SU1755211A1 - Method of fast spectrum analysis of wide-band processes - Google Patents
Method of fast spectrum analysis of wide-band processes Download PDFInfo
- Publication number
- SU1755211A1 SU1755211A1 SU894667135A SU4667135A SU1755211A1 SU 1755211 A1 SU1755211 A1 SU 1755211A1 SU 894667135 A SU894667135 A SU 894667135A SU 4667135 A SU4667135 A SU 4667135A SU 1755211 A1 SU1755211 A1 SU 1755211A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- correlation function
- fhi
- channels
- analysis
- signals
- Prior art date
Links
Abstract
Изобретение относитс к технике элек- трорадиоизмерений и быстрого спектрального анализа случайных процессов в широкой полосе частот. Цель изобретени - повышение быстродействи анализа - достигаетс р дом определенных операций и соотношений, приведенных в формуле изобретени . 1 ил.The invention relates to a technique for electrical measurements and rapid spectral analysis of random processes in a wide frequency band. The purpose of the invention is to increase the speed of analysis, which is achieved by a number of specific operations and relationships given in the claims. 1 il.
Description
Изобретение относитс к области элек- трорадиоизмерений и быстрого спектрального анализа случайных процессов в широкой полосе частот.The invention relates to the field of electrical and radio measurements and rapid spectral analysis of random processes in a wide frequency band.
Целью изобретени вл етс повышение быстродействи анализа.The aim of the invention is to increase the speed of analysis.
Суть способа заключаетс в том, что в известном способе спектрального анализа, при котором используют дискретные преобразовани Фурье (ДПФ) оценки коррел ционной функции наблюдаемого процесса, исследуемый частотный диапазаон fmin,fmaxj, разбивают частотными фильтрами на I поддиапазонов fHi. fei ...I, выбирают врем дискретизации в каждом поддиапазоне (fBi-fHi) и вычисл ют в каждом канале m значений спектральной плотности мощности, границы поддиапазонов выбирают из соотношений fHi/(fei-fHi)tC fan-i fei, ferfmax, -I, где K- любое нату- ральное число, оценки коррел ционной функции Kx(ri Ati), . m получают параллельно во всех каналах, ДПФ и вычисление оценок спектральной плотности мощности ex(fm+n Ati),n 1... т,на т дискретных частотах производ т отдельно в каждом 1-томThe essence of the method lies in the fact that in the well-known method of spectral analysis, in which discrete Fourier transforms (DFTs) are used to estimate the correlation function of the observed process, the frequency range fmin, fmaxj under study is divided by frequency filters into I subfields fHi. fei ... I, select the sampling time in each sub-band (fBi-fHi) and calculate in each channel m values of the power spectral density, the boundaries of the sub-bands are chosen from the ratios fHi / (fei-fHi) tC fan-i fei, ferfmax, - I, where K is any natural number, estimates of the correlation function Kx (ri Ati),. m are obtained in parallel in all channels, the DFT and the calculation of the estimated power spectral density ex (fm + n Ati), n 1 ... t, at m discrete frequencies are performed separately in each 1-volume
из I каналов, причем разрешающа способность анализа Afi (fei-fHi)/ni Afifrom channels I, and the resolution of the analysis is Afi (fei-fHi) / ni Afi
/v+iV 1/ v + iV 1
У-гт- , а ДПФ в каждом i-том из I каV к /Y-gt-, and DFT in each i-volume from I kV to /
налов производит путем суммировани tax is produced by summing
оценок коррел ционной функции Kx(hAti), с весовыми коэффициентами B«(h) не завис щими от номера поддиапазона i и равнымиestimates of the correlation function Kx (hAti), with weight coefficients B "(h) not dependent on subband number i and equal to
С/WITH/
СWITH
BrfhhBrfhh
0,,0 ,,
ппpp
coscos
mm
... m ... m
-О)-ABOUT)
если К- четное число иif K is an even number and
0,0,
CJ CJCJ CJ
N:N:
Brfh) (-1)h.cosBrfh) (-1) h.cos
mm
, ... m... m
(2)(2)
если К нечетное число и умножением полученной суммы на 4Ati if K is an odd number and multiplying the sum obtained by 4Ati
Если исследуемый процесс ограничен частотами fH. fa такими, что ) равно целому числу и врем дискретизации (fe-fH), то спектральное окно усеценной оценки спектральной плотности мощностиIf the process under investigation is limited by the frequencies fH. fa such that) is equal to the integer number and sampling time (fe-fH), then the spectral window is an important estimate of the spectral power density
rt ISMf- 3rt ISMf- 3
имеет в заданном диапазоне только один главный максимум, и погрешности многократного наложени высокочастотных составл ющих отсутствуют, поэтому при наличии входных фильтров с достаточно пр моугольной частотной характеристикой оценку спектральной плотности мощности фильтрованной реализации в п- точке tjx(fH+n АО, ... m MI.,«но считать оценкой спектральной плотности мощности входного процесса на частоте fH+n Af, Af(fB-fH)/m Формулу дл оценки спектральной плотности Gx(f) в этом случае можно преобразовать к видуhas only one main maximum in a given range, and the errors of repeated superposition of high-frequency components are absent, therefore, if there are input filters with a sufficiently rectangular frequency characteristic, the estimate of the spectral power density of the filtered implementation at the n-point tjx (fH + n AO, ... m MI., "But consider the estimated spectral power density of the input process at the frequency fH + n Af, Af (fB-fH) / m Formula for estimating the spectral density Gx (f) in this case can be converted to
Gx(fH+nA f)4 ,5Kx(0)+Gx (fH + nA f) 4, 5Kx (0) +
+ 2 MhA t)cos(fH+ nA т)2 hAt (4)+ 2 MhA t) cos (fH + nA t) 2 hAt (4)
h 1h 1
с учетом того, что A t 1 /2(fB-fH).A f (fe- -fH)/m и fH/(fe-fH)K, следуетgiven that A t 1/2 (fB-fH). A f (fe- -fH) / m and fH / (fe-fH) K, follows
Gx(fH+n A f)4 ,5Kx(0)+Gx (fH + n A f) 4, 5Kx (0) +
+ .2 MhAt)(-1), (5)+ .2 MhAt) (- 1), (5)
mm
J,J
откуда и вытекают выражени дл весовых коэффициентов (1) и (2)whence the expressions for the weighting factors (1) and (2)
Из приведенных рассуждений и вида формул (4), (5) можно сделать вывод о том, что каков бы ни был номер поддиапазона I, ., I, если границы поддиапазонов выбраны из соотношений fHi/(fBi-fni)K; fHi+i fBi, ... I, где К-любое натуральное число и (fBi-fHi), то дл получени оценок спектральной плотности мощности в m дискретных точках с шагом Afi(fBi-fHi)/m в любом из I каналов требуетс устройство ДПФ с одним и тем же набором значений функции (-1)нксоз(лгпЬ/т)From the above reasoning and the type of formulas (4), (5) it can be concluded that whatever the number of subband I,., I, if the boundaries of subbands are chosen from the relations fHi / (fBi-fni) K; fHi + i fBi, ... I, where K is any positive integer and (fBi-fHi), then to obtain estimates of the spectral power density at m discrete points with step Afi (fBi-fHi) / m in any of the I channels, DFT device with the same set of function values (-1) nxoz (lgp / t)
ex(fHi+n AfiH ,5 Kx (O) +ex (fHi + n AfiH, 5 Kx (O) +
J/x ChAt.X-ircos, (6)J / x ChAt.X-ircos, (6)
1 1 ... I1 1 ... I
... m ... m
где Kx ( ) - оценка коррел ционной функции , полученна в i-м канале.where Kx () is the estimate of the correlation function obtained in the ith channel.
На чертеже представлена функциональна схема устройства, реализующа способ быстрого спектрального анализа широкополосных процессов.The drawing shows a functional diagram of the device that implements a method for rapid spectral analysis of broadband processes.
Устройство содержит четыре каналаThe device contains four channels
анализа 1, в каждый из которых вход т последовательно соединенные входной фильтр 2, мультикоррелометр 3 на шесть значений мультикоррел ционной функции,analysis 1, each of which includes an input filter 2 connected in series, a multi-correlator 3 for six values of the multi-correlation function,
коммутатор 4, резисторный делитель 5, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) б, цифровой перемножитель 7 и накапливающий сумматор 8, выходы всех каналов соединены со входами блока потреблени switch 4, resistor divider 5, analog-to-digital converter (ADC) b, digital multiplier 7 and accumulating adder 8, the outputs of all channels are connected to the inputs of the consumption unit
информации 9, в состав которого входит оперативно запоминающее устройство (ОЗУ) 10, а также блок управлени 11, содержащий генератор тактовых импульсов 12, счетчик-делитель на шесть 13, два счетчикаinformation 9, which includes a random access memory (RAM) 10, as well as a control unit 11 containing a clock pulse generator 12, a counter-divider of six 13, two counters
14, 15, два ОЗУ 16, 17.14, 15, two RAMs 16, 17.
Устройство работает следующим образом . С генераторов тактовых импульсов (ГТИ) 12 на счетчики 13-15, последовательно поступают импульсы. С приходом очередного импульса на выходе счетчика 13 устанавливаетс цифровой код, который поступает одновременно на управл ющие входы коммутаторов 4 каждого из каналов, вызыва подключение к выходу каждого канального коммутатора 4 одного из выходов канального мультикоррелометра 3. С выхода коммутатора 4 через делитель 5 напр жение поступает на АЦП 6, с которого в цифровом виде поступает на один из входовThe device works as follows. From the clock generators (GTI) 12 to the counters 13-15, the pulses are successively received. With the arrival of the next pulse at the output of the counter 13, a digital code is established that simultaneously enters the control inputs of the switches 4 of each channel, causing a connection to the output of each channel switch 4 of one of the outputs of the channel multi-correlator 3. From the output of switch 4, a voltage divider 5 to the ADC 6, from which it is digitally fed to one of the inputs
перемножител 7. Упом нутый тактовый импульс поступает на образующие восьмиразр дный счетчик счетчики 14 и 15. Выходной код с этих счетчиков поступает на адресные входы ОЗУ 16, 17, образующие устройствоmultiplier 7. The mentioned clock pulse goes to counters 14 and 15 that form an eight-bit counter. The output code from these counters goes to address inputs of RAM 16, 17, which make up the device
пам ти (в него до начала работы записаны значени весовых коэффициентов Вк(п)memory (prior to the beginning of the work, the values of the weighting factors Bk (n)
(-1)Khcos , .., 5, ... 5, , ). (-1) Khcos, .., 5, ... 5,,).
С выходов ОЗУ 16, 17 одновременно на вхо- ды канальных умножителей 7 каждого из каналов поступает Цифровой код весового коэффициента B(h), соответствующего текущим значени м п и hFrom the outputs of RAM 16, 17 simultaneously the digital code of the weight coefficient B (h) corresponding to the current values of n and h enters the inputs of the channel multipliers 7 of each channel.
Таким образом, на двух входах перемножител 7 каждого из каналов одновременно по вл ютс цифровые значени оценки коррел ционной функции K(hAti) и весового коэффициента Вк(п)соответственно текущим значени м п и h. Результат перемножени поступает в цифровой накапливающий сумкатор 8. Описанна процедура производитс шесть раз дл каждого п, после чего на выходе сумматора 8Thus, on the two inputs of the multiplier 7 of each of the channels, digital values of the correlation function K (hAti) and weight coefficient Bk (n) respectively appear at the current values of n and h. The result of the multiplication enters the digital accumulator adder 8. The described procedure is performed six times for each n, then at the output of the adder 8
каждого из каналов i 4 по вл етс оценка спектральной плотности G( Ati)For each of the channels i 4, the spectral density G (Ati) appears.
Под действием импульса, поступающего со счетчика-делител на шесть 13, указан- ные оценки спектральной плотности одновременно со всех каналов ... 4, записываютс в блок потреблени информации 9, где каждому каналу соответствуют свои ОЗУ 10.Under the action of a pulse coming from the divider counter to six 13, the indicated spectral density estimates from all channels simultaneously ... 4 are recorded in the information consumption block 9, where each channel has its own RAM 10.
После этого с ГТИ 12 на канальные сумматоры 8 всех каналов поступает обнул ющий импульс, и весь описанный процесс повтор етс дл следующего значени п. После повторени процедуры дл всех ... 5, в блоке потреблени информации 9 оказываютс все I m 20 значений спектральной плотности.After this, from GTI 12 a channel impulse goes to channel adders 8 of all channels, and the whole described process repeats for the next value of n. After repeating the procedure for all ... 5, all I m 20 spectral density values are in the information consumption block 9 .
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU894667135A SU1755211A1 (en) | 1989-01-06 | 1989-01-06 | Method of fast spectrum analysis of wide-band processes |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU894667135A SU1755211A1 (en) | 1989-01-06 | 1989-01-06 | Method of fast spectrum analysis of wide-band processes |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1755211A1 true SU1755211A1 (en) | 1992-08-15 |
Family
ID=21436381
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU894667135A SU1755211A1 (en) | 1989-01-06 | 1989-01-06 | Method of fast spectrum analysis of wide-band processes |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1755211A1 (en) |
-
1989
- 1989-01-06 SU SU894667135A patent/SU1755211A1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4599567A (en) | Signal representation generator | |
US6085077A (en) | Hardware efficient digital channelized receiver | |
GB2042739A (en) | Method and apparatus for determining the attenuation and/or group delay of a signal path | |
US5233546A (en) | Anti-alias filtering apparatus for frequency domain measurements | |
DE19806684C2 (en) | Service detector circuit and method | |
AU2009341793A1 (en) | Time domain electromagnetic interference monitoring method and system | |
DE102006005595B4 (en) | Apparatus and method for measuring spurious emissions in real time | |
SU1755211A1 (en) | Method of fast spectrum analysis of wide-band processes | |
US4296374A (en) | Wideband digital spectrometer | |
US4241443A (en) | Apparatus for reducing a sampling frequency | |
EP0577653B1 (en) | Process for finding the transmission properties of an electric line | |
DE10008699C1 (en) | Analogue-digital signal conversion method has input signal transformed via linear function with resulting coefficients used for retransformation into digital region via second linear function | |
Taylor et al. | Digital filtering of the ecg—a comparison of low-pass digital filters on a small computer | |
Binkley et al. | Data manipulation and handling | |
US3531720A (en) | Digital shift register filter with continuing frequency-fold sampling and time shared sub-band filtering | |
US3546440A (en) | Spectrum analyzer wherein an analog waveform is sampled exponentially in time with two fixed reference sequences | |
Lagoyannis | Stieltjes-type correlator based on delta-sigma modulation | |
Arnold | Spectral estimation for transient waveforms | |
SU974374A1 (en) | Digital spectrum analyzer | |
CN114553232A (en) | Analog information conversion calculation method and system based on multiple measurements | |
Balestrieri et al. | A bandpass sampling scheme based on asynchronous time interleaving | |
Ruck | Ultrawideband radar receiver | |
SU805192A1 (en) | Digital multi-channel spectral analyzer of electric signals | |
SU789868A1 (en) | Spectrum analyser | |
SU720369A1 (en) | Spectrum analyzer in walsh basis |