SU590764A1 - Fourier coefficient determining device - Google Patents

Fourier coefficient determining device

Info

Publication number
SU590764A1
SU590764A1 SU752128473A SU2128473A SU590764A1 SU 590764 A1 SU590764 A1 SU 590764A1 SU 752128473 A SU752128473 A SU 752128473A SU 2128473 A SU2128473 A SU 2128473A SU 590764 A1 SU590764 A1 SU 590764A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
blocks
output
inputs
outputs
contacts
Prior art date
Application number
SU752128473A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Вадим Павлович Боровский
Анатолий Иванович Самокиш
Original Assignee
Киевский Ордена Ленина Политехнический Институт Им. 50-Летия Великой Октябрьской Социалистической Революции
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Киевский Ордена Ленина Политехнический Институт Им. 50-Летия Великой Октябрьской Социалистической Революции filed Critical Киевский Ордена Ленина Политехнический Институт Им. 50-Летия Великой Октябрьской Социалистической Революции
Priority to SU752128473A priority Critical patent/SU590764A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU590764A1 publication Critical patent/SU590764A1/en

Links

Landscapes

  • Complex Calculations (AREA)

Description

1one

Изобретение относитс  к области вычислительной техники и может быть использовано дл  анализа комплексных спектров периодических сигналов.The invention relates to the field of computing and can be used to analyze the complex spectra of periodic signals.

Известны устройства дл  онределени  коэффпциентов Фурье электрических сигналов.Devices are known for determining the Fourier coefficient of electrical signals.

Одпо из известных устройств содержит генератор синусоидального и косииусопдальпого наир жений с измен емой частотой, перемножители и интеграторы 1.One of the known devices contains a generator of sinusoidal and kosiiusopdalpogo senations with variable frequency, multipliers and integrators 1.

Наиболее близким техническим ренгепием к данному изобретению  вл етс  устройство дл  измерени  коэффициентов Фурье, содержащее блоки усреднени , вы.ходы которых  вл ютс  первым и вторым выходами устройства соответственно, две группы блоков умножени , первые входы каждого из которых соединены с выходами генератора ортогональных сигналов, выходы всех блоков умножени  первой группы через соответствующие блоки задани  коэффициентов соединены со входами нервого сумматора, а выходы всех блоков умножени  второй группы через соответетвующие блоки задани  коэффициентов - со входами второго сумматора, и блок унравлеПИЯ , вход которого подключен к выходу источника анализируемого сигнала, а выход - ко входу генератора ортогональных еигиалов 2.The closest technical rehearsal for this invention is a device for measuring Fourier coefficients containing averaging blocks, the outputs of which are the first and second outputs of the device, respectively, two groups of multiplications, the first inputs of each of which are connected to the outputs of the orthogonal signal generator, the outputs all blocks of multiplication of the first group are connected to the inputs of the nerve adder through the appropriate blocks of the coefficients, and the outputs of all blocks of multiplication of the second group through the corresponding The units for setting the coefficients are with the inputs of the second adder, and the control unit, the input of which is connected to the output of the source of the analyzed signal, and the output to the input of the generator of orthogonal Eigals 2.

Недоетатком известных устройств  вл етс  то, что они позвол ют измен ть лишь коэф2The underdevelopment of known devices is that they allow only the coefficient 2 to change.

фицненты Фурье апалнзнруемого сигнала S(t), t О, Г, в то врем  как значительный нрактический интерес представл ют его ам1 литудиый и фазомый спектры.The Fourier transforms of the signal S (t), t О, Г, while its significant amplitude and phase spectra are of considerable practical interest.

Целью изобретени   вл ете  расшнренне фупкцнопальпых возможпостей устройства дл  определени  коэффициентов Фурье.The aim of the invention is to expand the fuzzy-palpable capabilities of the device for determining Fourier coefficients.

Claims (2)

Поставлепна  цель дост 1гаетс  тем, что уетройство дл  определени  коэфф |цне11тов Фурье содержит управл емые двухпозиционпые переключателн и последовательно соединенные дополнительный сумматор н полосовой фильтр, выход которого  вл етс  третьим выходом устройства, первые контакты первого и второго двухнозпционных нереключателей подключены к выходу источннка анализируемого сигнала, вторые контакты нодключеиы соответетве)1мо к выходам иервого и второго блоков усреднеии , а переключающие контакты соедииеиы соответственно со вторыми входамн блоков умножени  обеих грунп, первые контакты третьего н четвертого двухиознционных нереключателей подключены ко входам донолннтельного сумматора, вторые контакты соединены еоответетвеппо со входами первого и второго блоков усреднени , а переключающие контакты т)етьего и четвертого двухпозиционных переключателей подключены соответственно к выходам первого н второго сумматоров, управл ющие входы всех двухиозицноплых переключателей подключены ко второму выходу блока управлени . На чертеже представлена структурна  схема устройства дл  определени  коэффициентов Фурье, выполненна  согласно данному изобретению. Устройство содержит блоки усреднени  1 и 2, выходы которых  вл ютс  соответственио первым и вторым выходами устройства. Ко входам блоков усреднени  подключены нервые контакты уиравл емых двухиозиционных переключателей 3 и 4, переключающие контакты которых соединены с сумматорами 5 и 6. Входы сумматоров через блоки задани  коэффнциентов 7 н 8 св заны с соответствующими группами блоков умножени  9 и 10. Первые входы блоков умножеии  соединены с выходами генератора ортогональных сигналов И, а вторые входы каждой грунны объедннены н св заны соответственно с переключающими контактами унравл емых двухнозинионных нереключателей 12 и 13. Первые контакты этих иереключателей подключены к выходу нсточннка анализируемого сигиала 14, вторые контакты - соответствеино к выходам блоков усреднени  1 и 2. Вторые контакты переключателей 3 и 4 соединены со входами сумматора 15, к выходу которого подключен полосовой фильтр 16. Унравл ющне входы всех переключателей св заны со вторыл1 выходом блока уиравлеии  17, первый выход которого подключен ко входу генератора ортогональных сигналов 11, а вход - к источнику анализируемого сигнала 14. Работа устройства происходит следующим образом. При измереннн коэффнциентов Фурье, соответствующих  -ому спектральному компоненту , одновременно с началом анализируемого сигнала S(t), t О, 7 включаетс  генератор 11, последовательно п раз подр д вырабатывающнй Л ортогональных нр моугольных имнульсов еднннчной амнлнтуды. В блоках 9, 10 каждое импульсное нанр жеиие перемножаетс  с анализируемым сигналом. Так как амплитуда имиульсных напр жений равны единице, умножение сводитс  к простому коммутироваиию анализируемого сигиала на врем , равное длительиостн импульса. В качестве блоков умножеии  используют ключевые устройства, имеющие щирокий частотный и дииамнческий дианазон. Результаты умножеии  суммируютс  в сумматоре 5 с весами, определ емыми блоками 7, а в сумматоре 6 - весами, оиредел емыми блоками 8. В блоках 7 устанавливают веса, иронорцнональные велнчинам п f . .. «/  rect X , TInNI a в блоках 8 - иронорциональные величинам P,, ::. fl Sin rect X x()di , TInNI Величины Uj  вл ютс  коэффнциентамн Фурье разложени  одного периода колебани  2Mt., cos в р д по системе N ортогональных имнульсов на отрезке, равном длительности одного нериода этого колебани . Величины Рг - коэффициенты Фурье разложени  в р д по системе N ортогональных нр моугольных имнульсов одного периода коле , 2r.nt бани  sin на отрезке, равном одному нериоду этого колебани . Как следует из формул (1) и (2), аг и ipi не завис т от номера измер емой гармоники. После усреднени  в блоке 1 выходного напр жени  сумматора 5 нолучают напр жение тт 1 Г о / лZ-nnt ,,1 г о /А а. : - S(t) cosdt - 5 (/) X Т Т7- .1 оо , f у 5(/) rect (. у J VTjnN) приближенно равное четному коэффициенту Фурье разложени  сигнала в р д по системе тригонометрических функций. Усредненное блоком 2 ианр жение сумматора 6 дает ириближениое значение нечетного коэффициента Фурье: t.1 Г о /j 2л/г ,, &л Y 1 () ()PirectX t-iTlnN-TlnN,, 1 xi )(,},,nx j at - TjnNJ По истечении времени Г, когда напр жени  на выходах блоков усреднени  иропорциональны коэффициентам Фурье ип, и Ьп, по команде , вырабатываемой блоком управлени  17, на врем  т происходит переключение двухозиционных иереключателей 3, 4, 12, 13, при том блоки усреднени  иеревод тс  в режим аноминани , выход блока 1 соедин етс  со вторымн входами груииы умножителей 10, выход блока 2 - со вторыми входами груииы уможителей 9, выходы сумматоров 5 и 6 подлючаютс  к дополпительиому сумматору 15. Кроме того, в момеит времени ио кома де , вырабатываемой блоком управлени  17, генератор 11 переводитс  в режим, при котором обеспечиваетс  не менее чем одиократное за врем  т генерирование системы ортогональных напр жений. Если ирименен генератор 11 ортогональных пр моугольных импульсов единичной амплитзды , дл  выходиые напр жени  сумматоров 5 и 6 соответствепно равны: /,- и V . f t - ir. L/., ,a,rect( , 2nw , -b,cos(, t- i- IniN - / mN ,rect( ;а„51Пm , 2, 3, ...; прн обеспечиваетс  однократное за врем  т генерирование системы ортогональных пр моугольных импульсов. Выходное напр жение Ls дополнительного сумматора 15 равно и f/S5 + Ur.6, а напр жени  на выходе полосового фильтра 2 i Г /2дт , .J. Ь„ вых К Л  + Ь„ sm t -}- arctg- Лп sin Следовательно, амплитуда выходного напр жени  полосового фильтра пропорциональна модулю АП п-то спектрального компонента , а сдвиг фазы относительно одного из входных напр жений дополнительного сумматора равен начальной фазе фп п-то спектрального колгаонента. Аналогичные результаты дает применение в качестве генератора И генератора ортогональных напр жений, измен ющихс  по функци м Уолша нлн Хаара. Изобретение расшир ет функциональные возможности известного устройства, так как обеспечивает, кроме определени  коэффициента Фурье, измерение амплитудного и фазового спектра анализируемого сигнала. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 6 Формула изобретени  Устройство дл  определени  коэффициентов Фурье, содержащее блоки усреднени , выходы которых  вл ютс  первым и вторым выходами устройства соответственно, две группы блоков умножени , первые входы каждого из которых соединены с выходами генератора ортогональных сигналов, выходы всех блоков умножени  первой группы через соответствующие блоки задани  коэффициентов соединены со входами первого сумматора, а выходы всех блоков умнол ени  второй группы через соответствующие блоки задани  коэффициентов - со входами второго сумматора , и блок управлени , вход которого подключен к выходу источника анализируемого сигнала , а выход - ко входу генератора ортогональных сигналов, отличающеес  тем, что, с целью расщиренн  функциональных возможностей , оно содернсит управл емые двухпозиционные переключатели и последовательно соединенные дополнительный сумматор и полосовой фильтр, выход которого  вл етс  третьим выходом устройства, иервые контакты первого и второго двухпозиционных переключателей подключены к выходу источника анализируемого сигнала, вторые контакты подключены соответственно к выходам первого и второго блоков усреднени , а переключающие контакты соединены соответственно со вторыми входами блоков умножени  обеих групп, первые контакты третьего и четвертого двухпозиционных переключателей подключены ко входам дополнительного сумматора, вторые контакты соединены соответственно со входами первого и второго блоков усреднени , а переключающие контакты третьего и четвертого двухпозиционных переключателей подключены соответственно к выходам первого и второго сумматоров, управл ющие входы всех двухпозиционных переключателей подключены ко второму выходу блока управлени . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Харкевич А. А. Спектры и анализ. М., Физматгиз, 1962, с. 111. The goal is achieved by the fact that the station for determining the coefficients of the Fourier contains a controlled two-way switch and a series-connected additional adder and a band-pass filter, the output of which is the third output of the device, the first contacts of the first and second dual-position non-switches are connected to the output of the source signal being analyzed, the second contacts of the keys are correspondingly) 1mo to the outputs of the first and second blocks are averaged, and the switching contacts are connected, respectively, with volts The first pins of the third and fourth double-tapping non-switches are connected to the inputs of the full-adder, the second contacts are connected to the inputs of the first and second averaging blocks, and the switching contacts t and the fourth two-position switches are connected respectively to the outputs of the first n second summers The control inputs of all the two-finger switches are connected to the second output of the control unit. The drawing shows a block diagram of a device for determining Fourier coefficients, made in accordance with this invention. The device contains averaging blocks 1 and 2, the outputs of which are corresponding to the first and second outputs of the device. The first contacts of the adjustable two-position switches 3 and 4 are connected to the inputs of the averaging blocks, the switching contacts of which are connected to the adders 5 and 6. The inputs of the adders through the sets of coefficients 7 and 8 are connected to the corresponding groups of blocks of multiplication 9 and 10. The first inputs of the blocks of multiplication are connected with the outputs of the generator of orthogonal signals And, and the second inputs of each soil are connected to each other and are connected respectively to the switching contacts of fixed two-pin non-switches 12 and 13. The first contacts of these are not The switches are connected to the output of the analog of the analyzed signal 14, the second contacts correspond to the outputs of the averaging blocks 1 and 2. The second contacts of the switches 3 and 4 are connected to the inputs of the adder 15, to the output of which the band-pass filter 16 is connected. The inputs of all the switches are connected to the secondary the output of the Uiravleia unit 17, the first output of which is connected to the input of the generator of orthogonal signals 11, and the input to the source of the analyzed signal 14. The operation of the device is as follows. With measured Fourier coefficients corresponding to the ith spectral component, simultaneously with the beginning of the analyzed signal S (t), t О, 7, the generator 11 is switched on, successively n times to generate the L orthogonal linear signals of the amplitude of the amplitude. In blocks 9, 10, each pulsed tool is multiplied with the signal being analyzed. Since the amplitude of the immersion stresses is equal to one, multiplication is reduced to a simple commutation of the analyzed sigial for a time equal to the duration of the pulse. Key blocks that have a wide frequency and diagonal diaconase are used as blocks. The results of the multiplication are summed up in the adder 5 with the weights defined by blocks 7, and in the adder 6 they are weights determined by the blocks 8. In blocks 7 we set the weights ironnormal to the values of n f. .. “/ rect X, TInNI a in blocks 8 - ironortional to the values of P ,, ::. fl Sin rect X x () di, TInNI The values of Uj are the Fourier coefficients of the decomposition of one oscillation period 2Mt., cos in a row by the system N of orthogonal impulses on a segment equal to the duration of one neorod of this oscillation. The values of Pr are the Fourier coefficients of the decomposition in series by the system N of orthogonal non-rectangular impulses of the same period to a cola, 2r.nt of the sin bath on a segment equal to one non-period of this vibration. As follows from formulas (1) and (2), ar and ipi do not depend on the number of the measured harmonic. After averaging in block 1, the output voltage of the adder 5, the voltage is obtained, τ 1 G o / lZ-nnt ,, 1 g o / A a. : - S (t) cosdt - 5 (/) X Т Т7- .1 оо, f у 5 (/) rect (. У J VTjnN) is approximately equal to the even Fourier coefficient of the signal decomposition in a row according to the system of trigonometric functions. Averaged by the block 2 and the rank of the adder 6 gives and the approximate value of the odd Fourier coefficient: t.1 Г о / j 2л / г ,, & l Y 1 () () PirectX t-iTlnN-TlnN ,, 1 xi) (,}, , nx j at - TjnNJ After the time T, when the voltage at the outputs of the blocks is averaged and proportional to the Fourier coefficients un, and bn, according to the command generated by the control unit 17, the two-position switches 3, 4, 12, 13 switch to the volume of averaging blocks is converted into an anomin mode; the output of block 1 is connected to the second inputs of a series of multipliers 10, the output of block 2 is connected to the second inputs With waters of co-drivers 9, the outputs of adders 5 and 6 are connected to an additional adder 15. In addition, during a time spent by the control unit 17, the generator 11 is switched to a mode in which the orthogonal system is generated at least one time voltages. If a generator of 11 orthogonal rectangular pulses of a single amplitude is irimed, for the output voltages of adders 5 and 6, the corresponding are: /, - and V. f t - ir. L /.,, A, rect (, 2nw, -b, cos (, t-i-IniN - / mN, rect (; a „51Pm, 2, 3, ...; prn) provides a one-time generation of the system orthogonal rectangular pulses. The output voltage Ls of the additional adder 15 is equal to f / S5 + Ur.6, and the voltage at the output of the bandpass filter is 2 i Г / 2дт, .J. Ь "output К Л + Ь" sm t -} - arctg-Lp sin Therefore, the amplitude of the output voltage of the bandpass filter is proportional to the AP module of the n -th spectral component, and the phase shift relative to one of the input voltages of the additional adder is equal to the initial phase φp-that similar results are obtained by using orthogonal stresses as oscillators AND generators varying in Walsh nn Haar functions. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 6 The claims of the device for determining the Fourier coefficients, containing averaging blocks, the outputs of which are the first and second outputs respectively, two groups of multiplication blocks, the first inputs of each of which are connected to the outputs of the orthogonal signal generator, the outputs of all multiplication blocks of the first group are connected to the inputs of the first adder through the corresponding blocks of the coefficients setting, and the outputs of all blocks of the second group are multiplied - with the inputs of the second adder, and the control unit, the input of which is connected to the output of the source of the analyzed signal, and the output - to the input of the generator orthogonal with In order to expand its functionality, it contains controllable two-position switches and a series-connected additional adder and band-pass filter, the output of which is the third output of the device, and for the first time the contacts of the first and second two-position switches are connected to the output source of the analyzed signal, the second contacts are connected respectively to the outputs of the first and second averaging units, and the switching contacts are connected respectively to the second the inputs of the multiplication units of both groups, the first contacts of the third and fourth dip switches are connected to the inputs of the additional adder, the second contacts are connected respectively to the inputs of the first and second averaging blocks, and the switching contacts of the third and fourth dip switches are connected respectively to the outputs of the first and second accumulators, controlling the inputs of all dip switches are connected to the second output of the control unit. Sources of information taken into account in the examination 1. A. A. Kharkevich. Spectra and analysis. M., Fizmatgiz, 1962, p. 111. 2.Авторское свидетельство СССР № 446073, кл. G 06 G 7/19, 1974.2. USSR author's certificate number 446073, cl. G 06 G 7/19, 1974. 1212 I  I
SU752128473A 1975-04-25 1975-04-25 Fourier coefficient determining device SU590764A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU752128473A SU590764A1 (en) 1975-04-25 1975-04-25 Fourier coefficient determining device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU752128473A SU590764A1 (en) 1975-04-25 1975-04-25 Fourier coefficient determining device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU590764A1 true SU590764A1 (en) 1978-01-30

Family

ID=20617625

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU752128473A SU590764A1 (en) 1975-04-25 1975-04-25 Fourier coefficient determining device

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU590764A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SU590764A1 (en) Fourier coefficient determining device
SU1030807A1 (en) Spectrum analyzer
RU106411U1 (en) SIGNAL SPECTRUM ANALYZER
SU590776A1 (en) Functional converter
SU1073781A1 (en) Harmonic function generator
SU714418A1 (en) Arrangement for determining the logarithm of the ratio of two voltages
SU792171A1 (en) Spectrum analyzer
SU1741121A2 (en) Apparatus for simulating functions by means of private sums of walsh signals
SU1040590A1 (en) Noise generator
SU531247A1 (en) Reference oscillation shaping device for a binary phase shift keying (FM) signal
SU377800A1 (en) DEVICE FOR MULTIPLICATION OF SIGNALS
SU661377A1 (en) Measuring convereter
SU877581A1 (en) Step voltage function generator
SU149630A1 (en) The method of determining the length of the vector in three coordinates
SU723608A1 (en) Random process generator
SU987622A1 (en) Frequency multiplier
SU809545A1 (en) Function generator
SU404023A1 (en) PARALLEL ANALYZER
SU993289A1 (en) Pulse-width function generator
SU813458A1 (en) Correlation function computing device
SU383071A1 (en) MULTICHANNEL CORRELATOR
SU705653A1 (en) Generator of pseudorandom pulse train
SU773917A1 (en) Staircase signal generator
SU583447A1 (en) Device for multiplying analogue signals
SU930681A1 (en) Multifunctional multi-valued logics circuit