SU1365094A1

SU1365094A1 - Анализатор спектра

Info

Publication number: SU1365094A1
Application number: SU864087545A
Authority: SU
Inventors: Николай Николаевич Поваренкин; Юрий Дмитриевич Матюхин
Original assignee: Предприятие П/Я А-7292
Priority date: 1986-05-20
Filing date: 1986-05-20
Publication date: 1988-01-07

Abstract

Изобретение относитс к цифровой вычислительной технике, предназначено дл цифровой обработки сигналов в реальном масштабе времени и может быть использовано в задаче выделени полезного сигнала на фоне помех, в спектральном анализе и т.д. Цель изобретени - повышение точности. Поставленна цель достигаетс за счет того, что в состав устройства вход т аналого-цифровой преобразователь 1, сумматор 2, умножители 3, 4, генератор гармонических функций 5, накапливающие сумматоры 6, 7, умножители 8, 9, сумматор 10, накапливающий сумматор 11, блок регистров 12, распределитель импульсов 13, генератор тактовых импульсов 14 и соответствующие св зи между узлами устройства . 2 ил.

Description

00

О5

сд

о со и

1

Изобретение относитс к цифровой вычислительной технике, предназначе- но дл цифровой обработки сигналов в реальном масштабе времени и может быть использовано в задаче вьщелени полезного сигнала на фоне помех, в спектральном анализе и т.д.

Цель изобретени - повьшение точности анализа (за счет обеспечени в устройстве сглаживающих свойств при вычислении спектральных коэффициентов ) .

Сущность изобретени в исключении аддитивных помех на оценку спек- тра за счет использовани величины восстановленного сигнала х (t; ) в качестве вычитаемого при формировании разности

(t,,, )-x (t;).

На фиг. 1 представлена структурна схема анализатора спектра; на фиг.2 - схема накапливающего сумматора.

Цифровой анализатор спектра содержит аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 1, сумматор 2, умножители 3 и 4,(цифровой) генератор 5 гармонических функций, накапливающие сумма- торы 6 и 7, умножители 8 и 9, сумматор 10, накапливающий сумматор 11, блок 12 регистров, распределитель 13 импульсов и генератор 14 тактовых импульсов .

Накапливающие сумматоры 6, 7 и 11 (фиг. 2) содержат регистр 15, сумматор 16, регистры 17 и 18, узел 19 пам ти.

Устройство работает следующим образом .

Анализатор спектра реализует следующий алгоритм скольз щего спектрального анализа:

F(m)F., (m)+ x(q)-x (q-N)

.Wmi

(1)

(n.)

N x (q) N)

спектр гармоники, вычисленный дл q-ro отсчета входного сигнала; длина спектрального окна; ,1,...

q-й отсчет входного сигнала;

. - восстановленное Г(Р).е значение сигнала x(q-N) по р отсчетам спектра;

- максимальный номер анализируемой гармоники сигнала x(t).

Генератор 14 тактовых импульсов и распределитель 13 импульсов управл ют работой блоков анализатора таким образом, что смена информации в АЦП 1 и сумматоре 2 производитс в р раз реже, чем в остальных блоках анали5

0

5

о

5

0

5

0

5

затора. Разр дность блока 12 регистров соответствует разр дности ДТЩ 1, а число чеек пам ти равно N. Разр дность генератора 5 гармонических функций равна разр дности АЦП 1.

С приходом каждого запускающего импульса от распределител 13 производитс аналого-цифровое преобразование входного сигнала x(t) АЦП 1. Одновременно генератор 5 вьфабатывает последовательность цифровых отсчетов косинусоиды (на первом выходе) и синусоиды (на втором выходе): соответственно cos(2 irqm/N)H sin(27qm/N) с q-M номером отсчета (,1, ..., N-1) и с т-м номером гармоники (,1,2, ...,р). Преобразованное в код значение входного сигнала x(t) поступает на суммирующий вход сумматора 2. На вычитающий вход сумматора 2 поступает значение кода, хран щегос в первой чейке блока 12 регистров. В начальном состо нии во всех чейках блока 12 регистров записаны нулевые коды. Результат вычитани с выхода сумматора 2 подаетс на первые входы умножителей 3 и 4. На второй вход умножител 3 поступает последовательность значений косинуса с выхода генератора 5. На второй вход второго умножител 4 поступает последовательность значений .синуса с выхода генератора 5.

Результат перемножени выходного кода сумматора 2 с каждым отсчетом косинусоидальной последовательности накапливаетс в соответствующей чейг ке накапливающего сумматора 6. Результатом , накапливающимс в сумматоре 6, вл етс действительна составл юща спектра входного сигнала ReF. В чейках пам ти накапливающего сумматора 7 производитс накопление мнимых составл ющих спектра входного сигнала ImF. Количество чеек узлов 19 пам ти накапливающих сумматоров 6 и 7 соответствует количеству анализируемых спектральных компонент входного сигнала и равно р. За врем до следующего запускающего импульса от распределител 13 в накапливающих сумматорах 6 и 7 записываютс значени спектральных компонент текущего значени сигнала x(t) ReF и ImF дл всех гармоник от О до р включительно . С выхода накапливающего сумматора 6 действительные спектральные компоненты подаютс Hd вход умножител 8, на другой вход которого поступает последовательность отсчетов косинусов с выхода генератора 5. Мнимые спектральные отсчеты с выхода накапливающего сумматора 7 подаютс на вход четвертого перемножител 9, на другой вход которого поступают последовательность отсчетов синуса с выхода генератора 5.

Результаты перемножений с выходов умножителей 8 и 9 подаютс на суммирующий и вычитающий входы сумматора 10. В накапливающем сумматоре 11 производитс накопление восстанавливаемого сигнала

x (q) IlCReFd) cosC-)е-о

-ImF(l).sin(

2TTlq

))

по результатам оценивани сигнала x(t) за предьздущий цикл. В узле 19 пам ти накапливающего сумматора 11 достаточно наличи одной чейки пам ти . Восстановленное значение сигнала X (t) с выхода накапливающего сумматора 11 подаетс на вход блока 1 регистров и записьшаетс в соответствующую чейку пам ти. Первое восстановленное значение сигнала x (t,) записываетс в первую чейку пам ти, второе восстановленное значение х (t) записываетс во вторую чейку пам ти и т.д. На выходе блока 12 регистров восстановленный сигнал x (t,) по вл етс только по проществии N циклов преобразовани АЦП 1 и работы соответствующих узлов оценки спектра. Таким образом, восстановленное значение х (t,) на выходе блока 12 регистров поступает на вычитающий вход сумматора 2 в момент времени t,, т.е. по прошествии временного окна наблюдени , равного N отсчетам входного сигнала x(t). Следовательно , формирование спектральных компонент сигнала x (t;), начина с момента времени N+1, производитс в результате получени разности x()- x (t;) в сумматоре 2 и использовании этой разности дл рекуррентного уточнени спектральных коэффициентов ReF и ImF в соответствии с выражением (1).

Таким образом, в устройстве осуществл етс режим скольз щего спектрального оценивани входного сигналаx(t).

Claims

Формула изобретени

Анализатор спектра, содержащий первый сумматор, два умножител , два накапливающих сумматора, блок регистров, генератор гармонических функций, генератор тактовых импульсов, распределитель импульсов и аналого-цифровой преобразователь, выход которого подключен к первому входу первого сумматора , выход которого подключен к первым входам первого и второго умножителей , выходы которых подключены к информационным входам соответственно первого и второго накапливающих сумматоров , выходы которых вл ютс выходами соответственно реальной и мнимой частей спектра устройства, информационным входом которого вл етс вход аналого-цифрового преобразовател , выход генератора тактовых импульсов подключен к тактовому входу распределител импульсов, выход которого подключен к тактовым входам первого и второго накапливающих сумматоров , блока регистров, аналого-цифрового преобразовател и генератора гармонических функций, выходы косинусной и синусной составл ющих которого подключены к вторым входам соответственно первого и второго умножиттелей , а выход блока регистров подключен к второму входу первого сумматора , отличающийс

тем,

что, с целью повьшени точности, в него введены третий и четвертый умножители , второй сумматор и третий накапливающий сумматор, причем выход распределител импульсов подключен к тактовому входу третьего накапливающего сумматора, выход которого подключен к информационному входу блока регистров, выходы косинусной и синусной составл ющих генератора гармонических функций подключены к первым входам соответственно

третьего и четвертого умножителей, выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам второго сумматора, выход которого подключен к информационному входу третьего накапливающего сумматора, а вы- ,ходы первого и второго накапливающих сумматоров подключены к вторым входам соответственно третьего и четвертого умножителей.

.2