SU645163A1

SU645163A1 - Устройство дл вычислени коэффициентов фурье

Info

Publication number: SU645163A1
Application number: SU772466515A
Authority: SU
Inventors: Дмитрий Дмитриевич Недосекин; Юрий Петрович Саломатов; Евгений Александрович Чернявский; Федор Владимирович Ян
Original assignee: Ленинградский Ордена Ленина Электротехнический Институт Им.В.И.Ульянова (Ленина)
Priority date: 1977-03-25
Filing date: 1977-03-25
Publication date: 1979-01-30

Description

Изобретение относитс к вычислительной технике и может быть использовано дл расчета в реальном масштабе времени компонент сложного многочастотного КОлёбани .

Известно устройство дл вычислени коэффициентов дискретного преобразовани Фурье, содержащее два умножител , на которые поступает анализируемый сигнал, и одноканальный блок тригонометрических коэффициентов (ВТК), косинусный выход которого соединен с одним умножителем, а синусный - с другим Л. В этом устройстве каждый отсчет анализируемого сигнала последовательно умножаетс на р д тригонометрических коэффициентов в заданном диапазоне частот. При анализе в реальном масштабе времени врем , необходимое дл перемножени одного отсчета на всетригонометрические коэффициенты исследуемой полосы частот, должно быть меньше, чем период самой высокой частоты анализируемого сигнала. Это нагадывает на умножители и ВТК жесткие требовани по быстродействию , которые не всегда выполнимы.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению вл етс устройство дл вычислени коэффициентов Фурье

.-: 2, содержащее блок хранени тригонометрических коэффициентов и, кроме того,

арифметические блоки по числу тригонометрических коэффициентов; ттричем каждый арифметический блок состоит из накапливающего сумматора, кот мутатора, шифратора, дешифратора и формирователей знаков.

Недостаток такого устройства заключаетс в его сложности.

Цель изобретени - упрощение устройства дл вычислени коэффициентов Фурье.

0

Поставленна цель достигаетс тем, что устройство дл вычислени коэффициентов Фурье содержит т групп блоков умножени и блоков делени , причем перва группа состоит из ОДНОГО блока умножени , в каж5 дой г-й группе (., т - число выходов блока тригонометрических коэффициентов) число блоков умножени и число блоков делени равно суммарному числу блоков, умножени и блоков делени в группах с но0 мерами от перового до (i-1)-го, t-й выход блока тригонометрических коэффициентов (i l-rm) подключен к первым входам блоков умножени и к входам делител блоков делени г-й группы, второй вход

5 блока умножени первой группы вл етс входом устройства, выход каждого блока умножени и каждого блока делени i-й группы ( -1) подсоединен к второМУ вхаду бДШ5ТШённег б блока умножени и к входу делимого одноименного блока делени в каждой группе, начина с (/+1)-й, выходы блоков умножени и блоков делени т-и группы служат выходами устройства.

,На фиг. I приведена функциональна схема устройства дл вычислени коэффициентов Фурье (т 3); на фиг. 2 - возможный вариант реализации пары блоков - блока умножени и. блока делени с общей парой входных сигналов.

Устройство содержит шины /-3 тригонометрических коэффициентов, кажда из которых несет мнимую (синусную) и действительную (косинусную) составл ющие коэффициента , блок 4 тригонометрических коэффициентов , вход 5, блоки 6, 7, 8 умножени , соответственно первой, второй и третьей групп, блоки 9, 7( делени соответственно второй и третьей групп, шины мнимой 11, действительных 12 составл ююцих входного сигнала или сигнала от предыдущей группы блоков умножени и делени , входы синусной 1/5 и косинусной 14 частей тригонометрического коэффициента, умножители 15 действительных чисел, сумматоры 16, выходы 17-20 блоков умножени и делени .

Работает устройство следующим обра .зом.

Отсчет исследуемого сигнала поступает на вход 5 блока 6 умножени первой группы , где вычисл ютс действительна и мнима части первого коэффициента Фурье. Во второй группе блоков 7, 9 вычисл ютс два комплексно-сопр женных коэффициента Фурье, соответствующие первым значени м тригонометрических коэффициентов первого и второго каналов ВТК. В третьей группе блоков -8, .10 вычисл ютс еще щесть коэффициентов Фурье, соответствующих первым значени м тригонометрических коэффициентов первого второго и третьего выходов БТК. Таким образом, по трем значени м тригонометрических коэффициентов: по одному с каждого канала; - вычисл ютс комплексных коэффициентов преобразовани Фурье. Измен значени тригонометрических коэффициентов, легко перестраивать устройство дл получени требуемого перекрыти и разрешени по частоте . ,

Блоки умножени и делени - комплексные и реализуютс по известным формулам вычислени произведени . крмцдексных чисел . Пусть имеетс комплексное число

X (t) .

Если на двух умножител х вычисл ютс коэффициенты Фурье, отличающиес на Дю,

го:--- ---: -- ...-.-,.--.-.™- -.,.,: X (t) е-/() X (/) x(t) . е-Лш-- ) л: (/) . W . Учитыва , что произведени комплекс- 65

ные и, использу формулу Эйлера дл комплексных чисел, получим

x(t) е.

х (t) cosu)cos Дш/ - x{l)-sir О)/-sin Дш/ - - / л: ()-sinco;-cos Дш + Jc(t)-cosu)tsin Дсо/

jc(/)..e/i«

-(0 СОЗШ/ -COS (at + x(t) Sin wt-fin Дш/ -

(t) sin ant COS - л (t) COS t sin Дсо/.

Объединив операции, общие в двух последних выражени х, легко получить структуру (фиг. 2), реализующую одновременно два комплексных умножени (одно из которых можно рассматривать как деление).

В общем случае количество одновременно вычисл емых коэффициентов Фурье с помощью полученного устройства за одну перестройку Р-канального ВТК равно 3 Так, при P Q число коэффициентов . Дл сравнени , известное устройство за одну перестройку дев тиканального ВТК позвол ет определить только 9 коэффициентов Фурье.

Claims

Формула изобретени

Устройство дл вычислени коэффициентов -Фурье, содержащее блок хранени тригонометрических коэффициентов, отличающеес тем, что, с целью упрощени устройства, оно содержит от групп блоков

умножени и блоков делени , причем перва группа состоит из одного блока умножени , в каждой i-и группе ) число блоков умножени и число блоков делени равно суммарному числу блоков умножени

и блоков делени в группах с номерами от первого до (/-I)-го, 1-й выход блока тригонометрических коэффициентов (i 14-m) подключен к первым входам блоков умножени и к входам делител блоков делени i-й

группы, второй вход блока умножени первой группы ;вл етс входом устройства, выход каждого блока умножени и каждого блока делени г-й группы (t ) под; ключен к второму входу одноименного блока умножени и к входу делимого одноименного блока делени в каждой группе, начина с (i+l)-fi, выходы блоков умножени и блоков делени т-й группы вл ютс выхЬдами устройства.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе:

I. Патент США № 3S81097, кл. 235-156, 1975. ч . , 12. Домарацкий А. Н., Иванов .Д. И., Юрлов Ю. И. Мйогоцелевой .ст-атистгический анализ случайных сигналов. Новосибирск, «Наука СО, 1975, с. 151.