SU720369A1 - Анализатор спектра в базисе уолша - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к техническойкибернетике и в. частности к средствам спектрального анализа случайных процессов дл  которых характерны сравнительно широкополосные спектры (турбулентность атмосферы и океана, пульсании гидрологических и метереорологических параметров и т.п.) .

Известны устройства дл  анализа спектров, содержащие аналого-цифровой преобразователь, цифровой накопитель, арифметический блок и блок управлени  13 .

Однако оно представл ет собой сложное цифровое устройство.

Известны также анализаторы, содержащие преобразователь аналог-цифра, фильтры частостей, блоки суммировани , ингрировани  и генерировани  функции Уо ша 2 . Недостаток устройства сложность выполнени , требующа  наличи  специальных блоков умножени  и блоков генерации базисных функций.

Цель изобретени  - упрощение анализатора .

Цель достигаетс  за счет того, что в анализаторе спектра в базисе Уолша, содержащем последовательно соединенные блок подготовки данных, блок фильтрации нижних частостей н аналого-цифровой преобразователь , формирователь частоты дискретизации , выходы которого подключены ко вторым входам блока фильтрации нижних частостей и аналого-чдифрового преобразовател , блок управлени , S блоков поддиапазонного сложени , состо щих из пп вход1 ых сумматоров, одни входы KOTOpLjx подключены к первом входу блока поддиапазонного сложени , а другие - ко второму, квадраторов и выходных сумматоров, при этом выход каждого блода подднапазонного сложени  подключен через усреднитель ко входам регистратора , а выходы блока управ.пени  подключены соответственно ко входу формировател  частоты дискретизации, к вторым входам блоков поддиапасюнного сложени  и к вторым входам усред1Ш-телей , блоки поддиапаооиного с.чомшнн  включены последовательно, при этом выход аналого-цифрового преобразовател ; подключен к первому входу первого &ю ка поддиапазонного сложени , а первые входы других блоков подключены ко вт о рому выходу предыдуще1х блока поддиапазонного сложени , у которых этот выход соединен с объединенными выходами двух первьрс входных сумматоров, а выходы других сумматоров блоков поддиапазонного сложени  подключены через Квафаторы ко входам выходных сумматоров , выходы которых тоже объединены и соединены с первым выходом блоков поддиапааонного сложени . На чертеже представлена структурна  схема анализатора. Анализатор состоит из блока 1 подго- то&ки данных; блока 2 фильтрации нижнкд ч стостей, аналого-цифрового преобразовател  3, блоков 4 поддиапазонного сложени , состо щих из входных сумматоров 4-1 ; 4 - 1 , квадраторов 5 и выходных сумматоров 6, усреднителей 7, блока 8 реристрации, блока 9 управлени  и фор мировател  10 частоты дискретизации. Анализатор работает следующим образом . Исходна  информаци  о случай ых про-дессах после блока 1 подготовки данных поступает в блок 3 преобразовани  инфор мации в дискретную форму (отсчеты) через фильтр 2 последовательностей нижних частостей, определ ющий частотный диапазон анализа. После блока 3 отсчеты ис пользуютс  в блоках 4 в комбинаци : программного графа с проведением 1а,шдр ровани  и сложени  составл ющих спектра по октавам и по командам блока 9 уп равлени . Результаты осрецн ютс  по анализа в блоках 7 и регистрируютс  блоке 8. Блок 9 управл ет масшта бами осреднени  и положением частотног диапазона за счет изменени51 в блоке 10 частоты дискретизации, что определ ет и частоту среза фильтра блока 3. Число блоков поддиапазонного сложени  определ етс  как с h - 1 где п еоа Н Вг гп - число анализируемых ио графу октав в рабочей матрице; N - число О1х;четов на базе аналиВход первого поддиапазонного блока 4 св зан непосредственно с вьгхопом АЦ в то В)ом  как пп вхо/i исх-ледукмцогч) поддиаиазонного блока с Biiixona продыдущего подаЮ1х:  теку1цнс оценки, 1м.1числонные входными сум:ч1аторами О1х;чотов 4-1 н 4-0 по определепнокг/ алгоритм jti -0,1 m-i §- -, . „ -1 ( j. ; - - - 2 --1 JM ,,j где U ; G. - текущие оценки; X; - текущие отсчеты; j текущий номер поддиапазона . Така  процедура использовани  информации дает возможность исключить из блок-схемы устройства (N -1) фильтров последовательностей дл  (S-l) поддиапазонных блоков, а следовательно и необходимость перестройки частоты дискретизации дл  каждого поддиапазонного блока. В блок-схеме также отсутствуют традиционные блоки генерировани  базисных функций и ум1южеци . Таким образом устройство функционирует по схеме, отрагкающей возможные упрощени  и преобразовани  матриц yojmia сокращенной размерности (диапазон охватьшаетс  совокупностью матриц) с устранением взаимообратных операций. За счет исключени  операций умно/кеии  Pi избыточности удаетс  достичь высокой степени экономичности схемно-технологических рещений. Предлагаемое устройство ир 1водит к экономии оборудовани  и улучшению качества спектралтзпого анализа. Экономи  в расходе машинных мощностей составл ет по сравнению с быстрым п}ЬеобразоЕ 1лием Фурье 1,5 - 2 пор дка до 100 раз и с преобразованием Уолша полной размерности 1 пор дка до 10 раз На реализацию рассмотренного примера требуеа-с всего 700 арифметических операций сло:Кени . Формула и а о б р е т е н и   Анализатор спектра в базисе Уолща, содержащий последоватс;лГ)Но соодинениью блок подтотовки даииых, блок фильтрации мюкких частостей и аналоге-цифровой преобразователь, формировагель частоты дискретизации, выходы которого подключены ко вторым входам блока фильтрации нижних частостей и ananoiO-цифрового преобразовател , блок управлени , 5бло

Claims (1)

1. Формула и з о б р о т е н и я

   Анализатор спектра в базисе Уолша, содержащий последовательно соединенные блок подготовки данных, блок фильтрации нижних частостей и аналого-цифровой преобразователь, формирователь, частоты дискретизации, выходы которого подключены ко вторым входам блока фильтрации нижних частостей и аналого-цифрового преобразователя, блок управления, Sono ков поддиапазонного сложения, состоящих из входных сумматоров, одни входы которых подключены к первому входу блока поддиапазонного сложения, а другие - ко второму, квадраторов и выходных сумматоров, при этом выход каждого блока поддиапазонного сложения подключен через усреднитель ко входам регистратора, а выходы блока управления подключены соответственно ко входу формирователя частоты дискретизации, к вторым входам блоков поддиапазонного сложения и к вто рым входам усреднителей, отличающийся тем, что, с целью упрощения анализатора, блоки поддиапазонного сложения включены последовательно, при этом выход аналого-цифрового преобразо—, вателя подключен к первому входу первого блока поддиапазонного сложения, а первые входы других блоков подключены ко второму выходу предыдущего блока поддиапазонного сложения, у которых этот выход соединен с объединенными выхо5 дами двух первых входных сумматоров, а выходы других сумматоров блоков поддиапазонного сложения подключены через квадраторы ко входам выходных сумматоров, выходы которых тоже объединены 10 и соединены с первым выходом блоков поддиапазонного сложения.