SU746537A1 - Устройство дл цифровой обработки сигналов - Google Patents

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЦИФРОВОЙ ОБРАБОТКИ

1

Изобретение относитс  к измерительной технике.

Известно устройство дл  цифровой обработки сигналов, содержащее систему генераторов, формирующих набор гетеродинных напр жений, используемых в системе фильтрации Tl.

Дл  данного устройства характерно недостаточное быстродействие, определ емое последовательным поиском производной сигнала.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  устройство дл  цифровой обработки сигналов , сопержашее блок ци|)рювой обработки c гнaлoв, состо щий из двух каналов, каждый из которых состоит из последовательно включенных смесител , фильтра нижних частот, дискретизатора и аналого-цифрового преобразовател , причем первые входы смесителей соединены с входной шиной, вторые их входы соединены с выходами квадратурного генератора, а вторые входы дискретизатороБ соединеСИГНАЛОВ

ны с выходами задающего генератора, блок вычислени  дискретного преобразовани  Фурье, входы которого соединены с выходами блока цифрового преобразова- т1Я, квадратор, выходы которого соединены соответственно с первым входом интерпол тора и входом блока обнаружени , выход которого соединен со вторым входом интерпол тора T2l.

Данное устройство недостаточно точно.

10

Целью изобретени   вл етс  повышение точности устройства.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство, содержащее блок цифрового преобразовани  сигналов, состо 15 щий из двух каналов, каждый из которых состоит из последовательно включенных смесител , фильтра нижних частот, дискретнзатора и аналого-цифрового преобразовател , причем первые входы- смесите20 лей соедидены с входной шиной, вторые их входы - с выходами квадратурного генератора, а вторые входы дискретизаторюв соединены с выходами задающего генератора, блок вычислени  дис- кретного преобразовани  Фурье, входы которого соединены с выходами блока цифрового преобразовани , квадратор, выходы которого соединены соответственно с первым входом интерпол тора н входом блока обнаружени , выход которого соединен со вторым входом интер .пол тора, введен блок фокуси Х)ВКИ, состо щий из .блока вычислени  дискретной свертки и запоминающего блока, причем в блок вьтчислени  дискретной свертки вход т буферное запоминающее устройство, блок умножени  и сумматор , соединенные последовачтельно, блок управлени  и блок ключей, входы которого соединены соответственно с выходом запоминающего блока и первым ЁЫХОДОМ блока управлени , второй выход которого подключен к входу запоминающего блока, вход буферного запоминающего устройства блока фокусировки подключен к выходу блока вычислени  дискретного преобразовани  Фурье, а выход сумматора блока фокусировки соединен с входом квадратора .На чертеже приведена структурна  электрическа  схема предлагаемого устройства .

Устройство цифровой обработки сигналов содержит квадратурный генератор 1, задающий генератор 2 сигналов дискретизации , блок 3 цифрового преобразовани , состо щдш из смесителей 4 и 5, фильтров 6 и 7 нижних частот, дискретизаторов 8 и 9 и аналого-щ Ровых преобразователей 1О и 11, блок 12 вычислени  дискретного преобразовани  Фурье, блок 13 фокусировки, состо$пций из блока 14 вычислени  дискретной свертки, запоминающего блока 15. В состав блока 14 вход т буферное запоминающее устройство 16 f блок 17 умножени , сумматор 18, блок 19 ключей , блок 2О управлени .

Выход блока фокусировки соединен через квадратор 21с входами блока 22 обнаружени  и интерпол тора 23.

Входной сигнал подаетс  на входную шину , выходной сигнал снимаетс  с выхода 25.

Устройство работает следующим обраэом .I

На входную шину 24 устройства поступает измернтелькьгй сигнал , частота которого {, М линейно измен етс  на интервале наблюдени  длительностью Т. Интервалы возможных

значений частоть и её производной заданы.i

Этот сигнал поступает на первые входы смесителей 4 и 5 блока 3, на

вторые входы которых с выхода квадратурного генератора 1 поступают сдвинутые по фазе на 90 один относительно другого опорные многохроматич кие колебани  с частотой {

равной нижней границе заданного интервала возможных значений i(. . С выходов смесителей 4 и 5 сигналы поступают на фильтры; нижних частот 6 и 7, обеспечивающие на своих выходах формирование квадратурных составл ющих V (t)HVy(t) низкочастотного аналитического сигнала, спектр которого сосредоточен в интервале частот от О до 2 Далее в блоке 3 сигналы с

выходов фильтров 6 и 7 поступают на входы дискретизаторов 8 и 9, преобразующих эти сигналы в последовательности коротких импульсов V ( Л1 ) и V (д ) с периодом следовани  At,

определ емым частотой 2 Fpn сигналов с выхода задающего генератора 2. Эти импульсы поступают на входы аналогоцифровых преобразователей 1Q и 11, преобразующих их в цифровой код Vj ,V,j ,

поступающий затем на входы блока 12 вычислени  дискретного преобразовани  Фурье, который формирует к концу интервала наблюдени  длительностью Т. на своих выходах 2М отсчетов комплексного Фурье-спектра сигнала. Эти отсчеты У поступают в блок 13 фокусировки , на первые входы блока 14 дискретной свертки и далее в буферное запоми нающее устройство 16.

В посто нном запоминающем блоке 15 хранитс  рассчитанна  заранее матрица комплексных чисел jgpBl. ,представл ю .щих собой отсчеты преобразовани  Фурьефункции ехр . (-JTrit -).

С выхода блока 20 подаетс  сигнал считывани  на запоминающий блок 15, обеспечивающий поступление 4М чисел в блок вычислени  дискретной свертки, а именно на входы блока 19 ключей, на

который поступают также (последовательно во времени дл  каждого из М значений к ) сигналы с блока управлени , обеспечивающие прохождение на вторые входы блока 17 умножени  соответствуюС (п-к-р) на

ших 2 М чисел

Claims (1)

1. первые входы блока умножени  17 поступают числа v с выхода буферного запоминающего устройства 16. своем выходе 2М произведений соответствующих (поп ) пар сигналов Ур и (K gxconst). Эти произведени  поступают далее в сумматор 18, осуществл ющий формирование. J. представл ющего собой отсчет двумерного комплексного спектра по частоте и ее производной. Одновременно на вход блока 17 поступает набор чисел дл  следующего значени  К , а сигнал с выхода сумматора 18 поступает на вход квадратора 21. Далее цикл повтор етс , обеспечива  формирование на выходе квадратора 2M-U отсчетов двумерного энергетического спектра измерительного сигнала ,по частоте { и ее произ водной J- . Эти отсчеты у с выхода квадратора 21 поступают в блок обнаружени  22 который (посредством определени  наибольщего из отсчетов и сравнени  его с пороговым значением) производит обнаружение измерительного сигнала и грубую . оценку частоты сигнала, и при необходимости, ее производной. 3та оцён ка с выхода блока 22 поступает в интерпол тор 25, на второй вход которого поступает из квадратора 21 информаци  об остальных отсчетах. Интерпол тор 25 формирует на своем выходе,  вл ющемс  выходом устройства, точную оценку частоты сигнала и ее производной. Точность оценок близка к теоретической предельной, поскольку предлагаемое устройство реализует одну из возможных модификаций оптимальной процедуры обработки. Формула изобретени  Устройство дл  цифровой обработки сигналов, содержащее блок цифрового двух каналов, каждый из которых состоит из последовательно включенных смесител , фильтра нижних частот, дискретизатора и аналого-цифрового преобразовател , причем первые вх;оды смесителей соединены с входной шиной, вторые . их входы соединены с выходами квад- . ратурного генератора, а вторые входы дискретизаторов соединены с выходами задающего генератора, блок вычислени  дискретного преобразовани  Фурье, входы которого соединены с выходами блока цифрового преобразовани , квадратор, выходы которого соединены соответственно с первым входом интерпол тора и входом блока обнаружению, выход которого соединен со вторым входом инт пол тора , отличающеес  тем, что;., с целью повышени  точности устройства, в него введен блок фокусировки, состо щий из блока вычислени  дискретной свертки и запоминающего блока, причем в блок вычислени  дискретной свертки вход т буферное запоминающее устройство , блок умножени , сумматор, соединенные последовательно, блок управлени  и блок ключей, входы которого соединены соответственно с выходом запоминающёго блока и первым вьгходом управлени , второй выход которого подключей к входу запоминающего блока, вход буферного запокшнающего устройства блока фокусировки подключен к выходу блока вычислени  дискретного преобразовани  Фурье, а выход сумматора блока фокусировки соединен с входом квадратора. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Патент США № 3898658, кл. 343-8, О4.О8.73. 2,Авторское свидетельство СССР № 569961, кл. q 06 V 15/34, 25.08.77.