SU759971A1 - ’ анализатор спектра 1 - Google Patents
’ анализатор спектра 1 Download PDFInfo
- Publication number
- SU759971A1 SU759971A1 SU782631544A SU2631544A SU759971A1 SU 759971 A1 SU759971 A1 SU 759971A1 SU 782631544 A SU782631544 A SU 782631544A SU 2631544 A SU2631544 A SU 2631544A SU 759971 A1 SU759971 A1 SU 759971A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- inputs
- input
- elements
- outputs
- output
- Prior art date
Links
Landscapes
- Complex Calculations (AREA)
Description
Изобретение относится к области вычислительной техники и предназначено для спектрального анализа сигналов в реальном масштабе времени.
Известен цифровой анализатор, выполняющий преобразование Фурье в реальном масштабе времени,, содержащий преобразователь входного сигнала, генератор гармонических функций, вы- |θ ходы которых подключены к умножителям,· соединенным с сумматорами.
В таком анализаторе операции умножения и суммирования выполняются над . кодами, представляющими значения 3
входного сигнала и гармонических функций, а генератор гармонических функций состоит из формирователей кода и знака аргумента и образователей значе-^л ний синуса и косинуса ^1}.
Эти блоки являются сложными устройствами и требуют значительных аппаратурных затрат для их реализации.
Известен также анализатор спектра, 25 использующий стохастическое, представление переменных и стохастические решающие блоки для вычисления коэффициентов Фурье, наиболее близкий к описываемому устройству.
2
Этот анализатор содержит преобразователь входного сигнала и генератор гармонических функций, выходы которых через схемы сравнения, подключенные к источникам случайных величин, соединены со стохастическими умножителя-; ми, выходы которых соединены со входом схем накопления. Представление входного сигнала и гармонических функ ций случайными последовательностями позволяет использовать в качестве схемы накопления счетчик, а умножитель реализовать на элементе "равнозначность", что упрощает анализатор [23 .
Однако применение в известном анализаторе запоминающего устройства, хранящего дискретные значения синуса и косинуса, цифровые значения входного сигнала и специальных схем для извлечения этих значений недостаточно упрощает анализатор.
Целью изобретения является упрощение анализатора.
Поставленная цель достигается тем, что в анализатор спектра, содержащий преобразователь входного сигнала в случайную последовательность импульсов, вход которого является входом
759971
анализатора, генератор гармонических функций, первый и второй выходы которого подключены к первым входам соответственно первого и второго сто- . хаотических блоков умножения, вторые входа которых соединены с выходом преобразователя входного сигнала в случайную последовательность импульсов, выход каждого стохастического блока умножения подключен ко входу соответствующего блока накопления, введены два регистра сдвига, охвачен-, ные обратными связями через соответствующие сумматоры по модулю два, четыре группы элементов Й, каждый !-тый выход первого регистра сдвига соединен с ί-ым входом элементов И первой группы и с (η — ί + 1) входом элементов И второй группы, выходы второго регистра сдвига подключены к соответствующим входам преобразователя входного сигнала в случайную
‘ последовательность импульсов, каждый Ι-ый выход второго регистра сдвига подключен к ί-ому входу элементов И третьей группы и к (π — ΐ + 1) входу элементов И четвертой группы, выходы
х элементов И первой и третьей групп
'подключены к первому и второму входам генератора гармонических функций, третий и четвертый входы которого соединены соответственно с Выходами элементов И второй и четвертой групп.
' Другое отличие анализатора состо- . ит в том, что генератор гармонических функций содержит два коммутатора, два элемента ИЛИ, первые входы коммутаторов и входа элементов ИЛИ являются соответственно первым, вторым, третьим' И. четвертым входами генератора гармонических функций, вторые входы коммутаторов соединены с выходами соответствующих реверсивных счетчиков, вход первого из которых подключен к выходу элемента НЕ, 'вход .которого соединен с выходом первого
' элемента равнозначности, вход второго реверсивного счетчика подключен
. к выходу второго элемента равнозначности, первые входа элементов равнозначности соединены с выходами соответствующих элементов ИЛИ, вторые входы —'подключены к выходам соответ' ственно первого и второго коммутато-.
* ров- и являются соответственно первым и вторым выходами генератора гармонических функций.
Применение рекуррентных’регистров сдвйига с группами элементов И, а также реализация канала генератора для каждой из гармонических функций в соответствии с изобретением позволяет представить входной сигнал й гармонические функций псевдослучайными последовательностями.
На чертеже представлена блок-схема ‘анализатора спектра.
Анализатор содержит преобразователь 1 входного сигнала в случайную
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
последовательность импульсов, регистры 2 и 3 сдвига, охваченные обратной связью через соответствующие сумматоры по модулю два (не показаны), четыре группы.элементов 4-7 И, стохастические блоки 8 и 9 умножения, блоки 10 и 11 накопления, генератор 12 гармонических функций содержит два реверсивных счетчика 13 и 14, два коммутатора 15 и 16, два элемента 17 и 18 ИЛИ, два элемента 19 и 20 равнозначности, элемент 21 НЕ.
- В качестве регистров 2 й 3 сдвига в анализаторе используются идентичные η-разрядные сдвиговые регистры, охваченные обратной связью через сумматоры по модулю два.
Регистр 2 сдвига с выходами, подключенными к группам элементов 4 И, выходы которых присоединены к первым входам коммутатора 15, на вторые входа. которого подключены выхода разрядов реверсивного счетчика 13, составляют преобразователь двоичного числа счетчика 13 в псевдослучайную последовательность. С аналогичными связями регистр 3 сдвига, группа элементов 6 И, коммутатор 16, реверсивный счетчик 14 составляют прёобразователь двоичного числа счетчика 14 в псевдослучайную последовательность.
Регистр' 2 сдвига с выходами, подключенными ко входам группы элементов 5 И, выходы которых, присоединены ко входам элемента 17 ИЛИ, составляют формирователь константы Р<л , представленной псевдослучайной последовательностью. С аналогичными связями регистр 3 сдвига/ группа элементов 7 И, элемент 18 ИЛИ составляют формирователь константы Рц2
Реверсивные счетчики 13 и 14, элемент 19 равнозначности^выход которого подключен ко входу реверсивного счетчика 14, элемент 20 равнозначное-. Тй, выход которого через элемент 21 НЕ подключён ко входу реверсивного счетчика 13, первые входа которых соединены с выходами коммутаторов 15 и 16, а вторые входы — с выходами элементов 17 и 18 ИЛИ,составляют модель для решения уравнения
у" (ι) + ω к\(г) = о (1)
с начальными условиями
У’(0) = 1, у(0) = Ό (2)
Решением уравнения (1) являются выражения:
γ(ί) = 5 ί η , у1 (ι) = εο5ωκί0(3)
При моделировании уравнения (1) реверсивные счетчики выполняют роль интеграторов, а элементы равнозначности — роль блоков умножения.
Для обеспечения модуля коэффициента взаимной корреляции порядка 2’™
65
759971
последовательностей на входах элемента 19 равнозначности входа фд -го элемента 4 И (р = 1, 2.........η) присоединены к N “МУ прямому и ()и-£)-ым инверсным выходам разрядов регистра 2 сдвига (Г - 1, 2,... |л-1), а входы -го элемента 5 И присоединены к (п— р + 1)-му прямому и (η — μ + 1 +
+ ?)-ым инверсным выходам разрядов регистра 2 сдвига, т.е. в обратной последовательности. Аналогичные связи р -го элемента 6 И и -го элемента 7 И с выходами разрядов регистра 3 сдвига для обеспечения модуля коэффициента взаимной корреляции порядка 2~ъ последовательностей на входах элемента 20 равнозначности.
Выход коммутатора 15 соединен с первым входом блока 9 умножения, выход которого подключен к блоку 11 накопления. Выход коммутатора 16 соединен с первым входом блока 8 умножения, выход которого подключен к блоку 10 накопления.
Вторые входы блоков 8 и 9 умножения соединены с выходом преобразователя 1 входного сигнала, подключенного к выходам разрядов регистра 3 сдвига и к источнику входного сигнат ла.
Для обеспечения модуля коэффициента взаимной корреляции порядка 2'п последовательностей на входах блока умножения 8 выходы разрядов регистра 3 сдвига присоединены ко входам преобразователя входного сигнала в обратной последовательности, % ко входам элементов 6 И — в прямой. Для обеспечения модуля коэффициента взаимной корреляций порядка 2‘п последовательностей на входах блока 9 ко входам преобразователя входного сигнала присоединены выходы разрядов регистра 3 сдвига, а ко входам элементов 4 И — выхода разрядов регистра 2 сдвига.
Анализатор работает следующим образом.
На выходах каждого из разрядов рекуррентных регистров 2 и 3 сдвига генерируются псевдослучайные последовательности, которые имеют максимальный период, равный 2+м— 1 тактов, математические ожидания, пропорциональные ΐ·, и коэффициент взаимной корреляции 2г&1+'2-) Зтй последовательности поступают на входы элементов И соответственно групп 4 и 5, 6 и 7, на выходах которых образуются последовательности, которые имеют период 2^ — 1 тактов, и математические ожидания, пропорциональные 2'^. Последовательности с выходов элементов 4 и 6 И поступают на первые входы коммутаторов 15 и 16, на вторые входы которых подключены выходы старших п разрядов реверсивных счетчиков 13 и 14 соответственно.
10
15
25
30
35
40
45
50
55
60
65
В исходном состоянии в реверсивном счетчике 13 содержится код 0,111-..1, в счетчике 14 — код 0,100...0, что соответствует начальным условиям (2). Реверсивные счетчики 13 и 14 выполняют операцию интегрирования переменных, представленных псевдослучайными последовательностями, при этом в каждом такте работы содержимое старших η разрядов реверсивных счетчиков 13 и 14 соответствует п-разрядному двоичному коду значений у' (ι) 'и у(г) соответственно. С помощью преобразователей двоичного числа в последовательность п-разрядные коды реверсивных счетчиков преобразуются в каждом такте в псевдослучайные последовательности, при этом математическое Ожидание этих ' последовательностей, образованных на выходах коммутаторов 15 и 16, пропор•ционально значениям созЦЛ и 5 ί πω^ί соответственно (К — номер канала}.
Элементы .19 и 20 равнозначности выполняют операцию умножения последовательностей, поступающих на их входы с выходов коммутаторов 15 и 16 соответственно и с выходов элементов 17 и 18 ИЛИ соответственно формирователей констант РК1 и Ркг .
Последовательность'с выхода элемента 19 равнозначности,математическое ожидание котброй пропорционально значению со5ц)кгРкч , поступает на вход реверсивного счетчика 14, а последовательность с выхода элемента 20 рав-. нозначности, математическое ожидание 1 которой пропорционально значению 5 ΐπ(θκί · Рк<2 > поступает через элемент 21' НЕ, выполняющий операцию умножения этой последовательности на -1, на вход реверсивного счетчика 13.
Устойчивость решения уравнения (1) Обеспечена взаимной некоррелированностью последовательностей на входах реверсивных счетчиков 13 и 14, для этого исходные состояния рекуррентных регистров 2 и 3 сдвига соответствуют сдвигу на число тактов, где автокорреляционная функция последовательностей не превышает по модулю значения 2"".
Частота гармонических колебаний в К-ом канале генератора гармонических функций определяется выражением
где г — число разрядов реверсивных счетчиков 13 и 14,
— длительность такта.
Входной сигнал ί(ΐ) преобразуется в псевдослучайную последовательность с помощью преобразователя 1 входного сигнала. Эта последовательность поступает на вторые входы блоков 8 и 9 умножения, реализованных на элементах равнозначности, на первые входа, которых поступают последовательности
V, -я
759971
с выходов коммутаторов 16 и 15 соответственно.
' Двоичный код коэффициентов Фурье: -т
α. =~^£'(Φ)δ1ηω ίάΐ,
_Ф к. т
:5)
Ь = ψ- 5 £ (ί) со’&ю ί сИ ,
'к. Т
где Т — время, анализа сигнала, формируется, блоками 10 и 11 накопления,
.которые, представляют собой счетчики, подключенные к выходам блоков 8 и 9 умножения соответственно.
''' Введение рекуррентных регистров
'"Сдвига для преобразования в псевдослучайную последовательность входного сигнала и применение их с группами элементов И,- реализация каналов генератора для каждой гармонической функции в соответствии с изобретением для. генерирования псевдослучайных
: последовательностей, математические Ожидания которых пропорциональны значениям гармонических функций, позво- ’
' ляет исключить из анализатора спектра запоминающее устройство, что его
/существенно упрощает.' Преобразование Фурье осуществляется в реальном масштабе времени, точность преобразования 2'п определяется разрядностью п-рекуррекТных регистров сдвига.'
.......
Claims (2)
1. Анализатор спектра, содержащий
^преобразователь входного сигнала в случайную последовательность импульсов , вход которого является входом
......анализатора, генератор гармонических
функций, первый и второй выходы которого подключены к первым входам соот: "зётственно первого и второго стохастических блоков умножения, вторые входы которых соединены с выходом преобразователя входного сигнала' в случайную последовательность импульсов", выход каждого стохастического блока умножения подключен ко входу соответствующего блока накопления, о т ли чающийся тем, что, с целью упрощения анализатора,'в него введены два регистра сдвига, охва15
20
25
30
35
40
45
'ченные обратными связями через соответствующие сумматоры по модулю два, четыре группы элементов И, каждый ί-ый выход первого регистра сдвига соединен с ϊ-ым входом элементов И первой группы и с (η — ϊ + 1) входом элементов И второй группы, выходы второго'регистра сдвига подключены к .соответствующим входам преобразователя входного сигнала в случайную последовательность импульсов, каждый ΐ-тый выход второго регистра сдвига подключен к ΐ-ому входу элементов И тсетьей группы и (η - ΐ +1) входу элементов И четвертой группы, выходы элементов И первой и третьей групп подключены к первому и второму входам генератора гармонических функций, третий и четвертый входы которого соединены соответственно с выходами элементов И второй и четвертой групп.
.2. Анализатор по π. 1, отличающий с я тем, что генератор гармонических функций содержит два коммутатора, два элемента ИЛИ, первые входы коммутаторов и входы элементов ИЛИ являются соответственно первым, вторым, третьим и четвертым входами генератора гармонических функций , вторые входы коммутаторов соединены с выходами соответствующих реверсивных счетчиков, вход первого из которых подключен к выходу элемента НЕ, вход которого соединен с выходом первого элемента равнозначности, вход второго реверсивного счетчика подключен к выходу второго элемента' равнозначности , первые входы элементов равнозначности соединены с выходами соответствующих элементов ИЛИ, вторые входы — подключены к выходам соответственно первого и второго ком-г мутаТоров и являются соответственно первым и вторым выходами генератора гармонических функций.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU782631544A SU759971A1 (ru) | 1978-06-16 | 1978-06-16 | ’ анализатор спектра 1 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU782631544A SU759971A1 (ru) | 1978-06-16 | 1978-06-16 | ’ анализатор спектра 1 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU759971A1 true SU759971A1 (ru) | 1980-08-30 |
Family
ID=20771390
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU782631544A SU759971A1 (ru) | 1978-06-16 | 1978-06-16 | ’ анализатор спектра 1 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU759971A1 (ru) |
-
1978
- 1978-06-16 SU SU782631544A patent/SU759971A1/ru active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4115867A (en) | Special-purpose digital computer for computing statistical characteristics of random processes | |
SU759971A1 (ru) | ’ анализатор спектра 1 | |
RU2081450C1 (ru) | Генератор n-значной псевдослучайной последовательности | |
SU913375A1 (ru) | Псевдостохастическое устройство для умножения величин 1 | |
SU849224A1 (ru) | Устройство дл вычислени спектрафуНКций уОлшА | |
SU1756887A1 (ru) | Устройство дл делени чисел в модул рной системе счислени | |
SU982003A1 (ru) | Псевдостохастический сумматор | |
SU807320A1 (ru) | Веро тностный коррелометр | |
SU1324116A1 (ru) | Устройство дл вычислени позиционной характеристики непозиционного кода | |
SU1073766A1 (ru) | Генератор ортогональных сигналов | |
SU555404A1 (ru) | Устройство дл ортогонального преобразовани цифровых сигналов по уолшу-адамару | |
SU942013A1 (ru) | Генератор псевдослучайных последовательностей | |
SU718843A1 (ru) | Устройство дл умножени | |
SU993290A1 (ru) | Цифро-веро тностное устройство дл решени систем линейных алгебраических уравнений | |
RU2047895C1 (ru) | Анализатор спектра | |
FI62736C (fi) | Digital specialdator foer behandling av statistiska data | |
SU809124A1 (ru) | Цифровой генератор ортогональныхфуНКций | |
SU1465885A1 (ru) | Генератор псевдослучайных последовательностей | |
SU769550A1 (ru) | Стохастическое устройство дл делени двоичных чисел | |
SU940168A1 (ru) | Устройство дл выполнени быстрого преобразовани Фурье | |
SU503234A1 (ru) | Преобразователь двоичных чисел в двоично-дес тичные | |
SU1008747A1 (ru) | Устройство дл определени дер нелинейных объектов | |
SU628487A1 (ru) | Устройство дл возведени двоичных чисел в квадрат | |
SU881762A1 (ru) | Коррелометр | |
SU942004A1 (ru) | Цифровой преобразователь координат |