SU767774A1 - Устройство дл спектрального анализа - Google Patents

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СПЕКТРАЛЬНОГО АНАЛИЗА

.

Изобретение относитс  к области цифровой вычислительной техники и может быть использовано при создании. специализированных вычислительных устройств дл  спектрального анализа процессов и сигналов, вычислительно-моделирующих комплексов дл  испытаний изделий на внешние воздействи , навигационных и радиолокационных систем cлeжieни  и обнаружени , а также в системах распознавани  и идентификации образов.

Известные устройства по принципу представлени  сигналов и процессов в спевдгральной области можно разделить на две группы: устройства , принцип работы которых основан на разложении сигналов в системе функций Уолша 1 и устройства, работающие в системе тригонометрических функций 2.

Однако существенным недостатком первых устройств  вл етс  нетшшчность формируемой спектральной характеристики, t.e. она отличаетс  от той же характеристики в системе тригонометрических функций. Это затруд, а зачастую и исключает использование таких устройств дл  решени  некоторых задач.

Таким образом; наиболее актуальной задачей практического спектрального анализа  вл етс  повыщение быстродействи  получени  спектральных характеристик сигналов. в системе тригонометрических функций.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению (прототипом)  вл етс  устройство 12, содержащее блок вычислени  коррел ционной функции, сумматор, два переключател , блок пам ти, блок вычислени  спектра

10 мощности Фурье, счетчик, триггер и соответствующие св зи. Данное устройство обеспечивает вь1числение спектра мощности Фурье через коррел ционную функцшо.

Основным недостатком его  вл етс  низкое

15 быстродействие, обусловленное прежде всего принципом работы, лоложенньт в его основу. Устройство принципиально не позвол ет реа- лизовать схему вь1числений спектра мощности Фурье через спектр мощности Уолша.

20

Устранение этого недостатка требует значительных затрат аппаратных средств, что повышает стоимость,оборудовани , габаритов, энергозатрат , даже с применением современной элементной базы. Есть р д задач, дл  решени  которых не приемлемы известные устройства и требуютс  специальные меры по распараллеливанию процесса вычислений.

Второй недостаток заключаетс  в том, что устройство не позвол ет решить р д задач в услови х, когда исходный (анализируемый) процесс недоступен дл  анализа, но его характеристики известны априори и заданы в виде спектра мощности в одной из базисных систем функций.

Примером таких объектов могут быть летательные аппарать, сейсмические объекты, и т.д., дл  которых .целесообразно не записывать анализируемый процесс с последующей передачей по каналам сй зи на пункты обработки, а обрабатывать его по мере поступлени . Дл  объектов, работающих в реальном масштабе времени така  обработка может быть эффективно проведена в системе функций Уолша С другой стороны, известна тенденци  синтеза устройств, обработки информации в системе функций Уолша, настройка, управление которых затруднительны в св зи с необходимостью получени  спектральных характеристик Уолша, при этом априори известны те же характеристики в системе тригонометрических функций. Решение задачи настройки таких устройств . по Известным спектральным характеристикам в системе тригонометрических функций существенно расширило бы область применени  и эффективность их использовани .

Третий недостаток обусловлен тем, что известные устройства, реализованные по наиболее эффективным методам быстрых преобразований , не обеспечивают вычисление отдельных, заданных и существенных при решении конкретной задачи компонент (коэффициентов) спектра мощности Фурье или Уолша, что привдит к необходимости заранее на этапе проектировани  вносить аппаратурную избыточность.

Целью изобретени   вл етс  расширение класса решаемых задач и повышение быстродействи . Дл  достижени  поставленной цели в устройство, содержащее счетчик, первый блок пам ти, коммутатор, первьш триггер, сумматор, при этом выход счетчика соединен с первым входом первого блока пам ти, второй вход которого  вл етс  первым входом устройства, первый вход коммутатора  вл етс  вторым входом устройства, а выход сумматора  вл етс  выходом устройства, введены регистр, дешифратор, два блока формировани  дополнительного кода, второй и третий блоки пам ти, второй триггер, блок умножени , элемент И, элемент ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом второго блока паШтй , вход которого подключен к первому выходу коммутатора, второй вход которого

соединен с первым выходом первого блока формировани  дополнительного кода, второй Выход которого соединен с первым входом элемента И, выход которого соединен с третьим входом коммутатора, второй выход которого . подключен ко входу третьего блока пам ти, выход котброго соединен со вторым входом элемента ИЛИ, выход которого подключен к первому входу блока умножени , выход которого подключен ко входу сумматора, первый выхЬд регистра подключен ко входу дешифратора и первому входу второго блока формировани  дополнительного кода, первый выход которого соединен со вторым входом элемента И, второй выход регистра соединен со входом первого триггера, выход которого подключен к первому входу первого блока формиро )вани  дополнительного кода и второму входу второго блока формировани  дополнительного кода, второй выход которого соедине с четвертым входом коммутатора, выход децшфратора соединен со входом счетчика, выход которого соединен со вторым входом первого блока формировани  дополнительного кода , а вход регистра  вл етс  третьим входом устройства, при этом выход первого блока пам ти соединен со вторым входом блока умножени .

На чертеже представлена структурна  схема устройства.

Устройство содержит регистр 1, дешифратор 2, счетчик 3, первый 4 и второй 5 триггеры, первый 6 и второй 7 блоки формировани  . дополнительного кода, элементы И 8, коммутатЬр 9, первый 10, второй 11 и третий 12 блоки пам ти, элемент 13 ИЛИ, блок 14 умножени , сумматор 15.

Рассмотрим основные функции, выполн емые каждым из структурных элементов устройства.

Регистр 1 предназначен дл  приема и хранени  двоичного кода С|у к-л--- номера С вычисл емого коэффициента спектра мощности (при а --Y ,,а.--, N1-2.--1 - номер коэффициента спектра мощности Уолша, при а-1,,...Н|й-1 - номер коэффициента спектра мощности Фурье). . Разр дность регистра 1 опрёделйетс  максимальным номером пересчитываемых коэффициентов и равна vnt ogrt тое N количество отсчетов анализируемого процесса. Младшие разр ды регистра 1 образуют первый его выход, а старший )7i -ый разр д CIjTi передаетс  на второй выход. В процессе функционировани  устройства номер вычисл емой спектральной, компоненты  вл етс  также и номером цикла работы устройства.

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР N 5907Ы, кл. G 06 F 15/34, 1978.

2.Авторское свидетельство СССР № 532100, кл. G Об F 15/34, 1976.