputs of the frequency determination unit. The group of outputs of the frequency determination unit is the output bus of the carrier frequency estimator. The clock bus of the carrier frequency estimator is connected to the clock input of the analog-to-digital converter.
Поставленная цель в девятом варианте заявленного устройства, реализующего девятый вариант способа оценивания несущей частоты сигнала, достигается тем, что в устройстве оценивания несущей частоты, содержащем аналого-цифровой преобразователь, первый и второй блоки памяти, блок преобразования Фурье и определения спектральной плотности мощности, умножитель, блок определения частоты и блок управления, первый выход которого соединен со входом разрешения аналого-цифрового преобразователя, информационный вход которого является информационной шиной устройства оценивания несущей частоты, выход готовности соединен с четвертым входом блока управления, а группа информационных выходов соединена с группой информационных входов первого блока памяти, группа входов управления которого объединена с группами входов управления блока преобразования Фурье и определения спектральной плотности мощности, второго блока памяти, блока определения частоты и третьей группой выходов блока управления, вторая группа выходов которого соединена с группами адресных входов второго и первого блоков памяти, группа информационных выходов которого соединена с группой информационных входов блока преобразования Фурье и определения спектральной плотности мощности, дополнительно введены блок преобразования Хартли, третий, четвертый, пятый и шестой блоки памяти и блок преобразования Хартли и определения спектральной плотности мощности. Группа информационных выходов блока преобразования Фурье и определения спектральной плотности мощности объединена с группами информационных входов шестого блока памяти и второго блока памяти. Группа информационных выходов второго блока памяти соединена с группой информационных входов блока преобразования Хартли. Группа входов управления блока преобразования Хартли объединена с группами входов управления четвертого, пятого и шестого блоков памяти, блока преобразования Хартли и определения спектральной плотности мощности и третьей группой выходов блока управления. Группа информационных выходов блока преобразования Хартли соединена с группой информационных входов четвертого блока памяти. Группа адресных входов четвертого блока памяти объединена с группами адресных входов третьего, пятого и шестого блоков памяти и второй группой выходов блока управления. Группа информационных выходов четвертого блока памяти соединена со второй группой входов умножителя. Первая группа входов умножителя соединена с группой информационных выходов третьего блока памяти. Группа выходов умножителя соединена с группой информационных входов пятого блока памяти. Группа информационных выходов пятого блока памяти соединена с группой информационных входов блока преобразования Хартли и определения спектральной плотности мощности. Группа информационных выходов блока преобразования Хартли и определения спектральной плотности мощности поразрядно соединена с группой информационных входов шестого блока памяти. Группа информационных выходов шестого блока памяти соединена с группой информационных входов блока определения частоты. Группа выходов блока определения частоты является выходной шиной устройства оценивания несущей частоты. Тактовая шина устройства оценивания несущей частоты соединена с тактовым входом аналого-цифрового преобразователя. The goal in the ninth embodiment of the claimed device that implements the ninth version of the method for estimating the carrier frequency of the signal is achieved by the fact that in the device for evaluating the carrier frequency containing an analog-to-digital converter, the first and second memory blocks, the Fourier transform unit and determine the spectral power density, multiplier, a frequency determining unit and a control unit, the first output of which is connected to a resolution input of an analog-to-digital converter, the information input of which is information bus of the carrier frequency estimator, the readiness output is connected to the fourth input of the control unit, and the group of information outputs is connected to the group of information inputs of the first memory unit, the group of control inputs of which is combined with the groups of control inputs of the Fourier transform unit and determining the spectral power density of the second memory unit , the frequency determination unit and the third group of outputs of the control unit, the second group of outputs of which are connected to the groups of address inputs of the second and first bl the memory shafts, the group of information outputs of which are connected to the group of information inputs of the Fourier transform unit and determining the spectral power density, an additional Hartley transform unit, the third, fourth, fifth and sixth memory blocks and the Hartley transform unit and determining the spectral power density are additionally introduced. The group of information outputs of the Fourier transform block and the determination of the power spectral density is combined with the groups of information inputs of the sixth memory block and the second memory block. The group of information outputs of the second memory block is connected to the group of information inputs of the Hartley transform block. The group of control inputs of the Hartley transform block is combined with the groups of control inputs of the fourth, fifth and sixth memory blocks, the Hartley transform block and determination of the power spectral density, and the third group of outputs of the control block. The group of information outputs of the Hartley transform block is connected to the group of information inputs of the fourth memory block. The group of address inputs of the fourth memory block is combined with the groups of address inputs of the third, fifth and sixth memory blocks and the second group of outputs of the control unit. The group of information outputs of the fourth memory block is connected to the second group of inputs of the multiplier. The first group of inputs of the multiplier is connected to the group of information outputs of the third memory block. The group of outputs of the multiplier is connected to the group of information inputs of the fifth memory block. The group of information outputs of the fifth memory block is connected to the group of information inputs of the Hartley transform block and determining the spectral power density. The group of information outputs of the Hartley transform block and the determination of the power spectral density is bitwise connected to the group of information inputs of the sixth memory block. The group of information outputs of the sixth memory unit is connected to the group of information inputs of the frequency determination unit. The group of outputs of the frequency determination unit is the output bus of the carrier frequency estimator. The clock bus of the carrier frequency estimator is connected to the clock input of the analog-to-digital converter.
Перечисленная новая совокупность существенных признаков заявленных устройств (варианты) позволяет осуществлять измерение частоты путем использования информации о гладкости спектральной плотности мощности, заложенной во всех дискретных отсчетах спектральной плотности мощности, чем и достигается более высокая точность оценивания несущей частоты. The listed new set of essential features of the claimed devices (options) allows you to measure the frequency by using information about the smoothness of the power spectral density embedded in all discrete samples of the power spectral density, which achieves a higher accuracy of the carrier frequency estimation.
Заявленные объекты поясняются чертежами, на которых:
на фиг. 1 на 2-х листах приведены рисунки, поясняющие сущность заявленного первого варианта способа оценивания несущей частоты сигнала;
на фиг. 2 на 2-х листах приведены рисунки, поясняющие сущность заявленного второго варианта способа оценивания несущей частоты сигнала;
на фиг. 3 на 2-х листах приведены рисунки, поясняющие сущность заявленного третьего варианта способа оценивания несущей частоты сигнала;
на фиг. 4 на 2-х листах приведены рисунки, поясняющие сущность заявленного четвертого варианта способа оценивания несущей частоты сигнала;
на фиг. 5 на 2-х листах приведены рисунки, поясняющие сущность заявленного пятого варианта способа оценивания несущей частоты сигнала;
на фиг. 6 приведены рисунки, поясняющие сущность заявленного шестого варианта способа оценивания несущей частоты сигнала;
на фиг. 7 на 2-х листах приведены рисунки, поясняющие сущность заявленного седьмого варианта способа оценивания несущей частоты сигнала;
на фиг. 8 на 2-х листах приведены рисунки, поясняющие сущность заявленного восьмого варианта способа оценивания несущей частоты сигнала;
на фиг. 9 на 2-х листах приведены рисунки, поясняющие сущность заявленного девятого варианта способа оценивания несущей частоты сигнала;
на фиг. 10 приведена общая структурная схема заявленного первого варианта устройства оценивания несущей частоты, реализующего первый вариант способа оценивания несущей частоты сигнала;
на фиг. 11 приведена общая структурная схема заявленного второго варианта устройства оценивания несущей частоты, реализующего второй вариант способа оценивания несущей частоты сигнала;
на фиг. 12 приведена общая структурная схема заявленного третьего варианта устройства оценивания несущей частоты, реализующего третий вариант способа оценивания несущей частоты сигнала;
на фиг. 13 приведена общая структурная схема заявленного четвертого варианта устройства оценивания несущей частоты, реализующего четвертый вариант способа оценивания несущей частоты сигнала;
на фиг. 14 приведена общая структурная схема заявленного пятого варианта устройства оценивания несущей частоты, реализующего пятый вариант способа оценивания несущей частоты сигнала;
на фиг. 15 приведена общая структурная схема заявленного шестого варианта устройства оценивания несущей частоты, реализующего шестой вариант способа оценивания несущей частоты сигнала;
на фиг. 16 приведена общая структурная схема заявленного седьмого варианта устройства оценивания несущей частоты, реализующего седьмой вариант способа оценивания несущей частоты сигнала;
на фиг. 17 приведена общая структурная схема заявленного восьмого варианта устройства оценивания несущей частоты, реализующего восьмой вариант способа оценивания несущей частоты сигнала;
на фиг. 18 приведена общая структурная схема заявленного девятого варианта устройства оценивания несущей частоты, реализующего девятый варианта способа оценивания несущей частоты сигнала;
на фиг. 19 приведена структурная схема устройства, реализующего блоки, выделенные на фиг. 10 пунктирной линией.The claimed objects are illustrated by drawings, in which:
in FIG. 1 on 2 sheets shows drawings explaining the essence of the claimed first variant of the method for estimating the carrier frequency of a signal;
in FIG. 2 on 2 sheets shows drawings explaining the essence of the claimed second variant of the method for estimating the carrier frequency of a signal;
in FIG. 3 on 2 sheets shows figures explaining the essence of the claimed third variant of the method for estimating the carrier frequency of a signal;
in FIG. 4 on 2 sheets shows drawings explaining the essence of the claimed fourth variant of the method for estimating the carrier frequency of the signal;
in FIG. 5 on 2 sheets shows drawings explaining the essence of the claimed fifth variant of the method for estimating the carrier frequency of the signal;
in FIG. 6 are figures illustrating the essence of the claimed sixth embodiment of a method for estimating a carrier frequency of a signal;
in FIG. 7 on 2 sheets shows drawings explaining the essence of the claimed seventh version of the method for estimating the carrier frequency of the signal;
in FIG. 8 on 2 sheets shows drawings explaining the essence of the claimed eighth version of the method for estimating the carrier frequency of the signal;
in FIG. 9 on 2 sheets shows drawings explaining the essence of the claimed ninth version of the method for estimating the carrier frequency of a signal;
in FIG. 10 is a general structural diagram of the claimed first embodiment of a carrier frequency estimating apparatus implementing the first embodiment of a method for estimating a signal carrier frequency;
in FIG. 11 shows a general structural diagram of the claimed second embodiment of a carrier frequency estimating apparatus implementing the second embodiment of a method for estimating a carrier frequency of a signal;
in FIG. 12 is a general structural diagram of the claimed third embodiment of a carrier frequency estimating apparatus implementing the third embodiment of a method for estimating a carrier frequency of a signal;
in FIG. 13 is a general structural diagram of the claimed fourth embodiment of a carrier frequency estimating apparatus implementing the fourth embodiment of a method for estimating a signal carrier frequency;
in FIG. 14 is a general structural diagram of the claimed fifth embodiment of a carrier frequency estimating apparatus implementing the fifth embodiment of a method for estimating a signal carrier frequency;
in FIG. 15 is a general structural diagram of the claimed sixth embodiment of a carrier frequency estimating apparatus implementing the sixth embodiment of a method for estimating a carrier frequency of a signal;
in FIG. 16 shows a general structural diagram of the claimed seventh embodiment of a carrier frequency estimating apparatus implementing the seventh embodiment of a method for estimating a carrier frequency of a signal;
in FIG. 17 shows a general structural diagram of the claimed eighth embodiment of a carrier frequency estimating apparatus implementing the eighth embodiment of a method for estimating a carrier frequency of a signal;
in FIG. 18 is a general structural diagram of the claimed ninth embodiment of a carrier frequency estimating apparatus implementing the ninth embodiment of a method for estimating a carrier frequency of a signal;
in FIG. 19 is a structural diagram of a device implementing the blocks highlighted in FIG. 10 with a dashed line.
Реализация заявленного способа (варианты) оценивания несущей частоты сигнала объясняется следующим образом (соответственно фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9). The implementation of the claimed method (options) for estimating the carrier frequency of the signal is explained as follows (respectively, Figs. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9).
Известно (см., например, аналог: патент США N 4904930, МКИ G 01 R 23/16, 27.02,1990), что повышение точности оценивания несущей частоты можно добиться путем увеличения массива входного сигнала. При этом разрешающая способность будет увеличиваться (абсолютное значение Δf - частотного расстояния между спектральными компонентами - будет уменьшаться). Однако это приводит к усложнению реализации и к уменьшению скорости оценивания. Поэтому в аналоге с целью повышения точности без заметной потери скорости обработки предложено повысить точность оценивания несущей частоты путем учета информации, содержащейся в спектральных компонентах мощности сигнала, располагающихся рядом со спектральной компонентой с максимальной амплитудой мощности сигнала. Однако в аналоге не учитывается информация о степени гладкости спектральной плотности мощности сигнала, поэтому точность оценивания оказывается низкой. It is known (see, for example, analogue: US patent N 4904930, MKI G 01 R 23/16, 02.27.1990) that improving the accuracy of estimating the carrier frequency can be achieved by increasing the array of the input signal. In this case, the resolution will increase (the absolute value of Δf - the frequency distance between the spectral components - will decrease). However, this leads to a complication of implementation and to a decrease in the rate of estimation. Therefore, in the analogue, in order to improve accuracy without noticeable loss of processing speed, it is proposed to increase the accuracy of estimating the carrier frequency by taking into account the information contained in the spectral components of the signal power located next to the spectral component with the maximum amplitude of the signal power. However, the analogue does not take into account information about the degree of smoothness of the spectral density of the signal power, therefore, the estimation accuracy is low.
В способе-прототипе для повышения качества оценивания используется априорная информация о степени гладкости функции спектральной плотности мощности сигнала. Используя эту информацию, строят соответствующие локальные (так называемые сплайны минимального шаблона - СМШ) для первой производной от функции спектральной плотности мощности сигнала и второй производной от функции спектральной плотности мощности сигнала, с помощью метода Ньютона производят уточнение несущей частоты сигнала. Однако, во-первых, в этом решении не используется вся информация, заключающаяся в функции спектральной плотности мощности (для расчета производных используются лишь ближайшие к уточняемому максимуму дискретные точки спектральной плотности мощности, а не применяется весь массив дискретных точек спектральной плотности мощности), и, во-вторых, точность вычисления построенных по дискретным точкам спектральной плотности мощности производных ниже, чем точность вычисления функций спектральной плотности мощности сигнала. Следовательно, используя все отсчеты спектральной плотности мощности для построения по ним непрерывной функции спектральной плотности мощности, можно повысить точность определения несущей частоты. In the prototype method, to improve the quality of estimation, a priori information on the degree of smoothness of the signal power spectral density function is used. Using this information, the corresponding local ones (the so-called minimum template splines — SMN) are constructed for the first derivative of the signal power spectral density function and the second derivative of the signal power spectral density function, using the Newton method, the carrier frequency of the signal is refined. However, firstly, this solution does not use all the information consisting in the function of the power spectral density (for the calculation of derivatives, only the discrete points of the power spectral density closest to the specified maximum are used, and the entire array of discrete points of the power spectral density is not used), and, secondly, the accuracy of the calculation of derivatives constructed from discrete points of the spectral power density of the derivatives is lower than the accuracy of the calculation of the functions of the spectral power density of the signal. Therefore, using all samples of the power spectral density to construct a continuous function of the power spectral density from them, one can increase the accuracy of determining the carrier frequency.
Для решения задачи предлагается использовать интерполяционные сплайны. Рассмотрим для примера кубический сплайн. To solve the problem, it is proposed to use interpolation splines. For example, consider a cubic spline.
Из статьи Желудев В.А. Периодические сплайны и быстрое преобразование Фурье. //Журнал вычислительной математики и математической физики, - 1992. - Том 32. - N 2. - С. 179-198 известно, что интерполяционный сплайн, являющийся частным случаем сглаживающего сплайна, при интерполяции функций спектральной плотности мощности сигнала (см., например, с. 186, формула (2.9)) можно записать в виде
где дискретное преобразование Фурье (ДПФ) от коэффициентов g(n) вычисляется по формуле
Fm(g(n)) = Fm(S(n))/um p, (11)
где Fm(S(n)) - ДПФ имеющейся спектральной плотности мощности S(n) сигнала z(tk);
l = [(p+1)/2], γ
vm= 2•sin(πm/N); 1/N = Δf; fm= Δf•n;
Δf - частотное расстояние между компонентами спектральной плотности мощности S(n) сигнала z(tk).From the article Zheludev V.A. Periodic splines and fast Fourier transform. // Journal of Computational Mathematics and Mathematical Physics, - 1992. - Volume 32. -
where the discrete Fourier transform (DFT) of the coefficients g (n) is calculated by the formula
F m (g (n)) = F m (S (n)) / u m p , (11)
where F m (S (n)) is the DFT of the available power spectral density S (n) of the signal z (t k );
l = [(p + 1) / 2],
v m = 2 • sin (πm / N); 1 / N = Δf; f m = Δf • n;
Δf is the frequency distance between the components of the power spectral density S (n) of the signal z (t k ).
Массив коэффициентов g(n) получается обратным преобразованием от Fm(g(n)).The array of coefficients g (n) is obtained by the inverse transform from F m (g (n)).
Из статей: Желудев В.А. Локальная сплайн-аппроксимация на равномерной сетке. //Журнал вычислительной математики и математической физики, - 1987. - Том 27. - N 9. - С. 1296-1310; Желудев В.А. Восстановление функций и их производных по сеточным данным с погрешностью при помощи локальный сплайнов. //Журнал вычислительной математики и математической физики, - 1987. - Том 27. - N 1. - С. 22-34 известно, что выражение для вычисления s-й производной сплайна можно записать
где r∈[Δf•n,Δf•(n+1)];
bp - B-сплайн степени p-1:
Cj p - число сочетаний из p по j:
r = Δf•(n+τ); τ∈[0,1]; τ = Δfзад•d/Δf;
d = 0, 1, 2, ..., Δf/Δfзад- целое неотрицательное число.From the articles: Zheludev V.A. Local spline approximation on a uniform grid. // Journal of computational mathematics and mathematical physics, - 1987. - Volume 27. -
where r∈ [Δf • n, Δf • (n + 1)];
b p - B-spline of degree p-1:
C j p - the number of combinations from p to j:
r = Δf • (n + τ); τ∈ [0,1]; τ = Δf ass • d / Δf;
d = 0, 1, 2, ..., Δf / Δf ass is a non-negative integer.
При s = 0 выражение (13) упрощается. В этом случае, например, для кубического сплайна (p-1 = 3) имеем
Fm(g(n)) = Fm(S(n))/um 4, (15)
где um 4 = 1 - vm 2/6 (см. статью Желудев В.А. Локальные сглаживающие сплайны с регулирующим параметром. //Журнал вычислительной математики и математической физики, - 1991. - Том 31. - N 2. - С. 200).For s = 0, expression (13) is simplified. In this case, for example, for a cubic spline (p-1 = 3) we have
F m (g (n)) = F m (S (n)) / u m 4 , (15)
wherein u m = 1 4 - v m 2/6 (see article Zheludev VA Local smoothing splines with control parameter // Computational Mathematics and mathematical physics, -.., 1991. - Vol 31. - 2. N - C . 200).
Из статей: Желудев В.А. Локальная сплайн-аппроксимация на равномерной сетке. //Журнал вычислительной математики и математической физики, - 1987. - Том 27. - N 9. - С. 1296-1310; Желудев В.А. Восстановление функций и их производных по сеточным данным с погрешностью при помощи локальных сплайнов. //Журнал вычислительной математики и математической физики, - 1987. - Том 27. - N 1. - С. 22-34 известно, что значение B-сплайна b4(r) отлично от нуля на участке (0, 4 • Δf) и на различных интервалах наблюдения определяется следующим образом:
[fn, fn+1] (когда r∈[Δf•n,Δf•(n+1)], r = Δf•(n+τ), τ∈[0,1]):
[fn+1, fn+2] (когда r∈[Δf•(n+1),Δf•(n+2)], r = Δf•(n+1+τ):
Учитывая, что носитель B-сплайна supp b4(τ) = (0,4•Δf) и b4(τ) симметричен относительно точки Δf•p/2, получим для интервалов
[fn+2, fn+3] (когда r∈[Δf•(n+2),Δf•(n+3)], r = Δf•(n+2+τ)):
[fn+3, fn+4] (когда r∈[Δf•(n+3), Δf•(n+4)], r = Δf•(n+3+τ):
Тогда
где
ω = e2πi/N; N - объем массива (количество спектральных компонент). Если в выражении (13) M < 0, то можно принять g(M) = 0.From the articles: Zheludev V.A. Local spline approximation on a uniform grid. // Journal of computational mathematics and mathematical physics, - 1987. - Volume 27. -
[f n , f n + 1 ] (when r∈ [Δf • n, Δf • (n + 1)], r = Δf • (n + τ), τ∈ [0,1]):
[f n + 1 , f n + 2 ] (when r∈ [Δf • (n + 1), Δf • (n + 2)], r = Δf • (n + 1 + τ):
Considering that the support of the B-spline supp b 4 (τ) = (0.4 • Δf) and b 4 (τ) is symmetric with respect to the point Δf • p / 2, we obtain for the intervals
[f n + 2 , f n + 3 ] (when r∈ [Δf • (n + 2), Δf • (n + 3)], r = Δf • (n + 2 + τ)):
[f n + 3 , f n + 4 ] (when r∈ [Δf • (n + 3), Δf • (n + 4)], r = Δf • (n + 3 + τ):
Then
Where
ω = e 2πi / N ; N is the volume of the array (the number of spectral components). If in the expression (13) M <0, then we can take g (M) = 0.
Реализация (16) и (17) позволяет вычислять функции S4(r, n) ∈ C5 с точностью, определяемой погрешностью интерполяционного сплайна (см., например, Ю.С. Завьялов, Б.И.Квасов, В.Л. Мирошниченко. Методы сплайн-функций. - М.: Наука, 1980. - С. 116, 117):
или, учитывая, что работа ведется со спектральной плотностью мощности
Точность прототипа не лучше:
Поэтому, например, для функции S ∈ C5 в случае выигрыш в точности интерполяции может достигать Аналогичные результаты получаются и для других степеней гладкости функции спектральной плотности мощности.Implementation of (16) and (17) allows us to calculate the functions S 4 (r, n) ∈ C 5 with an accuracy determined by the error of the interpolation spline (see, for example, Yu.S. Zavyalov, B.I. Kvasov, V.L. Miroshnichenko, Methods of Spline Functions, Moscow: Nauka, 1980, pp. 116, 117):
or, given that the work is carried out with a power spectral density
The accuracy of the prototype is not better:
Therefore, for example, for a function S ∈ C 5 in the case gain in interpolation accuracy can reach Similar results are obtained for other degrees of smoothness of the power spectral density function.
Рассмотрим особенности реализации каждого из девяти вариантов предлагаемого способа. Consider the features of the implementation of each of the nine options of the proposed method.
На фиг. 1 представлены графические пояснения первого варианта способа оценивания несущей частоты. Сигнал z(t), приведенный на фиг. 1а, дискретизируется (фиг. 1б), затем вычисляются компоненты его спектральной плотности мощности методом преобразования Фурье S(n) (фиг. 1в). Затем компоненты спектральной мощности сигнала в дискретных точках преобразуют методом преобразования Фурье с получением последовательности ω (m)+j • v(m) (фиг. 1г, д). Затем элементы преобразования спектральной плотности мощности сигнала в соответствии с формулой (11) делят на преобразование Фурье от периодического B-сплайна um p (фиг. 1е, ж, з), а обратным преобразованием Фурье получают последовательность дискретных отсчетов g(n), представленную на фиг. 1и. Подставляя последовательно все величины g(n) в формулу (16) путем изменения τ = Δfзад•d/Δf≅1, d = 0, 1, 2, ..., Δf/Δfзад (целое неотрицательное число), получаем "заполнение" спектральной плотности мощности сигнала через интервал Δfзад. Затем в новом массиве (r, n) (фиг. 1к) находится максимум, и значение несущей частоты определяется по формуле fнес = r • Δfзад (фиг. 1л).In FIG. 1 is a graphical explanation of a first embodiment of a method for estimating a carrier frequency. The signal z (t) shown in FIG. 1a is sampled (Fig. 1b), then the components of its power spectral density are calculated by the Fourier transform method S (n) (Fig. 1c). Then, the components of the spectral power of the signal at discrete points are converted by the Fourier transform method to obtain the sequence ω (m) + j • v (m) (Fig. 1d, e). Then, the elements of the transformation of the spectral power density of the signal in accordance with formula (11) are divided by the Fourier transform of the periodic B-spline u m p (Fig. 1e, g, h), and the inverse Fourier transform produces a sequence of discrete samples g (n), represented in FIG. 1i. Substituting successively all the quantities g (n) into formula (16) by changing τ = Δf ass • d / Δf≅1, d = 0, 1, 2, ..., Δf / Δf ass (a non-negative integer), we obtain " filling "spectral power density of the signal through the interval Δf ass . Then in a new array (r, n) (Fig. 1k) there is a maximum, and the value of the carrier frequency is determined by the formula f carried = r • Δf ass (Fig. 1L).
На фиг. 2 представлены эпюры для второго варианта предлагаемого способа. Особенность этого варианта в том, что здесь над компонентами спектральной плотности мощности S(n) (фиг. 2в) сигнала (фиг. 2а, б) выполняют преобразование Хартли (фиг. 2г), а затем полученную методом преобразования Хартли последовательность дискретных отсчетов умножают на матрицу преобразования из базиса Хартли в базис Фурье и получают последовательность ω\(m)+j • v(m) (фиг. 2д, е), в точности совпадающую с последовательностью, представленной на фиг. 1г, д. То есть преобразование Фурье здесь заменено на преобразование Хартли и операцию умножения на матрицу преобразования для перехода из базиса Хартли в базис Фурье. Так как преобразование Хартли использует только вещественные числа (нет комплексных), то используемая здесь замена преобразования Фурье может выполняться быстрее (см. Брейсуэл Р. Преобразование Хартли: Пер. с англ. - М.: Мир, 1990. - C. 11). С той же целью увеличения скорости операция обратного преобразования Фурье заменяется на умножение на матрицу преобразования из базиса Фурье в базис Хартли (фиг. 2и) и на преобразование Хартли, в результате чего получается последовательность g(n) (фиг. 2л), полностью совпадающая с представленной на фиг. 1и. Остальные действия аналогичны первому варианту способа оценивания несущей частоты (фиг. 2ж, з, и, м, н). In FIG. 2 presents diagrams for the second variant of the proposed method. The peculiarity of this option is that here the Hartley transform (Fig. 2d) is performed over the components of the power spectral density S (n) (Fig. 2c) of the signal (Fig. 2a, b), and then the sequence of discrete samples obtained by the Hartley transform method is multiplied by the transformation matrix from the Hartley basis to the Fourier basis and get the sequence ω \ (m) + j • v (m) (Fig. 2e, e), which exactly matches the sequence shown in Fig. 1d, e. That is, the Fourier transform is replaced here with the Hartley transform and the operation of multiplying by the transformation matrix to go from the Hartley basis to the Fourier basis. Since the Hartley transform uses only real numbers (no complex numbers), the replacement of the Fourier transform used here can be performed faster (see Bracewell R. Hartley Transform: Translated from English. - M .: Mir, 1990. - C. 11). For the same purpose of increasing the speed, the operation of the inverse Fourier transform is replaced by multiplication by the matrix of the transformation from the Fourier base to the Hartley basis (Fig. 2i) and the Hartley transform, resulting in the sequence g (n) (Fig. 2l), which completely coincides with shown in FIG. 1i. The remaining steps are similar to the first variant of the method for estimating the carrier frequency (Fig. 2g, s, and, m, n).
Особенности третьего варианта предлагаемого способа можно продемонстрировать фиг. 3. Суть заключается в том, что компоненты спектральной плотности мощности S(n) (фиг. 3е) сигнала z(tk) (фиг. 3а, б) вычисляются не с помощью преобразования Фурье как в первом варианте способа, а посредством преобразования Хартли (фиг. 3в) с последующим переходом в базис Фурье (3г, д). В результате может быть повышена скорость вычисления. Остальные действия аналогичны первому варианту способа оценивания несущей частоты (фиг. 2ж, з, и, к, л, м, н, о).The features of the third embodiment of the proposed method can be demonstrated in FIG. 3. The bottom line is that the components of the power spectral density S (n) (Fig. 3e) of the signal z (t k ) (Fig. 3a, b) are calculated not using the Fourier transform as in the first embodiment of the method, but by means of the Hartley transform (Fig. 3c) with the subsequent transition to the Fourier basis (3d, d). As a result, the computation speed can be increased. The remaining actions are similar to the first variant of the method for estimating the carrier frequency (Fig. 2g, s, and, k, l, m, n, o).
Для четвертого варианта предлагаемого способа, приведенного на фиг. 4, компоненты спектральной плотности мощности S(n) (фиг. 4е) сигнала z(tk) (фиг. 4а, б) определяются с помощью преобразования Хартли (фиг. 4в) и умножения на матрицу преобразования из базиса Хартли в базис Фурье (фиг. 4г, д) как с третьем варианте способа. Реализация выражения (2) (um p изображено на фиг. 4к) выполняется с использованием преобразования Хартли над спектром (фиг. 4ж), умножения на матрицу преобразования для перехода в базис Фурье (фиг. 4з, и), деления на последовательность um p (фиг. 4л, м). Остальные действия аналогичны второму варианту способа оценивания несущей частоты (фиг. 4н, о, п, р).For the fourth embodiment of the proposed method, shown in FIG. 4, the components of the power spectral density S (n) (Fig. 4e) of the signal z (t k ) (Fig. 4a, b) are determined using the Hartley transform (Fig. 4c) and multiplication by the transformation matrix from the Hartley basis to the Fourier basis ( Fig. 4d, d) as with the third embodiment of the method. The implementation of expression (2) (u m p is shown in Fig. 4k) is performed using the Hartley transform over the spectrum (Fig. 4g), multiplication by the transformation matrix to go to the Fourier basis (Fig. 4c, and), dividing by the sequence u m p (Fig. 4l, m). The remaining steps are similar to the second variant of the method for estimating the carrier frequency (Fig. 4n, o, p, p).
В пятом варианте предлагаемого способа (фиг. 5) объем вычислений сокращается за счет того, что спектральные компоненты с заданной разрешающей способностью ("заполнение первоначально полученной спектральной плотности мощности) вычисляются только вблизи максимума n. Для этого после вычисления спектральной плотности мощности S(n) (фиг. 5в) сигнала z(tk) (фиг. 5а, б) запоминается номер n с максимальной спектральной компонентой (фиг. 5г), а после вычисления g(n) (фиг. 5к) значения (r, n) (фиг. 5л) вычисляются от номера n-1 до n+1, а несущая частота (фиг. 5м) вычисляется по формуле fнес = (n-1) • Δf + r • Δfзад, где значения точек n-1 и r = 0 совпадают (фиг. 5л). Действия по нахождению g(n) (фиг. 5д, е, ж, з, и, к) аналогичны действиям по первому варианту способа оценивания несущей частоты.In the fifth embodiment of the proposed method (Fig. 5), the amount of computation is reduced due to the fact that the spectral components with a given resolution ("filling the originally obtained spectral power density) are calculated only near the maximum n. To do this, after calculating the power spectral density S (n) (Fig. 5c) of the signal z (t k ) (Fig. 5a, b), the number n with the maximum spectral component (Fig. 5d) is stored, and after calculating g (n) (Fig. 5k), (r, n) (Fig. 5l) are calculated from the number n-1 to n + 1, and the carrier frequency (Fig. 5m) is calculated by the formula f carried = (n-1) • Δf + r • Δf ass , where the values points n-1 and r = 0 coincide (Fig. 5l). The steps to find g (n) (Fig. 5e, f, g, h, and, k) are similar to the steps in the first embodiment of the method for estimating the carrier frequency.
Главная особенность шестого варианта предлагаемого способа (фиг. 6) заключается в том, что нахождение последовательности g(n) (фиг. 6е) для расчета по формуле (16) производится без использования преобразования Фурье и без перехода в базис Фурье. Нахождение последовательности g(n) производится полностью в базисе Хартли, т.е. дискретное преобразование Хартли (ДПХ) от коэффициентов g(n) выполняется по формуле
Hm p(g(n)) = Hm(S(n))/UHm p, (18)
где UHm p - ДПХ от периодического B-сплайна;
Hm(S(n)) - ДПХ вектора S(n).The main feature of the sixth variant of the proposed method (Fig. 6) is that the sequence g (n) (Fig. 6f) is found for calculation by formula (16) without using the Fourier transform and without going to the Fourier basis. The sequence g (n) is found completely in the Hartley basis, i.e. discrete Hartley transform (DPC) of the coefficients g (n) is performed by the formula
H m p (g (n)) = H m (S (n)) / UH m p , (18)
where UH m p - DPH from the periodic B-spline;
H m (S (n)) is the DPC of the vector S (n).
Нахождение последовательности UHm p может быть достигнуто следующим образом.Finding the sequence UH m p can be achieved as follows.
1. Выбираем степень сплайна p-1. 1. Choose the degree of spline p-1.
2. Выполняем обратное преобразование Фурье от um p (формулы для um p приведены в статье Желудева В.А. Локальные сглаживающие сплайны с регулирующим параметром. //Журнал вычислительной математики. - 1991. - Том 31. - N 2. - С. 200. Здесь величина um p обозначена как ω
3. Выполняется преобразование Хартли для получения UHm p.2. We perform the inverse Fourier transform of u m p (the formulas for u m p are given in the article by VA Zheludeva. Local smoothing splines with a regulating parameter. // Journal of Computational Mathematics. - 1991. - Volume 31. -
3. The Hartley transform is performed to obtain UH m p .
Вот на этот "аналог" um p и производится деление ДПХ от спектральной плотности мощности сигнала.It is on this "analog" u m p that the DPC is divided by the spectral power density of the signal.
Для получения последовательности g(n) с использованием выражения (11) фактически осуществляется свертка S(n) с периодическим B-сплайном в базисе Фурье. То же самое происходит в выражении (18), но в базисе Хартли. Естественно, что такой путь в вычислительном отношении экономичнее (здесь предполагается, что UHm p заранее определены). Последовательность действий в этом варианте показана на фиг. 6. Сигнал z(t) (фиг. 6а) дискретизируется (фиг. 6б), затем определяется спектральная плотность мощности S(n) (фиг. 6в). На фиг. 6г показано преобразование Хартли от S(n). Операция (18) демонстрируется эпюрой на фиг. 6д, получение g(n) преобразованием Хартли от X(S(n))/UHm p показано на фиг. 6е, а нахождение fнес = r • Δfзад - на фиг. 6ж, з.To obtain the sequence g (n) using expression (11), the convolution S (n) is actually carried out with a periodic B-spline in the Fourier basis. The same thing happens in expression (18), but in the Hartley basis. Naturally, such a path is computationally more economical (it is assumed here that UH m p are predefined). The sequence of actions in this embodiment is shown in FIG. 6. The signal z (t) (Fig. 6a) is sampled (Fig. 6b), then the power spectral density S (n) is determined (Fig. 6c). In FIG. 6d shows the Hartley transform of S (n). Operation (18) is illustrated by the diagram in FIG. 6e, obtaining g (n) by the Hartley transform from X (S (n)) / UH m p is shown in FIG. 6e, and finding f carried = r • Δf ass — in FIG. 6g, s
Седьмой вариант предлагаемого способа демонстрируется фиг. 7. Здесь особенность в том, что первоначально спектральная плотность мощности S(n) (фиг. 7г) сигнала z(tk) (фиг. 5а, б) вычисляется из базиса Хартли без последующего перехода в базис Фурье. На фиг. 7в показано преобразование Хартли от сигнала z(tk), а на фиг. 7г показана спектральная плотность мощности, полученная из базиса Хартли (см. Брейсуэл Р. Преобразование Хартли: Пер. с англ. - М.: Мир, 1990. - С. 24). Переход к спектральной плотности мощности осуществляется путем вычисления квадратного корня от суммы квадратов спектральных коэффициентов преобразования Хартли, симметричных относительно нуля, и деления на 21/2. Далее посредством преобразования Хартли получают последовательность g(n) (фиг. 7д, е, ж). Далее вычисляется спектральная плотность мощности с частотным разрешением Δfзад (фиг. 7з), ищется максимум и вычисляется fнес = r • Δfзад (фиг. 7и).A seventh embodiment of the proposed method is illustrated in FIG. 7. The peculiarity here is that initially the power spectral density S (n) (Fig. 7d) of the signal z (t k ) (Fig. 5a, b) is calculated from the Hartley basis without a subsequent transition to the Fourier basis. In FIG. 7c shows the Hartley transform of the signal z (t k ), and in FIG. 7d shows the spectral power density obtained from the Hartley basis (see Bracewell R. Hartley Transformation: Transl. From English. - M .: Mir, 1990. - P. 24). The transition to the power spectral density is carried out by calculating the square root of the sum of the squares of the spectral Hartley transform coefficients, symmetrical with respect to zero, and dividing by 2 1/2 . Then, through the Hartley transform, the sequence g (n) is obtained (Fig. 7e, e, g). Next, the spectral power density with a frequency resolution Δf ass is calculated (Fig. 7h), the maximum is searched and f carried = r • Δf ass (Fig. 7i).
Отличие восьмого варианта предлагаемого способа (фиг. 8) от седьмого заключено в том, что для вычисления последовательности g(n) (фиг. 8к) используется не преобразование Хартли, а преобразование Фурье. Поэтому преобразование Фурье от спектральной плотности мощности (фиг. 8г) дает e(m)+j • d(m) (фиг. 8д, е), деление на um p (фиг. 8ж) согласно выражению (11) дает значения, приведенные на фиг. 8з, и. Нахождение несущей частоты, показанное на фиг. 8л, м, аналогично седьмому варианту предлагаемого способа. Получение преобразования Хартли A(xi) от сигнала z(t) также аналогично седьмому варианту способа оценки несущей частоты (фиг. 8а, б, в).The difference of the eighth variant of the proposed method (Fig. 8) from the seventh is that to calculate the sequence g (n) (Fig. 8k), it is not the Hartley transform that is used, but the Fourier transform. Therefore, the Fourier transform of the power spectral density (Fig. 8d) gives e (m) + j • d (m) (Fig. 8d, f), dividing by u m p (Fig. 8g) according to expression (11) gives the values shown in FIG. 8h, and. Finding the carrier frequency shown in FIG. 8l, m, similarly to the seventh embodiment of the proposed method. Obtaining the Hartley transform A (x i ) from the signal z (t) is also similar to the seventh version of the method for estimating the carrier frequency (Fig. 8a, b, c).
Особенность девятого варианта предлагаемого способа, демонстрируемого на фиг. 9, от пятого варианта способа заключается в том, что для увеличения скорости при обработке S(n) вместо действий, определяемых выражением (11), используются действия, определяемые выражением (18). Сигнал z(t) (фиг. 9а) дискретизируют z(tk) (фиг. 9б), определяют спектральную плотность мощности S(n) (фиг. 9в), находят номер спектральной компоненты n с максимальной мощностью (фиг. 9г) и запоминают его. Над S(n) выполняют преобразование Хартли (фиг. 9д). Полученную последовательность дискретных отсчетов X(m) делят на преобразование Хартли от периодического B-сплайна заданной степени гладкости p-1 (фиг. 9е), а полученный результат преобразуют методом Хартли для получения последовательности дискретных отсчетов g(n) (фиг. 9ж). От номера n-1 до номера n+1 находят спектральную плотность мощности (r,n) с частотным расстоянием Δfзад. Среди полученных спектральных компонент находят максимальную и вычисляют по ней значение несущей частоты по формуле fнес = (n-1) • Δf + r • Δfзад (фиг. 9з, и).A feature of the ninth embodiment of the proposed method shown in FIG. 9, from the fifth embodiment of the method is that to increase the speed during processing S (n), instead of the actions defined by expression (11), the actions defined by expression (18) are used. The signal z (t) (Fig. 9a) is sampled by z (t k ) (Fig. 9b), the power spectral density S (n) is determined (Fig. 9c), the number of the spectral component n with the maximum power is found (Fig. 9d), and remember him. Hartley transform is performed over S (n) (Fig. 9e). The obtained sequence of discrete samples X (m) is divided by the Hartley transform from the periodic B-spline of a given degree of smoothness p-1 (Fig. 9f), and the obtained result is converted by the Hartley method to obtain a sequence of discrete samples g (n) (Fig. 9g). From the number n-1 to the number n + 1 find the power spectral density (r, n) with a frequency distance Δf ass . Among the obtained spectral components, the maximum is found and the carrier frequency is calculated from it according to the formula f carried = (n-1) • Δf + r • Δf ass (Fig. 9h, i).
Первый вариант устройства оценивания несущей частоты (реализация первого варианта способа оценивания несущей частоты сигнала), показанный на фиг. 10, состоит из аналого-цифрового преобразователя 1, первого 2, второго 4, третьего 6, четвертого 7, пятого 9 и шестого 11 блоков памяти, блока преобразования Фурье и определения спектральной плотности мощности 3, блока быстрого преобразования Фурье 5, умножителя 8, блока обратного быстрого преобразования Фурье и определения спектральной плотности мощности 10, блока определения частоты 12 и блока управления 13. Первый выход блока управления 13 соединен со входом разрешения аналого-цифрового преобразователя 1. Информационный вход аналого-цифрового преобразователя 1 является информационной шиной устройства оценивания несущей частоты. Выход готовности аналого-цифрового преобразователя 1 соединен с четвертым входом блока управления 13. Группа информационных выходов аналого-цифрового преобразователя 1 соединена с группой информационных входов первого блока памяти 2. Группа входов управления первого блока памяти 2 объединена с группами входов управления блока преобразования Фурье и определения спектральной плотности мощности 3, второго блока памяти 4, блока определения частоты 12 и третьей группой выходов блока управления 13. Вторая группа выходов блока управления 13 соединена с группами адресных входов второго 4 и первого 2 блоков памяти. Группа информационных выходов первого блока памяти 2 соединена с группой информационных входов блока преобразования Фурье и определения спектральной плотности мощности 3. Группа информационных выходов блока преобразования Фурье и определения спектральной плотности мощности 3 соединена с группой информационных входов второго блока памяти 4. Группа информационных выходов второго блока памяти 4 соединена с группой информационных входов блока быстрого преобразования Фурье 5. Группа информационных выходов блока быстрого преобразования Фурье 5 соединена с группой информационных входов четвертого блока памяти 7. Группа адресных входов четвертого блока памяти 7 объединена с группами адресных входов третьего 6, пятого 9 и шестого 11 блоков памяти, со второй группой выходов блока управления 13. Группа информационных выходов четвертого блока памяти 7 соединена с первой группой входов умножителя 8. Вторая группа входов умножителя 8 соединена с группой информационных выходов третьего блока памяти 6. Группа выходов умножителя 8 соединена с группой информационных входов пятого блока памяти 9. Группа входов управления пятого блока памяти 9 объединена с группами входов управления четвертого 7 и шестого 11 блоков памяти, блока обратного быстрого преобразования Фурье и определения спектральной плотности мощности 10, блока быстрого преобразования Фурье 5 и третьей группой выходов блока управления 13. Группа информационных выходов пятого блока памяти 9 соединена с группой информационных входов блока обратного быстрого преобразования Фурье и определения спектральной плотности мощности 10. Группа информационных выходов блока обратного быстрого преобразования Фурье и определения спектральной плотности мощности 10 соединена с группой информационных входов шестого блока памяти 11. Группа информационных выходов шестого блока памяти 11 соединена с группой информационных входов блока определения частоты 12. Группа выходов блока определения частоты 12 является выходной шиной устройства оценивания несущей частоты. Тактовая шина 14 устройства оценивания несущей частоты соединена с тактовым входом аналого-цифрового преобразователя 1. A first embodiment of a carrier frequency estimator (implementation of a first embodiment of a method for estimating a carrier frequency of a signal) shown in FIG. 10, consists of an analog-to-
Второй вариант устройства оценивания несущей частоты (реализация второго варианта способа оценивания несущей частоты сигнала), показанный на фиг. 11, состоит из аналого-цифрового преобразователя 1, первого 2, второго 4, третьего 6, четвертого 7, пятого 9, шестого 11, седьмого 13 и восьмого 15 блоков памяти, блока преобразования Фурье и определения спектральной плотности мощности 3, блока преобразования Хартли 5, первого 8, второго 10 и третьего 12 умножителей, блока преобразования Хартли и определения спектральной плотности мощности 14, блока определения частоты 16 и блока управления 17. Первый выход блока управления 17 соединен со входом разрешения аналого-цифрового преобразователя 1. Информационный вход аналого-цифрового преобразователя 1 является информационной шиной устройства оценивания несущей частоты. Выход готовности аналого-цифрового преобразователя 1 соединен с четвертым входом блока управления 17. Группа информационных выходов аналого-цифрового преобразователя 1 соединена с группой информационных входов первого блока памяти 2. Группа входов управления первого блока памяти 2 объединена с группами входов управления блока преобразования Фурье и определения спектральной плотности мощности 3, второго блока памяти 4, блока определения частоты 16 и третьей группой выходов блока управления 17. Вторая группа выходов блока управления 17 соединена с группами адресных входов второго 4 и первого 2 блоков памяти. Группа информационных выходов первого блока памяти 2 соединена с группой информационных входов блока преобразования Фурье и определения спектральной плотности мощности 3. Группа информационных выходов блока преобразования Фурье и определения спектральной плотности мощности 3 соединена с группой информационных входов второго блока памяти 2. Группа информационных выходов второго блока памяти 2 соединена с группой информационных входов блока преобразования Хартли 5. Группа управляющих входов блока преобразования Хартли 5 объединена с группами управляющих входов третьего 6, четвертого 7, пятого 9, шестого 11, седьмого 13 и восьмого 15 блоков памяти, блока преобразования Хартли и определения спектральной плотности мощности 14 и третьей группой выходов блока управления 17. Группа информационных выходов блока преобразования Хартли 5 соединена с группой информационных входов четвертого блока памяти 7. Адресная группа входов последнего соединена со второй группой выходов блока управления 17, формирующего команды на поочередное считывание значений, записанных в четвертом блоке памяти 7, адресная группа входов которого объединена с группами адресных входов третьего 6, пятого 9, шестого 11, седьмого 13 и восьмого 15 блоков памяти. Группа информационных выходов четвертого блока памяти 7 соединена с первой группой входов первого умножителя 8. Вторая группа входов первого умножителя 8 соединена с группой информационных выходов третьего блока памяти 6. Группа выходов первого умножителя 8 соединена со второй группой входов второго умножителя 10. Первая группа входов второго умножителя 10 соединена с группой информационных выходов пятого блока памяти 9. Группа выходов второго умножителя 10 соединена со второй группой входов третьего умножителя 12. Первая группа входов третьего умножителя 12 соединена с группой информационных выходов шестого блока памяти 11. Группа выходов третьего умножителя 12 соединена с группой информационных входов седьмого блока памяти 13. Группа информационных выходов седьмого блока памяти 13 соединена с группой информационных входов блока преобразования Хартли и определения спектральной плотности мощности 14. Группа информационных выходов блока преобразования Хартли и определения спектральной плотности мощности 14 соединена с группой информационных входов восьмого блока памяти 15. Группа информационных выходов восьмого блока памяти 15 соединена с группой информационных входов блока определения частоты 16. Группа выходов блока определения частоты 16 является выходной шиной устройства оценивания несущей частоты. Тактовая шина 18 устройства оценивания несущей частоты соединена с тактовым входом аналого-цифрового преобразователя 1. A second embodiment of a carrier frequency estimator (implementing a second embodiment of a method for estimating a carrier frequency of a signal) shown in FIG. 11, consists of an analog-to-
Третий вариант устройства оценивания несущей частоты (реализация третьего варианта способа оценивания несущей частоты сигнала), показанный на фиг. 12, состоит из аналого-цифрового преобразователя 1, первого 2, второго 4, третьего 5, четвертого 7, пятого 9, шестого 10, седьмого 12 и восьмого 14 блоков памяти, блока преобразования Хартли 3, первого 6 и второго 11 умножителей, блока определения спектральной плотности мощности и преобразования Фурье 8, блока обратного преобразования Фурье и определения спектральной плотности мощности 13, блока определения частоты 15 и блока управления 16. Информационный вход аналого-цифрового преобразователя 1 является информационной шиной устройства оценивания несущей частоты. Вход разрешения устройства оценивания несущей частоты соединен с первым выходом блока управления 16. Четвертый вход блока управления 16 соединен с выходом готовности аналого-цифрового преобразователя 1. Группа информационных выходов аналого-цифрового преобразователя 1 соединена с группой информационных входов первого блока памяти 2. Группа входов управления первого блока памяти 2 объединена с группами входов управления второго блока памяти 4 и блока определения частоты 15 и третьей группой выходов блока управления 16. Группа адресных входов первого блока памяти 2 объединена с группой адресных входов второго блока памяти 4 и второй группой выходов блока управления 16. Группа информационных выходов первого блока памяти 2 соединена с группой информационных входов блока преобразования Хартли 3. Группа входов управления последнего объединена с группами входов управления третьего 5, четвертого 7, пятого 9, шестого 10, седьмого 12 и восьмого 14 блоков памяти, блока обратного преобразования Фурье и определения спектральной плотности мощности 13, блока определения спектральной плотности мощности и преобразования Фурье 8 и третьей группой выходов блока управления 16, по командам которого производится вычисление компонент спектральной плотности мощности и преобразование Фурье в блоке 8. Группа информационных выходов блока преобразования Хартли 3 соединена с группой информационных входов второго блока памяти 4. Группа адресных входов второго блока памяти 4 объединена с группами адресных входов третьего 5, четвертого 7, пятого 9, шестого 10, седьмого 12 и восьмого 14 блоков памяти. Группа информационных выходов второго блока памяти 4 соединена с первой группой входов первого умножителя 6. Вторая группа входов первого умножителя 6 соединена с группой информационных выходов третьего блока памяти 5. Группа выходов первого умножителя 6 соединена с группой информационных входов четвертого блока памяти 7. Группа информационных выходов четвертого блока памяти 7 соединена с группой информационных входов блока определения спектральной плотности мощности и преобразования Фурье 8. Группа информационных выходов блока определения спектральной плотности мощности и преобразования Фурье 8 соединена с группой информационных входов шестого блока памяти 10. Группа информационных выходов шестого блока памяти 10 соединена с первой группой входов второго умножителя 11. Вторая группа входов второго умножителя 11 соединена с группой информационных выходов пятого блока памяти 9. Группа выходов второго умножителя 11 соединена с группой информационных входов седьмого блока памяти 12. Группа информационных выходов седьмого блока памяти 12 соединена с группой информационных входов блока обратного преобразования Фурье и определения спектральной плотности мощности 13. Группа информационных выходов блока обратного преобразования Фурье и определения спектральной плотности мощности 13 соединена с группой информационных входов восьмого блока памяти 14. Группа информационных выходов восьмого блока памяти 14 соединена с группой информационных входов блока определения частоты 15. Группа выходов блока определения частоты 15 является выходной шиной устройства оценивания несущей частоты. Тактовая шина 17 устройства оценивания несущей частоты соединена с тактовым входом аналого-цифрового преобразователя 1. A third embodiment of a carrier frequency estimator (implementation of a third embodiment of a method for estimating a carrier frequency of a signal) shown in FIG. 12, consists of an analog-to-
Четвертый вариант устройства оценивания несущей частоты (реализация четвертого варианта способа оценивания несущей частоты сигнала), показанный на фиг. 13, состоит из аналого-цифрового преобразователя 1, первого 2, второго 4, третьего 5, четвертого 7, пятого 9, шестого 10, седьмого 12, восьмого 14, девятого 16 и десятого 18 блоков памяти, блока преобразования Хартли 3, первого 6, второго 11, третьего 13 и четвертого 15 умножителей, блока определения спектральной плотности мощности и преобразования Хартли 8, блок преобразования Хартли и определения спектральной плотности мощности 17, блока определения частоты 19 и блока управления 20. Информационный вход аналого-цифрового преобразователя 1 является информационной шиной устройства оценивания несущей частоты. Вход разрешения устройства оценивания несущей частоты соединен с первым выходом блока управления 20. Четвертый вход блока управления 20 соединен с выходом готовности аналого-цифрового преобразователя 1. Группа информационных выходов аналого-цифрового преобразователя 1 соединена с группой информационных входов первого блока памяти 2. Группа входов управления первого блока памяти 2 объединена с группами входов управления второго блока памяти 4 и блока определения частоты 19 и третьей группой выходов блока управления 20. Группа адресных входов первого блока памяти 2 объединена с группой адресных входов второго блока памяти 4 и второй группой выходов блока управления 20. Группа информационных выходов первого блока памяти 2 соединена с группой информационных входов блока преобразования Хартли 3. Группа входов управления блока преобразования Хартли 3 объединена с группами входов управления третьего 5, четвертого 7, пятого 9, шестого 10, седьмого 12, восьмого 14, девятого 16 и десятого 18 блоков памяти, группой входов управления блока определения спектральной плотности мощности и преобразования Хартли 8, группой входов управления блока преобразования Хартли и определения спектральной плотности мощности 17 и третьей группой выходов блока управления 20. Группа информационных выходов блока преобразования Хартли 3 соединена с группой информационных входов второго блока памяти 4. Группа информационных выходов второго блока памяти 4 соединена с первой группой входов первого умножителя 6. Вторая группа входов первого умножителя 6 соединена с группой информационных выходов третьего блока памяти 5. Группа выходов первого умножителя 6 соединена с группой информационных входов четвертого блока памяти 7. Группа адресных входов четвертого блока памяти 7 объединена с группами адресных входов третьего 5, пятого 9, шестого 10, седьмого 12, восьмого 14, девятого 16 и десятого 18 блоков памяти. Группа информационных выходов четвертого блока памяти 7 соединена с группой информационных входов блока определения спектральной плотности мощности и преобразования Хартли 8. Группа информационных выходов блока определения спектральной плотности мощности и преобразования Хартли 8 соединена с группой информационных входов шестого блока памяти 10. Группа информационных выходов шестого блока памяти 10 соединена с первой группой входов второго умножителя 11. Вторая группа входов второго умножителя 11 соединена с группой информационных выходов пятого блока памяти 9. Группа выходов второго умножителя 11 соединена со второй группой входов третьего умножителя 13. Первая группа входов третьего умножителя 13 соединена с группой информационных выходов седьмого блока памяти 12. Группа выходов третьего умножителя 13 соединена со второй группой входов четвертого умножителя 15. Первая группа входов четвертого умножителя 15 соединена с группой информационных выходов восьмого блока памяти 14. Группа выходов четвертого умножителя 7 соединена с группой информационных входов девятого блока памяти 16. Группа информационных выходов девятого блока памяти 16 соединена с группой информационных входов блока преобразования Хартли и определения спектральной плотности мощности 17. Группа информационных выходов блока преобразования Хартли и определения спектральной плотности мощности 17 соединена с группой информационных входов десятого блока памяти 18. Группа информационных выходов десятого блока памяти 18 соединена с группой информационных входов блока определения частоты 19. Группа информационных выходов блока определения частоты 19 является выходной шиной устройства оценивания несущей частоты. Тактовая шина 21 устройства оценивания несущей частоты соединена с тактовым входом аналого-цифрового преобразователя 1. A fourth embodiment of a carrier frequency estimator (implementing a fourth embodiment of a method for estimating a carrier frequency of a signal) shown in FIG. 13, consists of an analog-to-
Пятый вариант устройства оценивания несущей частоты (реализация пятого варианта способа оценивания несущей частоты сигнала), показанный на фиг. 14, состоит аналого-цифрового преобразователя 1, первого 2, второго 4, третьего 6, четвертого 7, пятого 9 и шестого 11 блоков памяти, блока преобразования Фурье и определения спектральной плотности мощности 3, блока быстрого преобразования Фурье 5, умножителя 8, блока обратного быстрого преобразования Фурье и определения спектральной плотности мощности 10, блока определения частоты 12 и блока управления 13. Первый выход блока управления 13 соединен со входом разрешения аналого-цифрового преобразователя 1. Информационный вход аналого-цифрового преобразователя 1 является информационной шиной устройства оценивания несущей частоты. Выход готовности аналого-цифрового преобразователя 1 соединен с четвертым входом блока управления 13. Группа информационных выходов аналого-цифрового преобразователя 1 соединена с группой информационных входов первого блока памяти 2. Группа входов управления первого блока памяти 2 объединена с группами входов управления блока преобразования Фурье и определения спектральной плотности мощности 3, второго блока памяти 4, блока определения частоты 12 и третьей группой выходов блока управления 13. Вторая группа выходов блока управления 13 соединена с группами адресных входов второго 4 и первого 2 блоков памяти. Группа информационных выходов первого блока памяти 2 соединена с группой информационных входов блока преобразования Фурье и определения спектральной плотности мощности 3. Группа информационных выходов блока преобразования Фурье и определения спектральной плотности мощности 3 соединена с группами информационных входов шестого блока памяти 11 и второго блока памяти 4. Группа информационных выходов второго блока памяти 4 соединена с группой информационных входов блока быстрого преобразования Фурье 5. Группа входов управления блока быстрого преобразования Фурье 5 объединена с группами входов управления четвертого 7, пятого 9 и шестого 11 блоков памяти, блока обратного быстрого преобразования Фурье и определения спектральной плотности мощности 10 и третьей группой выходов блока управления 13. Группа информационных выходов блока быстрого преобразования Фурье 5 соединена с группой информационных входов четвертого блока памяти 7. Группа адресных входов четвертого блока памяти 7 объединена с группами адресных входов третьего 6, пятого 9 и шестого 11 блоков памяти. Группа информационных выходов четвертого блока памяти 7 соединена со второй группой входов умножителя 8. Первая группа входов умножителя 8 соединена с группой информационных выходов третьего блока памяти 6. Группа выходов умножителя 8 соединена с группой информационных входов пятого блока памяти 9. Группа информационных выходов пятого блока памяти 9 соединена с группой информационных входов блока обратного быстрого преобразования Фурье и определения спектральной плотности мощности 10. Группа информационных выходов блока обратного быстрого преобразования Фурье и определения спектральной плотности мощности 10 поразрядно соединена с группой информационных входов шестого блока памяти 11. Группа информационных выходов шестого блока памяти 11 соединена с группой информационных входов блока определения частоты 12. Группа выходов блока определения частоты 12 является выходной шиной устройства оценивания несущей частоты. Тактовая шина 14 устройства оценивания несущей частоты соединена с тактовым входом аналого-цифрового преобразователя 1. A fifth embodiment of a carrier frequency estimator (implementing a fifth embodiment of a method for estimating a carrier frequency of a signal) shown in FIG. 14, consists of an analog-to-
Шестой вариант устройства оценивания несущей частоты (реализация шестого варианта способа оценивания несущей частоты сигнала), показанный на фиг. 15, состоит из аналого-цифрового преобразователя 1, первого 2, второго 4, третьего 6, четвертого 7, пятого 9 и шестого 11 блоков памяти, блока преобразования Фурье и определения спектральной плотности мощности 3, блока преобразования Хартли 5, умножителя 8, блока преобразования Хартли и определения спектральной плотности мощности 10, блока определения частоты 12 и блока управления 13. Первый выход блока управления 13 соединен со входом разрешения аналого-цифрового преобразователя 1. Информационный вход аналого-цифрового преобразователя 1 является информационной шиной устройства оценивания несущей частоты. Выход готовности аналого-цифрового преобразователя 1 соединен с четвертым входом блока управления 13. Группа информационных выходов аналого-цифрового преобразователя 1 соединена с группой информационных входов первого блока памяти 2. Группа входов управления первого блока памяти 2 объединена с группами входов управления блока преобразования Фурье и определения спектральной плотности мощности 3, второго блока памяти 4, блока определения частоты 12 и третьей группой выходов блока управления 13. Вторая группа выходов блока управления 13 соединена с группами адресных входов второго 4 и первого 2 блоков памяти, группа информационных выходов первого блока памяти 2 соединена с группой информационных входов блока преобразования Фурье и определения спектральной плотности мощности 3. Группа информационных выходов блока преобразования Фурье и определения спектральной плотности мощности 3 соединена с группой информационных входов второго блока памяти 4. Группа входов управления второго блока памяти 4 объединена с группами входов управления блока преобразования Хартли 5, четвертого 7, пятого 9 и шестого 11 блоков памяти и блока преобразования Хартли и определения спектральной плотности мощности 10. Группа информационных выходов второго блока памяти 4 соединена с группой информационных входов блока преобразования Хартли 5. Группа информационных выходов блока преобразования Хартли 5 соединена с группой информационных входов четвертого блока памяти 7. Группа адресных входов последнего объединена с группой адресных входов третьего 6, пятого 9 и шестого 11 блоков памяти и второй группой выходов блока управления 13, по командам которого выполняется поочередное считывание значений, записанных в третьем 6, четвертом 7, пятом 9 и шестом 11 блоках памяти. Группа информационных выходов четвертого блока памяти 7 соединена со второй группой входов умножителя 8. Первая группа входов умножителя 8 соединена с группой информационных выходов третьего блока памяти 6. Группа выходов умножителя 8 соединена с группой информационных входов пятого блока памяти 9. Группа информационных выходов пятого блока памяти 9 соединена с группой информационных входов блока преобразования Хартли и определения спектральной плотности мощности 10. Группа информационных выходов блока преобразования Хартли и определения спектральной плотности мощности 10 соединена с группой информационных входов шестого блока памяти 11. Группа информационных выходов шестого блока памяти 11 соединена с группой информационных входов блока определения частоты 12. Группа выходов блока определения частоты 12 является выходной шиной устройства оценивания несущей частоты. Тактовая шина 14 устройства оценивания несущей частоты соединена с тактовым входом аналого-цифрового преобразователя 1. A sixth embodiment of a carrier frequency estimator (implementing a sixth embodiment of a method for estimating a carrier frequency of a signal) shown in FIG. 15, consists of an analog-to-
Седьмой вариант устройства оценивания несущей частоты (реализация седьмого варианта способа оценивания несущей частоты сигнала), показанный на фиг. 16, состоит из аналого-цифрового преобразователя 1, первого 2, второго 4, третьего 6, четвертого 7, пятого 9 и шестого 11 блоков памяти, первого 3 и второго 10 блоков преобразования Хартли и определения спектральной плотности мощности, блока преобразования Хартли 5, блока определения спектральной плотности мощности, умножителя 8, блока определения частоты 12 и блока управления 13. Информационный вход аналого-цифрового преобразователя 1 является информационной шиной устройства оценивания несущей частоты. Вход разрешения устройства оценивания несущей частоты соединен с первым выходом блока управления 13. Четвертый вход блока управления 13 соединен с выходом готовности аналого-цифрового преобразователя 1. Группа информационных выходов аналого-цифрового преобразователя 1 соединена с группой информационных входов первого блока памяти 2. Группа входов управления первого блока памяти 2 объединена с группами входов управления второго блока памяти 4 и блока определения частоты 12 и третьей группой выходов блока управления 13. Группа адресных входов первого блока памяти 2 объединена с группой адресных входов второго блока памяти 4 и второй группой выходов блока управления 13. Группа информационных выходов первого блока памяти 2 соединена с группой информационных входов первого блока преобразования Хартли и определения спектральной плотности мощности 3. Группа входов управления первого блока преобразования Хартли и определения спектральной плотности мощности 3 объединена с группами входов управления блока преобразования Хартли 5, четвертого 7, пятого 9 и шестого 11 блоков памяти, второго блока преобразования Хартли и определения спектральной плотности мощности 10 и третьей группой выходов блока управления 13. Группа информационных выходов первого блока преобразования Хартли и определения спектральной плотности мощности 3 соединена с группой информационных входов второго блока памяти 4. Группа информационных выходов второго блока памяти 4 соединена с группой информационных входов блока преобразования Хартли 5. Группа информационных выходов блока преобразования Хартли 5 соединена с группой информационных входов четвертого блока памяти 7. Группа адресных входов последнего объединена с группами адресных входов третьего 6, пятого 9 и шестого 11 блоков памяти и второй группой выходов блока управления 13, по командам которого выполняется поочередное считывание значений, записанных в третьем 6, четвертом 7, пятом 9 и шестом 11 блоках памяти. Группа информационных выходов четвертого блока 7 памяти соединена со второй группой входов умножителя 8. Первая группа входов умножителя 8 соединена с группой информационных выходов третьего блока памяти 6. Группа выходов умножителя 8 соединена с группой информационных входов пятого блока памяти 9. Группа информационных выходов пятого блока памяти 9 соединена с группой информационных входов второго блока преобразования Хартли и определения спектральной плотности мощности 10. Группа информационных выходов второго блока преобразования Хартли и определения спектральной плотности мощности 10 соединена с группой информационных входов шестого блока памяти 11. Группа информационных выходов шестого блока памяти 11 соединена с группой информационных входов блока определения частоты 12. Группа выходов блока определения частоты 12 является выходной шиной устройства оценивания несущей частоты. Тактовая шина 14 устройства оценивания несущей частоты соединена с тактовым входом аналого-цифрового преобразователя 1. A seventh embodiment of a carrier frequency estimator (implementing a seventh embodiment of a method for estimating a signal carrier frequency) shown in FIG. 16, consists of an analog-to-
Восьмой вариант устройства оценивания несущей частоты (реализация восьмого варианта способа оценивания несущей частоты сигнала), показанный на фиг. 17, состоит из аналого-цифрового преобразователя 1, первого 2, второго 4, третьего 6, четвертого 7, пятого 9 и шестого 11 блоков памяти, блока преобразования Хартли и определения спектральной плотности мощности 3, блока преобразования Фурье 5, умножителя 8, блока обратного преобразования Фурье и определения спектральной плотности мощности 10, блока определения частоты 12 и блока управления 13. Информационный вход аналого-цифрового преобразователя 1 является информационной шиной устройства оценивания несущей частоты. Вход разрешения устройства оценивания несущей частоты соединен с первым выходом блока управления 13. Четвертый вход блока управления 13 соединен с выходом готовности аналого-цифрового преобразователя 1. Группа информационных выходов аналого-цифрового преобразователя 1 соединена с группой информационных входов первого блока памяти 2. Группа входов управления первого блока памяти 2 объединена с группами входов управления второго блока памяти 4, блока определения частоты 12 и третьей группой выходов блока управления 13. Группа адресных входов первого блока памяти 2 объединена с группой адресных входов второго блока памяти 4 и второй группой выходов блока управления 13. Группа информационных выходов первого блока памяти 2 соединена с группой информационных входов блока преобразования Хартли и определения спектральной плотности мощности 3. Группа входов управления последнего объединена с группами входов управления блока преобразования Фурье 5 и третьей группой выходов блока управления, по командам которого в блоке 5 преобразуются спектральные компоненты плотности мощности сигнала. Группа входов управления блока 5 объединена с группами входов управления блока обратного преобразования Фурье и определения спектральной плотности мощности 10, четвертого 7, пятого 9 и шестого 11 блоков памяти. Группа информационных выходов блока преобразования Хартли и определения спектральной плотности мощности 3 соединена с группой информационных входов второго блока памяти 4. Группа информационных выходов второго блока памяти 4 соединена с группой информационных входов блока преобразования Фурье 5. Группа информационных выходов блока преобразования Фурье 5 соединена с группой информационных входов четвертого блока памяти 7. Группа адресных входов последнего объединена с группами адресных входов третьего 6, пятого 9 и шестого 11 блоков памяти и второй группой выходов блока управления 13, по командам которого выполняется поочередное считывание значений, записанных в третьем 6, четвертом 7, пятом 9 и шестом 11 блоках памяти. Группа информационных выходов четвертого блока памяти 7 соединена со второй группой входов умножителя 8. Первая группа входов умножителя 8 соединена с группой информационных выходов третьего блока памяти 6. Группа выходов умножителя 8 соединена с группой информационных входов пятого блока памяти 9. Группа информационных выходов пятого блока памяти 9 соединена с группой информационных входов блока обратного преобразования Фурье и определения спектральной плотности мощности 10. Группа информационных выходов блока обратного преобразования Фурье и определения спектральной плотности мощности 10 соединена с группой информационных входов шестого блока памяти 11. Группа информационных выходов шестого блока памяти 11 соединена с группой информационных входов блока определения частоты 12. Группа выходов блока определения частоты 12 является выходной шиной устройства оценивания несущей частоты. Тактовая шина 14 устройства оценивания несущей частоты соединена с тактовым входом аналого-цифрового преобразователя 1. An eighth embodiment of a carrier frequency estimator (implementing an eighth embodiment of a method for estimating a carrier frequency of a signal) shown in FIG. 17, consists of an analog-to-
Девятый вариант устройства оценивания несущей частоты (реализация девятого варианта способа оценивания несущей частоты сигнала), показанный на фиг. 18, состоит из аналого-цифрового преобразователя 1, первого 2, второго 4, третьего 6, четвертого 7, пятого 9 и шестого 11 блоков памяти, блока преобразования Фурье и определения спектральной плотности мощности 3, блока преобразования Хартли 5, умножителя 8, блока преобразования Хартли и определения спектральной плотности мощности 10, блока определения частоты 12 и блока управления 13. Первый выход блока управления 13 соединен со входом разрешения аналого-цифрового преобразователя 1. Информационный вход аналого-цифрового преобразователя 1 является информационной шиной устройства оценивания несущей частоты. Выход готовности аналого-цифрового преобразователя 1 соединен с четвертым входом блока управления 13. Группа информационных выходов аналого-цифрового преобразователя 1 соединена с группой информационных входов первого блока памяти 2. Группа входов управления первого блока памяти 2 объединена с группами входов управления блока преобразования Фурье и определения спектральной плотности мощности 3, второго блока памяти 4, блока определения частоты 12 и третьей группой выходов блока управления 13. Вторая группа выходов блока управления 13 соединена с группами адресных входов второго 4 и первого 2 блоков памяти. Группа информационных выходов первого блока памяти 2 соединена с группой информационных входов блока преобразования Фурье и определения спектральной плотности мощности 3. Группа информационных выходов блока преобразования Фурье и определения спектральной плотности мощности 3 объединена с группами информационных входов шестого блока памяти 11 и второго блока памяти 4. Группа информационных выходов второго блока памяти 4 соединена с группой информационных входов блока преобразования Хартли 5. Группа входов управления блока преобразования Хартли 5 объединена с группами входов управления четвертого 7, пятого 9 и шестого 11 блоков памяти, блока преобразования Хартли и определения спектральной плотности мощности 10 и третьей группой выходов блока управления 13. Группа информационных выходов блока преобразования Хартли 5 соединена с группой информационных входов четвертого блока памяти 7. Группа адресных входов четвертого блока памяти 7 объединена с группами адресных входов третьего 6, пятого 9 и шестого 11 блоков памяти и второй группой выходов блока управления 13. Группа информационных выходов четвертого блока памяти 7 соединена со второй группой входов умножителя 8. Первая группа входов умножителя 8 соединена с группой информационных выходов третьего блока памяти 6. Группа выходов умножителя 8 соединена с группой информационных входов пятого блока памяти 9. Группа информационных выходов пятого блока памяти 9 соединена с группой информационных входов блока преобразования Хартли и определения спектральной плотности мощности 10. Группа информационных выходов блока преобразования Хартли и определения спектральной плотности мощности 10 поразрядно соединена с группой информационных входов шестого блока памяти 11. Группа информационных выходов шестого блока памяти 11 соединена с группой информационных входов блока определения частоты 12. Группа выходов блока определения частоты 12 является выходной шиной устройства оценивания несущей частоты. Тактовая шина 14 устройства оценивания несущей частоты соединена с тактовым входом аналого-цифрового преобразователя 1. A ninth embodiment of a carrier frequency estimator (implementing a ninth embodiment of a method for estimating a carrier frequency of a signal) shown in FIG. 18, consists of an analog-to-
Заявленный первый вариант устройства оценивания несущей частоты (фиг. 10), реализующий первый вариант способа оценивания несущей частоты сигнала (фиг. 1), работает следующим образом. The claimed first variant of the device for estimating the carrier frequency (Fig. 10), which implements the first variant of the method of estimating the carrier frequency of the signal (Fig. 1), works as follows.
Аналоговый сигнал z(t) (фиг. 1а) поступает на информационный вход аналого-цифрового преобразователя 1, в котором под воздействием импульсов, поступающих по тактовой шине 14, преобразуется в дискретную форму (см. фиг. 1б). The analog signal z (t) (Fig. 1a) is fed to the information input of the analog-to-
Далее полученные дискретные отсчеты сигнала z(tk) записываются в первый блок памяти 2. Это происходит следующим образом. Как только аналого-цифровой преобразователь 1 сформирует очередной дискретный отсчет сигнала, на четвертый вход блока управления 13 от него поступает сигнал готовности. По этому сигналу блок управления 13 на третьем управляющем и втором адресном выходах формирует сигналы для записи очередного отсчета в первый блок памяти 2. После этого на первом разрешающем выходе блока управления 13 формируется сигнал, разрешающий аналого-цифровому преобразователю 1 получить следующий дискретный отсчет.Next, the obtained discrete samples of the signal z (t k ) are recorded in the
После записи всех N дискретных отсчетов под воздействием управляющих сигналов, формируемых блоком управления 13, блоком преобразования Фурье и определения спектральной плотности 3 находятся спектральные компоненты плотности мощности сигнала (см. фиг. 1в). Последние под воздействием сигналов, формируемых блоком управления 13, записываются во второй блок памяти 4. Далее указанные спектральные компоненты плотности мощности сигнала преобразуются в блоке преобразования Фурье 5 (см. фиг. 1г, д), с выхода которого под воздействием сигналов, формируемых блоком управления 13, полученные величины записываются в четвертый блок памяти 7. After recording all N discrete samples under the influence of control signals generated by the
После этого блоком управления 13 формируются команды на поочередное считывание значений, записанных в четвертом блоке памяти 7, и соответствующих им значений 1/um p (см. фиг. 1е), хранящихся в третьем блоке памяти 6. Указанные величины поступают одновременно на соответствующие входы умножителя 8, на выходе которого формируются произведения ω(m)/um p и v(m)/um p (см. фиг. 1ж, з), которые поочередно под воздействием сигналов, формируемых блоком управления 13, записываются в пятый блок памяти 9.After that, the
После записи всех указанных произведений в блоке обратного преобразования Фурье и определения спектральной плотности мощности 10 производится преобразование величин, считываемых из пятого блока памяти 9, в последовательность дискретных отсчетов g(n) в соответствии с выражением (11) (см. фиг. 1и) и определение компонент спектральной плотности мощности (см. фиг. 1к), которые под воздействием сигналов, формируемых блоком управления 13, записываются в шестой блок памяти 11. А затем в блоке определения частоты 12 производится определение номера r компоненты спектральной плотности мощности с максимальной амплитудой и вычисление значения несущей частоты в соответствии с выражением fнес = r • Δfзад (см. фиг. 1л).After recording all of these products in the inverse Fourier transform unit and determining the spectral density of
Второй вариант заявленного устройства (фиг. 11), реализующего второй вариант способа оценивания несущей частоты сигнала (фиг. 2), работает следующим образом. The second variant of the claimed device (Fig. 11), which implements the second variant of the method of estimating the carrier frequency of the signal (Fig. 2), works as follows.
Аналоговый сигнал z(t) (фиг. 2а) поступает на информационный вход аналого-цифрового преобразователя 1, в котором под воздействием импульсов, поступающих по тактовой шине 18, преобразуется в дискретную форму (см. фиг. 2б). The analog signal z (t) (Fig. 2a) is fed to the information input of the analog-to-
Далее по командам блока управления 17 полученные дискретные отсчеты сигнала z(tk) записываются в первый блок памяти 2. После записи всех N дискретных отсчетов под воздействием управляющих сигналов, формируемых блоком управления 17, блоком преобразования Фурье и определения спектральной плотности 3 находятся спектральные компоненты плотности мощности сигнала (см. фиг. 2в). Последние под воздействием сигналов, формируемых блоком управления 17, записываются во второй блок памяти 4. Далее указанные спектральные компоненты плотности мощности сигнала преобразуются в блоке преобразования Хартли 5 (см. фиг. 2г), с выхода которого под воздействием сигналов, формируемых блоком управления 17, полученные величины записываются в четвертый блок памяти 7.Further, according to the commands of the
После этого блоком управления 17 формируются команды на поочередное считывание значений, записанных в четвертом блоке памяти 7, и соответствующих им значений элементов матрицы преобразования из базиса Хартли в базис Фурье, хранящихся в третьем блоке памяти 6. Указанные величины поступают одновременно на соответствующие входы первого умножителя 8, на выходе которого формируется значение вида ω(m)+j • v(m) (фиг. 2д, е). Последнее подается на вторую группу входов второго умножителя 10. Одновременно с этим на первую группу его входов по команде блока управления 17 поступает значение 1/um p (см. фиг. 2ж), считываемое из пятого блока памяти 9. В результате на выходе второго умножителя 10 формируются произведения ω(m)/um p и v(m)/um p (см. фиг. 2з, и), которые поочередно подаются на вторую группу входов третьего умножителя 12, на первую группу входов которого под воздействием сигналов, формируемых блоком управления 17, поступают соответствующие им значения элементов матрицы преобразования из базиса Фурье в базис Хартли, хранящиеся в шестом блоке памяти 11. В результате на выходе третьего умножителя 12 формируются отсчеты X'(y) (фиг. 2к), которые по командам блока управления 17 переписываются в седьмой блок памяти 13.After that, the
Указанные действия повторяются для всего множества значений, записанных после преобразования Хартли в четвертый блок памяти 7. Далее в блоке преобразования Хартли и определения спектральной плотности мощности 14 производится преобразование величин, считываемых из седьмого блока памяти 13, в последовательность дискретных отсчетов g(n) (см. фиг. 2л) и определение компонент спектральной плотности мощности (см. фиг. 2м), которые под воздействием сигналов, формируемых блоком управления 17, записываются в восьмой блок памяти 15. А затем в блоке определения частоты 16 производится вычисление номера r компоненты спектральной плотности мощности с максимальной амплитудой и вычисление значения несущей частоты в соответствии с выражением fнес = r • Δfзад (см. фиг. 2н).These steps are repeated for the entire set of values recorded after the Hartley transform to the
Работа третьего варианта устройства оценивания несущей частоты (фиг. 12), реализующего третий вариант способа оценивания несущей частоты сигнала (фиг. 3), отличается от работы первого варианта устройства следующим. The operation of the third embodiment of the carrier frequency estimator (FIG. 12), which implements the third embodiment of the method for estimating the carrier frequency of the signal (FIG. 3), differs from the operation of the first embodiment of the device as follows.
Аналоговый сигнал z(t) (фиг. 3а) поступает на информационный вход аналого-цифрового преобразователя 1, в котором под воздействием импульсов, поступающих по тактовой шине 17, преобразуется в дискретную форму (см. фиг. 3б). The analog signal z (t) (Fig. 3a) is fed to the information input of the analog-to-
Далее по командам блока управления 16 полученные дискретные отсчеты сигнала z(tk) записываются в первый блок памяти 2. После записи всех N дискретных отсчетов под воздействием управляющих сигналов, формируемых блоком управления 16, производится преобразование Хартли данных отсчетов в блоке 3 (см. фиг. 3в). Полученные величины под воздействием сигналов, формируемых блоком управления 16, записываются во второй блок памяти 2.Further, according to the commands of the
После этого блоком управления 16 формируются команды на поочередное считывание значений, записанных во второй блок памяти 4, и соответствующих им значений элементов матрицы преобразования из базиса Хартли в базис Фурье, хранящихся в третьем блоке памяти 5. Указанные величины поступают одновременно на соответствующие входы первого умножителя 6, на выходе которого формируется значение вида B(n) + j • C(n) (фиг. 3г, д). Последнее по команде блока управления 16 переписывается в четвертый блок памяти 7. After that, the
Указанные действия повторяются для всего множества значений, считываемых из второго блока памяти 4. These actions are repeated for the entire set of values read from the
Далее в блоке определения спектральной плотности мощности и преобразования Фурье 8 производится вычисление компонент спектральной плотности мощности (фиг. 3е), над которыми затем выполняется преобразование Фурье (фиг. 3ж, з). Полученные величины по командам блока управления 16 записываются в шестой блок памяти 10. Далее алгоритм работы устройства аналогичен алгоритму работы первого варианта устройства оценивания несущей частоты. Next, in the unit for determining the spectral power density and
Работа четвертого варианта заявленного устройства (фиг. 13), реализующего четвертый вариант способа оценивания несущей частоты сигнала (фиг. 4), отличается от работы второго варианта устройства следующим. The work of the fourth variant of the claimed device (Fig. 13), which implements the fourth variant of the method for estimating the carrier frequency of the signal (Fig. 4), differs from the second variant of the device as follows.
Аналоговый сигнал z(t) (фиг. 4а) поступает на информационный вход аналого-цифрового преобразователя 1, в котором под воздействием импульсов, поступающих по тактовой шине 21, преобразуется в дискретную форму (см. фиг. 4б). The analog signal z (t) (Fig. 4a) is fed to the information input of the analog-to-
Далее по командам блока управления 20 полученные дискретные отсчеты сигнала z(tk) записываются в первый блок памяти 2. После записи всех N дискретных отсчетов под воздействием управляющих сигналов, формируемых блоком управления 20, производится преобразование
Хартли данных отсчетов в блоке 3 (см. фиг. 4в). Полученные величины под воздействием сигналов, формируемых блоком управления 20, записываются во второй блок памяти 4.Further, by the commands of the
Hartley data samples in block 3 (see Fig. 4B). The obtained values under the influence of signals generated by the
После этого блоком управления 20 формируются команды на поочередное считывание значений, записанных во второй блок памяти 4, и соответствующих им значений элементов матрицы преобразования из базиса Хартли в базис Фурье, хранящихся в третьем блоке памяти 5. Указанные величины поступают одновременно на соответствующие входы первого умножителя 6, на выходе которого формируется значение вида B(n) + j • C(n) (фиг. 4г, д). Последнее по команде блока управления 20 переписывается в четвертый блок памяти 7. After that, the
Указанные действия повторяются для всего множества значений, считываемых из второго блока памяти 4. These actions are repeated for the entire set of values read from the
Далее в блоке определения спектральной плотности мощности и преобразования Фурье 8 производится вычисление компонент спектральной плотности мощности (фиг. 4е), над которыми затем выполняется преобразование Фурье (фиг. 4ж, з). Полученные величины по командам блока управления 20 записываются в шестой блок памяти 10. Далее алгоритм работы устройства аналогичен алгоритму работы второго варианта устройства оценивания несущей частоты. Next, in the unit for determining the spectral power density and
Заявленный пятый вариант устройства оценивания несущей частоты (фиг. 14), реализующий пятый вариант способа оценивания несущей частоты сигнала (фиг. 5), работает следующим образом. The claimed fifth version of the device for estimating the carrier frequency (Fig. 14), which implements the fifth version of the method for estimating the carrier frequency of the signal (Fig. 5), works as follows.
Аналоговый сигнал z(t) (фиг. 5а) поступает на информационный вход аналого-цифрового преобразователя 1, в котором под воздействием импульсов, поступающих по тактовой шине 14, преобразуется в дискретную форму (см. фиг. 5б). The analog signal z (t) (Fig. 5a) is fed to the information input of the analog-to-
Полученные дискретные отсчеты сигнала z(tk) по командам блока управления 13 записываются в первый блок памяти 2. После записи всех N дискретных отсчетов под воздействием управляющих сигналов, формируемых блоком управления 13, блоком преобразования Фурье и определения спектральной плотности мощности 3 находятся спектральные компоненты плотности мощности сигнала (см. фиг. 5в). Среди них определяется компонента с максимальной амплитудой мощности, которой присваивается номер n. Полученные компоненты спектральной плотности мощности под воздействием сигналов, формируемых блоком управления 13, записываются во второй блок памяти 4, а номер n компоненты с максимальной амплитудой спектральной плотности мощности, кроме того, записывается в соответствующую ячейку шестого блока памяти 11. Далее компоненты спектральной плотности мощности преобразуются в блоке преобразования Фурье 5 (см. фиг. 5д, е), с выхода которого под воздействием сигналов, формируемых блоком управления 13, полученные величины записываются в четвертый блок памяти 7.The obtained discrete samples of the signal z (t k ) by the commands of the
После этого блоком управления 13 формируются команды на поочередное считывание значений, записанных в четвертом блоке памяти 7, и соответствующих им значений 1/um p (см. фиг. 5ж), хранящихся в третьем блоке памяти 6. Указанные величины поступают одновременно на соответствующие входы умножителя 8, на выходе которого формируются произведения ω(m)/um p и v(m)/um p (см. фиг. 5з, и), которые поочередно под воздействием сигналов, формируемых блоком управления 13, записываются в пятый блок памяти 9.After that, the
После записи всех указанных произведений в блоке обратного преобразования Фурье и определения спектральной плотности мощности 10 производится преобразование величин, считываемых из пятого блока памяти 9, в последовательность дискретных отсчетов g(n) (см. фиг. 5к) и определение компонент спектральной плотности мощности на интервале от n-1 до n+1 (см. фиг. 5л). Последние под воздействием сигналов, формируемых блоком управления 13, записываются в шестой блок памяти 11. Затем в блоке определения частоты 12 производится определение номера r компоненты спектральной плотности мощности с максимальной амплитудой и вычисление значения несущей частоты в соответствии с выражением fнес = (n-1) • Δf + r • Δfзад (см. фиг. 5м).After writing all of these works in the inverse Fourier transform unit and determining the power
Шестой вариант заявленного устройства (фиг. 15), реализующий шестой вариант способа оценивания несущей частоты сигнала (фиг. 6), работает следующим образом. The sixth embodiment of the claimed device (Fig. 15), which implements the sixth version of the method for estimating the carrier frequency of a signal (Fig. 6), works as follows.
Аналоговый сигнал z(t) (фиг. 6а) поступает на информационный вход аналого-цифрового преобразователя 1, в котором под воздействием импульсов, поступающих по тактовой шине 14, преобразуется в дискретную форму (см. фиг. 6б). По командам блока управления 13 полученные дискретные отсчеты сигнала z(tk) записываются в первый блок памяти 2.The analog signal z (t) (Fig. 6a) is fed to the information input of the analog-to-
После записи всех N дискретных отсчетов под воздействием управляющих сигналов, формируемых блоком управления 13, блоком преобразования Фурье и определения спектральной плотности 3 находятся спектральные компоненты плотности мощности сигнала (см. фиг. 6в). Последние под воздействием сигналов, формируемых блоком управления 13, записываются во второй блок памяти 4. Далее указанные спектральные компоненты плотности мощности сигнала преобразуются в блоке преобразования Хартли 5 (см. фиг. 6г). С выхода последнего под воздействием сигналов, формируемых блоком управления 13, полученные величины записываются в четвертый блок памяти 7. After recording all N discrete samples under the influence of control signals generated by the
После этого блоком управления 13 формируются команды на поочередное считывание значений, записанных в четвертом блоке памяти 7, и соответствующих им значений 1/UHm p (см. выражение (18)), хранящихся в третьем блоке памяти 6. Указанные величины поступают одновременно на соответствующие входы умножителя 8, на выходе которого формируются произведения X(S(n))/UHm p (см. фиг. 6д), которые поочередно под воздействием сигналов, формируемых блоком управления 13, записываются в пятый блок памяти 9.After that, the
После записи всех указанных произведений в блоке преобразования Хартли и определения спектральной плотности мощности 10 производится преобразование величин, считываемых из пятого блока памяти 9, в последовательность дискретных отсчетов g(n) (см. фиг. 6е) и определение компонент спектральной плотности мощности (см. фиг. 6ж). Последние под воздействием сигналов, формируемых блоком управления 13, записываются в шестой блок памяти 11. Далее в блоке определения частоты 12 производится определение номера r компоненты спектральной плотности мощности с максимальной амплитудой и вычисление значения несущей частоты в соответствии с выражением fнес = r • Δfзад (см. фиг. 6з).After recording all of these works in the Hartley transform block and determining the power
Работа седьмого варианта заявленного устройства (фиг. 16), реализующего седьмой вариант способа оценивания несущей частоты сигнала (фиг. 7), отличается от работы шестого варианта устройства следующим. The work of the seventh embodiment of the claimed device (Fig. 16) that implements the seventh version of the method for estimating the carrier frequency of the signal (Fig. 7) differs from the work of the sixth embodiment of the device as follows.
Аналоговый сигнал z(t) (фиг. 7а) поступает на информационный вход аналого-цифрового преобразователя 1, в котором под воздействием импульсов, поступающих по тактовой шине 14, преобразуется в дискретную форму (см. фиг. 7б). По командам блока управления 13 полученные дискретные отсчеты сигнала z(tk) записываются в первый блок памяти 2.The analog signal z (t) (Fig. 7a) is fed to the information input of the analog-to-
После записи всех N дискретных отсчетов под воздействием управляющих сигналов, формируемых блоком управления 13, блоком преобразования Хартли и определения спектральной плотности 3 находятся спектральные компоненты плотности мощности сигнала (см. фиг. 7в, г). Последние под воздействием сигналов, формируемых блоком управления 13, записываются во второй блок памяти 4. After recording all N discrete samples under the influence of control signals generated by the
Далее алгоритм работы устройства аналогичен алгоритму работы шестого варианта устройства. Further, the algorithm of the device is similar to the algorithm of the sixth embodiment of the device.
Работа восьмого варианта заявленного устройства (фиг. 17), реализующего восьмой вариант способа оценивания несущей частоты сигнала (фиг. 8), отличается от работы первого варианта устройства следующим. The work of the eighth embodiment of the claimed device (Fig. 17) that implements the eighth version of the method for estimating the carrier frequency of the signal (Fig. 8) differs from the operation of the first embodiment of the device as follows.
Аналоговый сигнал z(t) (фиг. 8а) поступает на информационный вход аналого-цифрового преобразователя 1, в котором под воздействием импульсов, поступающих по тактовой шине 14, преобразуется в дискретную форму (см. фиг. 8б). По командам блока управления 13 полученные дискретные отсчеты сигнала z(tk) записываются в первый блок памяти 2.The analog signal z (t) (Fig. 8a) is fed to the information input of the analog-to-
После записи всех N дискретных отсчетов под воздействием управляющих сигналов, формируемых блоком управления 13, блоком преобразования Хартли и определения спектральной плотности 3 находятся спектральные компоненты плотности мощности сигнала (см. фиг. 8в, г). Последние под воздействием сигналов, формируемых блоком управления 13, записываются во второй блок памяти 4. After recording all N discrete samples under the influence of control signals generated by the
Далее алгоритм работы устройства аналогичен алгоритму работы первого варианта устройства. Further, the algorithm of the device is similar to the algorithm of the first embodiment of the device.
Заявленный девятый вариант устройства оценивания несущей частоты (фиг. 18), реализующий девятый вариант способа оценивания несущей частоты сигнала (фиг. 9), работает следующим образом. The claimed ninth version of the device for estimating the carrier frequency (Fig. 18), implementing the ninth version of the method for estimating the carrier frequency of the signal (Fig. 9), works as follows.
Аналоговый сигнал z(t) (фиг. 9а) поступает на информационный вход аналого-цифрового преобразователя 1, в котором под воздействием импульсов, поступающих по тактовой шине 14, преобразуется в дискретную форму (см. фиг. 9б). The analog signal z (t) (Fig. 9a) is fed to the information input of the analog-to-
Полученные дискретные отсчеты сигнала z(tk) по командам блока управления 13 записываются в первый блок памяти 2. После записи всех N дискретных отсчетов под воздействием управляющих сигналов, формируемых блоком управления 13, блоком преобразования Фурье и определения спектральной плотности 3 находятся спектральные компоненты плотности мощности сигнала (см. фиг. 9в). Среди них определяется компонента с максимальной амплитудой мощности, которой присваивается номер n. Значения полученных компонент спектральной плотности мощности под воздействием сигналов, формируемых блоком управления 13, записываются во второй блок памяти 4, а номер n компоненты с максимальной амплитудой спектральной плотности мощности, кроме того, записывается в соответствующую ячейку шестого блока памяти 11.The obtained discrete samples of the signal z (t k ) by the commands of the
Далее значения компонент спектральной плотности мощности преобразуются в блоке преобразования Хартли 5 (см. фиг. 9д), с выхода которого под воздействием сигналов, формируемых блоком управления 13, полученные величины записываются в четвертый блок памяти 7. После этого блоком управления 13 формируются команды на поочередное считывание значений, записанных в четвертом блоке памяти 7, и соответствующих им значений 1/UHm p, хранящихся в третьем блоке памяти 6. Указанные величины поступают одновременно на соответствующие входы умножителя 8, на выходе которого формируются произведения X(S(n))/UHm p (см. фиг. 9е), которые под воздействием сигналов, формируемых блоком управления 13, записываются в пятый блок памяти 9.Next, the values of the components of the power spectral density are converted in the Hartley transform block 5 (see Fig. 9e), from the output of which, under the influence of the signals generated by the
После записи всех указанных произведений в блоке преобразования Хартли и определения спектральной плотности мощности 10 производится преобразование величин, считываемых из пятого блока памяти 9, в последовательность дискретных отсчетов g(n) (см. фиг. 9ж) и определение компонент спектральной плотности мощности на интервале от n-1 до n+1 (см. фиг. 9з), которые под воздействием сигналов, формируемых блоком управления 13, записываются в шестой блок памяти 11. Далее в блоке определения частоты 12 производится определение номера r компоненты с максимальной амплитудой и вычисление значения несущей частоты в соответствии с выражением fнес = (n-1) • Δf + r • Δfзад (см. фиг. 9и).After recording all of these works in the Hartley transform block and determining the power
Принцип работы входящих в структурную схему заявляемых устройств умножителей известен и описан в книге: М.А. Карцев, В.А. Брик. Вычислительные системы и синхронная арифметика. - М.: Радио и связь, 1981, - с. 163-221. Могут быть реализованы на микросхемах SN54284 и SN54285 (с. 305, рис. 6.3.12) или на микросхеме ADSP1016 (С. Кун. Матричные процессоры на СБИС: Пер. с англ. - М.: Мир, 1991, - с. 502, табл. 7.4). The principle of operation of the inventive multiplier devices included in the structural diagram is known and described in the book: M.A. Kartsev, V.A. Brick. Computing systems and synchronous arithmetic. - M .: Radio and communications, 1981, - p. 163-221. They can be implemented on SN54284 and SN54285 microcircuits (p. 305, Fig. 6.3.12) or on the ADSP1016 microcircuit (S. Kun. Matrix processors on VLSI: Translated from English - M .: Mir, 1991, - p. 502 , table 7.4).
Принцип действия аналого-цифровых преобразователей известен и описан в книге: В. Н. Вениаминов, О.Н. Лебедев, А.И. Мирошниченко. Микросхемы и их применение. Справочное пособие - 3-е изд. перераб. и дополн. М.: Радио и связь. - 1989, - с. 180-184. Они могут быть реализованы на микросхеме К1108ПВ2 (И. В. Новаченко, В.А. Телец. Микросхемы для бытовой аппаратуры. Дополнение 2-е. Справочник. - М.: Радио и связь. 1992, - с. 171). The principle of operation of analog-to-digital converters is known and described in the book: V.N. Veniaminov, O.N. Lebedev, A.I. Miroshnichenko. Microcircuits and their application. Reference Guide - 3rd ed. reslave. and add. M .: Radio and communication. - 1989, - p. 180-184. They can be implemented on the K1108PV2 microcircuit (I.V. Novachenko, V.A. Telets. Microcircuits for household equipment.
Совокупность блоков 9...13 (фиг. 10) может быть реализована на цифровом процессоре обработки сигналов TMS32010 с дополнительными элементами, как показано на фиг. 19, (входы и выходы устройства соответствуют входам и выходам группы блоков, обведенных пунктиром и обозначенных буквой Б). При этом блок управления 13 (фиг. 10) реализован на цифровом процессоре обработки сигналов Б1 и элементах Б2...Б8. Блоки памяти 9 и 11 (фиг. 10) реализованы на цифровом процессоре обработки сигналов (144 16-разрядных слова памяти) и блоке Б9. Блок определения частоты 12 (фиг. 10) известен и может быть реализован на цифровом процессоре обработки сигналов Б1. Принцип действия TMS32010 подробно рассмотрен в книге Цифровой процессов обработки сигналов TMS32010 и его применение. /Под ред. А.А. Ланнэ. Л.: ВАС, 1990, - с. 51-102. Сам процессор изображен в той же книге на рис. 3.1, - с. 75. The set of
Счетчик Б3 (фиг. 19) - реверсивный, 16-разрядный. Принцип работы известен и описан в книге: В.Л. Шило. Популярные цифровые микросхемы. Справочник. - М.: Радио и связь, 1988, - с. 85-93, рис. 1.67, с. 91. Может быть реализован на микросхеме К155ИЕ7. Порядок соединения четырех счетчиков описан там же на с. 92-94. Он может быть реализован на микросхеме К155ИЕ8 (с. 94, рис. 1.69). Counter B3 (Fig. 19) - reversible, 16-bit. The principle of operation is known and described in the book: V.L. Awl. Popular digital circuits. Directory. - M.: Radio and Communications, 1988, - p. 85-93, fig. 1.67, p. 91. Can be implemented on the K155IE7 chip. The connection order of the four counters is described in the same place on p. 92-94. It can be implemented on the K155IE8 chip (p. 94, Fig. 1.69).
Принцип действия блока памяти Б9 (фиг. 19) известен и описан в книге: В. Н. Вениаминов, О.Н. Лебедев, А.И. Мирошниченко. Микросхемы и их применение. Справочное пособие - 3-е изд. перераб. и дополн. М.: Радио и связь, 1989, - с. 145-148. Может быть реализован на микросхеме IDT7186-70 (Цифровой процессор обработки сигналов TMS32010 и его применение. /Под ред. А.А. Ланнэ. - Л.: ВАС, 1990, - с. 50). The principle of operation of the memory unit B9 (Fig. 19) is known and described in the book: V.N. Veniaminov, O.N. Lebedev, A.I. Miroshnichenko. Microcircuits and their application. Reference Guide - 3rd ed. reslave. and add. M .: Radio and communications, 1989, - p. 145-148. It can be implemented on the chip IDT7186-70 (Digital signal processor TMS32010 and its application. / Ed. By A.A. Lanne. - L .: YOU, 1990, - p. 50).
Аналогично реализуется совокупность блоков 13...17 (фиг. 11), 12...16 (фиг. 12), 16. . .20 (фиг. 13), 9...13 (фиг. 14), 9...13 (фиг. 15), 9...13 (фиг. 16), 9...13 (фиг. 17), 9...13 (фиг. 18). Similarly, the set of
Принцип работы блока быстрого преобразования Фурье 5 (фиг. 10), 5 (фиг. 14), 5 (фиг. 17) известен и описан в книге Л. Рабинер, Б. Голд. Теория и применение цифровой обработки сигналов. Пер. с англ. - М.: Мир, 1978, с. 394-429. Пример реализации быстрого преобразования Фурье на цифровом процессоре обработки сигналов TMS32010 приведен в книге: Цифровой процессор обработки сигналов TMS32010 и его применение. /Под ред. А.А. Ланнэ. - Л.: ВАС, 1990, - с. 259. На с. 260 данной книги приведен расчет необходимого для этого объема памяти. На этой же основе реализуются блок преобразования Фурье и определения спектральной плотности мощности 3 (фиг. 10), 3 (фиг. 11), 3 (фиг. 14), 3 (фиг. 15), 3 (фиг. 18), а также блок определения спектральной плотности мощности и преобразования Фурье 8 (фиг. 12). The principle of operation of the fast Fourier transform block 5 (Fig. 10), 5 (Fig. 14), 5 (Fig. 17) is known and described in the book by L. Rabiner, B. Gold. Theory and application of digital signal processing. Per. from English - M .: Mir, 1978, p. 394-429. An example of the implementation of the fast Fourier transform on a digital signal processor TMS32010 is given in the book: Digital signal processor TMS32010 and its application. / Ed. A.A. Lanne. - L .: YOU, 1990, - p. 259. On with. 260 of this book provides the calculation of the necessary memory for this. On the same basis, the Fourier transform unit and determining the power spectral density 3 (Fig. 10), 3 (Fig. 11), 3 (Fig. 14), 3 (Fig. 15), 3 (Fig. 18), as well as unit for determining the spectral power density and Fourier transform 8 (Fig. 12).
Принцип обратного преобразования Фурье известен и описан в книге Л. Рабинер, Б. Голд. Теория и применение цифровой обработки сигналов. Пер. с англ. - М. : Мир, 1978, с. 394-420, 633-658. Реализация обратного преобразования Фурье на цифровом процессоре обработки сигналов TMS32010 приведена в книге: Цифровой процессор обработки сигналов TMS32010 и его применение. /Под ред. А. А. Ланнэ. - Л.: ВАС, 1990, - с. 259. На с. 260 последней книги приведен расчет необходимого для этого объема памяти. На этой основе может быть реализован блок обратного преобразования Фурье и определения спектральной плотности мощности 10 (фиг. 10), 13 (фиг. 12), 10 (фиг. 14), 10 (фиг. 17). The principle of the inverse Fourier transform is known and described in the book of L. Rabiner, B. Gold. Theory and application of digital signal processing. Per. from English - M.: Mir, 1978, p. 394-420, 633-658. The implementation of the inverse Fourier transform on a digital signal processor TMS32010 is given in the book: Digital signal processor TMS32010 and its application. / Ed. A.A. Lanne. - L .: YOU, 1990, - p. 259. On with. 260 of the last book provides the calculation of the necessary memory for this. On this basis, an inverse Fourier transform unit and determining the power spectral density 10 (Fig. 10), 13 (Fig. 12), 10 (Fig. 14), 10 (Fig. 17) can be implemented.
Принцип преобразования Хартли описан в книге Брейсуэл Р. Преобразование Хартли: Пер. с англ. - М.: Мир, 1990. Блок преобразования Хартли 5 (фиг. 11), 3 (фиг. 12), 3 (фиг. 13), 5 (фиг. 15), 5 (фиг. 16), 5 (фиг. 18) может быть реализован аналогично блоку преобразования Фурье (см. Цифровой процессор обработки сигналов TMS32010 и его применение. /Под ред. А.А. Ланнэ. - Л. : ВАС, 1990, - с. 259) за исключением: рабочая программа для процессора строится как показано на с. 131-162 в книге Брейсуэл Р. Преобразование Хартли: Пер. с англ. - М.: Мир, 1990. На этой же основе реализуются блок преобразования Хартли и определения спектральной плотности мощности 14 (фиг. 11), 17 (фиг. 13), 10 (фиг. 15), 3 и 10 (фиг. 16), 3 (фиг. 17), 10 (фиг. 18), а также блок определения спектральной плотности мощности и преобразования Хартли 8 (фиг. 13). The principle of Hartley transformation is described in the book Bracewell R. Hartley Transformation: Per. from English - M .: Mir, 1990. The Hartley transform block 5 (Fig. 11), 3 (Fig. 12), 3 (Fig. 13), 5 (Fig. 15), 5 (Fig. 16), 5 (Fig. 18) can be implemented similarly to the Fourier transform unit (see Digital signal processor TMS32010 and its application. / Ed. By A.A. Lanne. - L.: YOU, 1990, - p. 259) with the exception of: a work program for The processor is built as shown on p. 131-162 in Bracewell R. Hartley Transformation: Per. from English - M .: Mir, 1990. On the same basis, the Hartley transform block and determining the power spectral density 14 (Fig. 11), 17 (Fig. 13), 10 (Fig. 15), 3 and 10 (Fig. 16) are implemented , 3 (Fig. 17), 10 (Fig. 18), as well as a unit for determining the spectral power density and Hartley transform 8 (Fig. 13).
Блоки памяти 6 (фиг. 10), 6 (фиг. 14), 6 (фиг. 15), 6 (фиг. 16), 6 (фиг. 17), 6 (фиг. 18) можно реализовать на микросхеме К155ПР6, как указано в книге В.Л. Шило. Популярные цифровые микросхемы. Справочник. - М.: Радио и связь, 1988, с. 171-174. The memory blocks 6 (Fig. 10), 6 (Fig. 14), 6 (Fig. 15), 6 (Fig. 16), 6 (Fig. 17), 6 (Fig. 18) can be implemented on the K155PR6 chip, as indicated in the book of V.L. Awl. Popular digital circuits. Directory. - M .: Radio and communications, 1988, p. 171-174.
Блоки памяти 4 и 7 (фиг. 10), 2, 4, 6, 7, 9, 11 (фиг. 11), 2, 4, 5, 7, 9, 10 (фиг. 12), 2, 4, 5, 7, 9, 10, 12, 14 (фиг. 13), 2, 4, 7 (фиг. 14), 2, 4, 7 (фиг. 15), 2, 4, 7 (фиг. 16), 2, 4, 7 (фиг. 17), 2, 4, 7 (фиг. 18) можно реализовать на микросхеме IDT7186-70. Memory blocks 4 and 7 (Fig. 10), 2, 4, 6, 7, 9, 11 (Fig. 11), 2, 4, 5, 7, 9, 10 (Fig. 12), 2, 4, 5 , 7, 9, 10, 12, 14 (FIG. 13), 2, 4, 7 (FIG. 14), 2, 4, 7 (FIG. 15), 2, 4, 7 (FIG. 16), 2 , 4, 7 (Fig. 17), 2, 4, 7 (Fig. 18) can be implemented on the chip IDT7186-70.
Claims (18)
где r ∈ [Δf•n; Δf•(n+1)];
r = (n+τ)•Δf;
τ = (Δfзад/Δf)•d ≅ 1,
при M < 0, g(M) = 0;
d = 0, 1, 2,..., Δf/Δfзад - целое неотрицательное число;
число сочетаний из р по j;
причем значение несущей частоты fнес сигнала вычисляют по формуле fнес = r•Δfзад, где r = 0, 1, 2, ... - номер спектральной компоненты с максимальной амплитудой мощности сигнала.1. A method for estimating the carrier frequency of a signal, which consists in its preliminary sampling within the search frequency band, calculation of the components of its power spectral density S (n), n = 0, 1, 2, ..., at discrete points by the Fourier transform method with a frequency the distance Δf, the selection of the spectral component with the maximum amplitude of the signal power and the corresponding number and the calculation of the carrier frequency, characterized in that after calculating the components of the spectral power density of the signal S (n) at discrete points with by the frequency distance ΔF, the spectral power density of the signal is converted by the Fourier transform, then the elements of the converted spectral power density of the signal are divided into the corresponding elements of the sequence of discrete samples obtained by the Fourier transform of the periodic B-spline of a given degree p-1, p = 2, 3, 4,. .., and the sequence of discrete samples obtained after division is converted by the inverse Fourier transform into a sequence of discrete samples g (n) and then the components of the power spectral density are calculated (r, n) of the signal within the search frequency band with a given resolution Δf ass by the formula
where r ∈ [Δf • n; Δf • (n + 1)];
r = (n + τ) • Δf;
τ = (Δf ass / Δf) • d ≅ 1,
for M <0, g (M) = 0;
d = 0, 1, 2, ..., Δf / Δf ass is a non-negative integer;
the number of combinations from p to j;
moreover, the value of the carrier frequency f carried signal is calculated by the formula f carried = r • Δf ass , where r = 0, 1, 2, ... is the number of the spectral component with the maximum amplitude of the signal power.
где r ∈ [Δf•n; Δf•(n+1)];
r = (n+τ)•Δf;
τ = (Δfзад/Δf)•d ≅ 1,
при M < 0, g(M) = 0;
d = 0, 1, 2,..., Δf/Δfзад - целое неотрицательное число;
число сочетаний из р по j;
причем значение несущей частоты fнес сигнала вычисляют по формуле fнес = r•Δfзад, где r = 0, 1, 2, ... - номер спектральной компоненты с максимальной амплитудой мощности сигнала.2. A method for estimating the carrier frequency of a signal, which consists in pre-sampling it within the search frequency band, calculating the components of its power spectral density S (n), n = 0, 1, 2, ..., at discrete points using the Fourier transform with frequency distance Δf, the selection of the spectral component with the maximum amplitude of the signal power and the corresponding number and the calculation of the carrier frequency, characterized in that after calculating the components of the spectral power density S (n) of the signal at discrete points with with the frequency distance Δf, the spectral power density of the signal is converted by the Hartley transform method, then the sequence of discrete samples obtained by the Hartley transform method is multiplied by the transformation matrix from the Hartley basis to the Fourier basis, after which the multiplication result is elementwise divided by the sequence of discrete samples obtained by the Fourier transform from the periodic B-spline of a given degree p-1, p = 2, 3, 4, ..., then the spectral coefficients in the Hartley basis are calculated by multiplying the dividing the sequence of discrete samples onto the transformation matrix from the Fourier basis to the Hartley basis, after which the obtained spectral coefficients in the Hartley basis are transformed using the Hartley transformation method into a sequence of discrete samples g (n), and then the power spectral density components are calculated (r, n) signal within the search frequency band with a given resolution Δf ass by the formula
where r ∈ [Δf • n; Δf • (n + 1)];
r = (n + τ) • Δf;
τ = (Δf ass / Δf) • d ≅ 1,
for M <0, g (M) = 0;
d = 0, 1, 2, ..., Δf / Δf ass is a non-negative integer;
the number of combinations from p to j;
moreover, the value of the carrier frequency f carried signal is calculated by the formula f carried = r • Δf ass , where r = 0, 1, 2, ... is the number of the spectral component with the maximum amplitude of the signal power.
где r ∈ [Δf•n; Δf•(n+1)];
r = (n+τ)•Δf;
τ = (Δfзад/Δf)•d ≅ 1;
при M < 0, g(M) = 0;
d = 0, 1, 2, ..., Δf/Δfзад - целое неотрицательное число;
число сочетаний из p по j;
причем значение несущей частоты fнес сигнала вычисляют по формуле fнес = r•Δfзад, где r = 0, 1, 2, ... - номер спектральной компоненты с максимальной амплитудой мощности сигнала.3. A method for estimating the carrier frequency of a signal, which consists in pre-sampling it within the search frequency band, calculating the components of its power spectral density S (n), n = 0, 1, 2, ..., at discrete points with a frequency distance Δf, separation of the spectral component with a maximum amplitude of the signal power and its corresponding number and calculation of the carrier frequency, characterized in that after sampling the signal it is converted by the Hartley transform, then the resulting sequence is multiplied by the transformation matrix from the Hartley basis to the Fourier basis, after which the components of the power spectral density S (n) of the signal are calculated at discrete points with a frequency distance Δf, then the components of the power spectral density of the signal are converted by the Fourier transform method, the result of this transformation is divided elementwise into a sequence of discrete samples, obtained by the Fourier transform of a periodic B-spline of a given degree p-1, p = 2, 3, 4, ..., a sequence of discrete samples after division transform the method inverse Fourier transform into a sequence of discrete samples g (n) is calculated and the components of the power spectral density (r, n) signal within the search frequency band with a given resolution Δf ass by the formula
where r ∈ [Δf • n; Δf • (n + 1)];
r = (n + τ) • Δf;
τ = (Δf ass / Δf) • d ≅ 1;
for M <0, g (M) = 0;
d = 0, 1, 2, ..., Δf / Δf ass is a non-negative integer;
the number of combinations from p to j;
moreover, the value of the carrier frequency f carried signal is calculated by the formula f carried = r • Δf ass , where r = 0, 1, 2, ... is the number of the spectral component with the maximum amplitude of the signal power.
где r ∈ [Δf•n; Δf•(n+1)];
r = (n+τ)•Δf;
τ = (Δfзад/Δf)•d ≅ 1;
при M < 0, g(M) = 0;
d = 0, 1, 2,..., Δf/Δfзад - целое неотрицательное число;
число сочетаний из p по j;
причем значение несущей частоты fнес сигнала вычисляют по формуле fнес = r•Δfзад, где r = 0, 1, 2,... - номер спектральной компоненты с максимальной амплитудой мощности сигнала.4. A method for estimating the carrier frequency of a signal, which consists in pre-sampling it within the search frequency band, calculating the components of its power spectral density S (n), n = 0, 1, 2, ..., at discrete points with a frequency distance Δf, separation of the spectral component with a maximum amplitude of the signal power and its corresponding number and calculation of the carrier frequency, characterized in that after sampling the signal it is converted by the Hartley transform, then the resulting sequence is multiplied by the transformation matrix from the Hartley basis to the Fourier basis, after which the components of the power spectral density S (n) of the signal are calculated at discrete points with a frequency distance Δf, then the components of the power spectral density of the signal are converted by the Hartley transform, the result of this Hartley transformation is multiplied by the transformation matrix from the basis Hartley in the Fourier basis, then the result of this multiplication is elementwise divided by a sequence of discrete samples obtained by the Fourier transform of a periodic B-spline of the given degree p-1, p = 2, 3, 4 ..., then the spectral coefficients in the Hartley basis are calculated by multiplying the obtained from dividing the sequence of discrete samples by the transformation matrix from the Fourier basis to the Hartley basis, after which the obtained spectral coefficients in the Hartley basis transformed by the Hartley method into a sequence of discrete samples g (n), and then calculate the components of the power spectral density (r, n) signal within the search frequency band with a given resolution Δf ass by the formula
where r ∈ [Δf • n; Δf • (n + 1)];
r = (n + τ) • Δf;
τ = (Δf ass / Δf) • d ≅ 1;
for M <0, g (M) = 0;
d = 0, 1, 2, ..., Δf / Δf ass is a non-negative integer;
the number of combinations from p to j;
moreover, the value of the carrier frequency f carried signal is calculated by the formula f carried = r • Δf ass , where r = 0, 1, 2, ... is the number of the spectral component with the maximum amplitude of the signal power.
где r ∈ [Δf•n; Δf•(n+1)];
r = (n+τ)•Δf;
τ = (Δfзад/Δf)•d ≅ 1;
при M < 0, g(M) = 0;
d = 0, 1, 2, ..., Δf/Δfзад - целое неотрицательное число;
- число сочетаний из p по j;
выделяют номер r (r = 0, 1, 2, ...) спектральной компоненты с максимальной амплитудой мощности сигнала, причем значение несущей частоты fнес сигнала вычисляют по формуле fнес= (n-1)•Δf+r•Δfзад, при этом положение спектральной компоненты с номером r = 0 соответствует положению спектральной компоненты с номером n-1, где 0<n<N.5. A method for estimating the carrier frequency of a signal, which consists in pre-sampling it within the search frequency band, calculating N components of its power spectral density S (n) at discrete points using the Fourier transform, where the number of components of the power spectral density is N = 2 L , a L = 1, 2, 3, ..., the allocation of the frequency domain ΔF of the power spectral density function with the maximum signal power concentration, the allocation of the spectral component with the maximum signal power amplitude at the frequency f n = n • Δf, where n = 0, 1, 2, ... is the number of the spectral component with the maximum amplitude of the signal power, Δf is the frequency distance between the spectral components and the calculation of the carrier frequency, characterized in that after calculating the components of the spectral power density S (n) of the signal at discrete points, the spectral density the signal powers are converted by the Fourier transform method, then the converted spectral power density of the signal power is element-wise divided by a sequence of discrete samples obtained by the Fourier transform of The periodic spline predetermined degree p-1, p = 2, 3, 4, ..., obtained after dividing a sequence of discrete samples converted by inverse Fourier transform into a sequence of discrete samples g (n), is then calculated components of the power spectral density (r, n) signal within the search frequency band with a given resolution Δf ass in the interval from n-1 to n + 1 according to the formula
where r ∈ [Δf • n; Δf • (n + 1)];
r = (n + τ) • Δf;
τ = (Δf ass / Δf) • d ≅ 1;
for M <0, g (M) = 0;
d = 0, 1, 2, ..., Δf / Δf ass is a non-negative integer;
- the number of combinations from p to j;
allocate the number r (r = 0, 1, 2, ...) of the spectral component with the maximum amplitude of the signal power, and the value of the carrier frequency f carried signal is calculated by the formula f carried = (n-1) • Δf + r • Δf ass , the position of the spectral component with number r = 0 corresponds to the position of the spectral component with number n-1, where 0 <n <N.
с частотным расстоянием Δf спектральную плотность мощности сигнала преобразуют методом преобразования Хартли, затем полученную методом преобразования Хартли последовательность дискретных отсчетов поэлементно делят на последовательность дискретных отсчетов, полученную преобразованием Хартли от периодического В-сплайна заданной степени р-1, р = 2, 3, 4, ..., полученную после деления последовательность преобразуют методом преобразования Хартли в последовательность дискретных отсчетов g(n), затем вычисляют компоненты спектральной плотности мощности (r, n) сигнала в пределах полосы частот поиска с заданной разрешающей способностью Δfзад по формуле
где r ∈ [Δf•n; Δf•(n+1)];
r = (n+τ)•Δf;
τ = (Δfзад/Δf)•d ≅ 1,
при M < 0, g(M) = 0;
d = 0, 1, 2, ..., Δf/Δfзад - целое неотрицательное число;
число сочетаний из p по j;
причем значение несущей частоты fнес сигнала вычисляют по формуле fнес = r•Δfзад, где r = 0, 1, 2, ... - номер спектральной компоненты с максимальной амплитудой мощности сигнала.6. A method for estimating the carrier frequency of a signal, which consists in pre-sampling it within the search frequency band, calculating the components of its power spectral density S (n), n = 0, 1, 2, ..., at discrete points with a frequency distance Δf method Fourier transform, isolating the spectral component with a maximum amplitude of the signal power and the corresponding number and calculating the carrier frequency, characterized in that after calculating the components of the spectral power density S (n) of the signal at discrete points
with a frequency distance Δf, the spectral power density of the signal is converted by the Hartley transform, then the sequence of discrete samples obtained by the Hartley transform is divided elementwise into the sequence of discrete samples obtained by the Hartley transform from a periodic B-spline of a given degree p-1, p = 2, 3, 4, ..., the sequence obtained after division is converted by the Hartley transform method into a sequence of discrete samples g (n), then the components of the spectral density are calculated capacities (r, n) signal within the search frequency band with a given resolution Δf ass by the formula
where r ∈ [Δf • n; Δf • (n + 1)];
r = (n + τ) • Δf;
τ = (Δf ass / Δf) • d ≅ 1,
for M <0, g (M) = 0;
d = 0, 1, 2, ..., Δf / Δf ass is a non-negative integer;
the number of combinations from p to j;
moreover, the value of the carrier frequency f carried signal is calculated by the formula f carried = r • Δf ass , where r = 0, 1, 2, ... is the number of the spectral component with the maximum amplitude of the signal power.
где r ∈ [Δf•n; Δf•(n+1)];
r = (n+τ)•Δf;
τ = (Δfзад/Δf)•d ≅ 1,
при M < 0, g(M) = 0;
d = 0, 1, 2, ..., Δf/Δfзад - целое неотрицательное число;
число сочетаний из p по j;
причем значение несущей частоты fнес сигнала вычисляют по формуле fнес = r•Δfзад, где r = 0, 1, 2, ... - номер спектральной компоненты с максимальной амплитудой мощности сигнала.7. A method for estimating the carrier frequency of a signal, which consists in pre-sampling it within the search frequency band, calculating the components of its power spectral density S (n), n = 0, 1, 2, ..., at discrete points with a frequency distance Δf, the selection of the spectral component with the maximum amplitude of the signal power and the corresponding number and the calculation of the carrier frequency, characterized in that after sampling the signal it is converted by the Hartley transform, then the components of the spectral density the power of the signal from the Hartley basis, the obtained spectral power density S (n) of the signal is converted by the Hartley transform method, then the result of this transformation is elementwise divided by a sequence of discrete samples obtained by the Hartley transform from a periodic B-spline of a given degree p-1, p = 2, 3, 4, ..., the sequence of discrete samples after division is converted by the Hartley transform method into a sequence of discrete samples g (n), then the components of the power spectral density are calculated (r, n) signal within the search frequency band with a given resolution Δf ass by the formula
where r ∈ [Δf • n; Δf • (n + 1)];
r = (n + τ) • Δf;
τ = (Δf ass / Δf) • d ≅ 1,
for M <0, g (M) = 0;
d = 0, 1, 2, ..., Δf / Δf ass is a non-negative integer;
the number of combinations from p to j;
moreover, the value of the carrier frequency f carried signal is calculated by the formula f carried = r • Δf ass , where r = 0, 1, 2, ... is the number of the spectral component with the maximum amplitude of the signal power.
где r ∈ [Δf•n; Δf•(n+1)];
r = (n+τ)•Δf;
τ = (Δfзад/Δf)•d ≅ 1;
при M < 0, g(M) = 0;
d = 0, 1, 2, ..., Δf/Δfзад - целое неотрицательное число;
число сочетаний из p по j;
причем значение несущей частоты fнес сигнала вычисляют по формуле fнес = r•Δfзад, где r = 0, 1, 2, ... - номер спектральной компоненты с максимальной амплитудой мощности сигнала.8. A method for estimating the carrier frequency of a signal, which consists in pre-sampling it within the search frequency band, calculating the components of its power spectral density S (n), n = 0, 1, 2, ..., at discrete points with a frequency distance Δf, the selection of the spectral component with the maximum amplitude of the signal power and the corresponding number and the calculation of the carrier frequency, characterized in that after sampling the signal it is converted by the Hartley transform, then the components of the spectral density the signal power S (n) from the Hartley basis, after which the spectral power density of the signal is converted by the Fourier transform, then the elements of the converted spectral power density of the signal are divided into the corresponding elements of the sequence of discrete samples obtained by the Fourier transform of the periodic B-spline of a given degree p-1, p = 2, 3, 4, ..., and the sequence of discrete samples obtained after division is divided after division by the inverse Fourier transform into a sequence of discrete samples g (n) and then calculate the components of the power spectral density (r, n) signal within the search frequency band with a given resolution Δf ass by the formula
where r ∈ [Δf • n; Δf • (n + 1)];
r = (n + τ) • Δf;
τ = (Δf ass / Δf) • d ≅ 1;
for M <0, g (M) = 0;
d = 0, 1, 2, ..., Δf / Δf ass is a non-negative integer;
the number of combinations from p to j;
moreover, the value of the carrier frequency f carried signal is calculated by the formula f carried = r • Δf ass , where r = 0, 1, 2, ... is the number of the spectral component with the maximum amplitude of the signal power.
где r ∈ [Δf•n; Δf•(n+1)];
r = (n+τ)•Δf;
τ = (Δfзад/Δf)•d ≅ 1;
при M < 0, g(M) = 0;
d = 0, 1, 2, ..., Δf/Δfзад - целое неотрицательное число;
число сочетаний из p по j;
выделяют номер r(r = 0, 1, 2, ...) спектральной компоненты с максимальной амплитудой мощности сигнала, причем значение несущей частоты fнес сигнала вычисляют по формуле fнес= (n-1)•Δf+r•Δfзад, при этом положение спектральной компоненты с номером r=0 соответствует положению спектральной компоненты с номером n-1, где 0 < n < N.9. A method for estimating the carrier frequency of a signal, which consists in its preliminary sampling within the search frequency band, calculation of N components of its power spectral density S (n) at discrete points by the Fourier transform method, where the number of components of the power spectral density is N = 2 L , a L = 1, 2, 3, ..., the allocation of the frequency domain ΔF of the power spectral density function with the maximum signal power concentration, the allocation of the spectral component with the maximum signal power amplitude at the frequency f n = n • Δf, where n = 0, 1, 2, ... is the number of the spectral component with the maximum signal power amplitude, Δf is the frequency distance between the spectral components, and the calculation of the carrier frequency value, characterized in that after calculating the power spectral density components S (n) of the signal at discrete points, the power spectral density transform by the Hartley transform method, then the sequence of discrete samples obtained by the Hartley transform method is element-wise divided by the sequence of discrete samples obtained by the transform using a Hartley periodic B-spline of a given degree p-1, p = 2, 3, 4, ..., the sequence of discrete samples obtained after division is converted by the Hartley method into a sequence of discrete samples g (n), then the power spectral density components are calculated (r, n) signal within the search frequency band with a given resolution Δf ass in the interval from n-1 to n + 1 according to the formula
where r ∈ [Δf • n; Δf • (n + 1)];
r = (n + τ) • Δf;
τ = (Δf ass / Δf) • d ≅ 1;
for M <0, g (M) = 0;
d = 0, 1, 2, ..., Δf / Δf ass is a non-negative integer;
the number of combinations from p to j;
allocate the number r (r = 0, 1, 2, ...) of the spectral component with the maximum amplitude of the signal power, and the value of the carrier frequency f carried signal is calculated by the formula f carried = (n-1) • Δf + r • Δf ass , the position of the spectral component with number r = 0 corresponds to the position of the spectral component with number n-1, where 0 <n <N.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99126680A RU2168759C1 (en) | 1999-12-16 | 1999-12-16 | Method and device for estimating carrying frequency |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99126680A RU2168759C1 (en) | 1999-12-16 | 1999-12-16 | Method and device for estimating carrying frequency |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2168759C1 true RU2168759C1 (en) | 2001-06-10 |
Family
ID=20228292
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU99126680A RU2168759C1 (en) | 1999-12-16 | 1999-12-16 | Method and device for estimating carrying frequency |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2168759C1 (en) |
-
1999
- 1999-12-16 RU RU99126680A patent/RU2168759C1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Kulhánek | Introduction to digital filtering in geophysics | |
Karl | An introduction to digital signal processing | |
CN100353169C (en) | Method for testing electronic component and its instrument | |
JP2532204B2 (en) | Digital integration method | |
JPS6016582B2 (en) | Digital frequency analyzer | |
CN106772475A (en) | A kind of circuit and method that faint GPS navigation signal is captured based on FPGA | |
Wei et al. | Theory and applications of short-time linear canonical transform | |
RU2582877C1 (en) | Adaptive compensator of passive interference phase | |
EP0648357B1 (en) | High-speed processing apparatus and method, signal analyzing system, and measurement apparatus and method | |
RU2168759C1 (en) | Method and device for estimating carrying frequency | |
US4965761A (en) | Fast discrete fourier transform apparatus and method | |
CN108731714A (en) | A kind of coding/decoding method and device of frequency-scan data | |
US4047002A (en) | Laplace transform system | |
CN101879072B (en) | Extraction and filtering method and device for ultrasonic imaging | |
RU188978U1 (en) | UNIFIED RECONFIGURED SCHEME OF COMMUTATION OF FAST FURIET TRANSFORMATION | |
Miao | Local discrete fractional fourier transform: An algorithm for calculating partial points of DFrFT | |
CN206387910U (en) | The circuit of faint GPS navigation signal is captured based on FPGA | |
RU2303786C2 (en) | Method and device for evaluating bearing frequency of signal | |
Shevgunov | Algorithm for Estimating the Spectral Correlation Function Using the 2D Fast Fourier Transform | |
RU2393535C1 (en) | Device for processing of signals based on double-criteria method | |
RU2137143C1 (en) | Method and device ( versions ) evaluating carrier frequency | |
SU744565A1 (en) | Multiplying device | |
WO1991004496A1 (en) | Method and apparatus for frequency measurement | |
SU805191A1 (en) | Power spectrum calculator | |
SU859950A1 (en) | Digital spectrum analyzer |