SU894718A1 - Устройство дл вычислени коэффициентов фурье - Google Patents

Description

(5) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТОВ

ФУРЬЕ

I

Изобретение относитс  к вычислительной технике и может быть использовано дл  вычислени  коэффициентов Фурье - преобразовани  последовательности цифровых отсчетов сигнала.

Известны устройства,использующие способы определени  коэффициентов Фурье преобразовани ;,основанные на пропускании сигнала через фильтр или методом быстрого преобразовани  Фурье 13

Недостатками известного устройства  вл ютс  относительно высокие затраты оборудовани  и низкое ыстродействие , обусловленные сложной продедурой получени  действительных И мнимых коэффициентов Фурье.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности  вл етс  устройство дл  вычислени  коэффициентов Фурье .

Дл  вычислени  коэффициентов Фурье известное устройство требует выполнени  сложных вычислительных

.процедур, что приводит к низкому быстродействию и значительным аппаратурным затратам. Кроме того, известное устройство имеет ограниченные функциональные возможности.Оно не обеспечивает получени  всех коэффициентов Фурье: действительного, мнимого , модул  и фазы, а также не позвол ет одновременно получить коррел ционные характеристики исследуемо10 го сигнала.

Цель изобретени  -уменьшение затрат оборудовани  и повышение быстродействи .

Поставленна  цель достигаетс 

15 тем, что в устройство дл  вычислени  коэффициентов Фурье, содержащее фильтр, блок формировани  опорного сигнала и блок управлени , вход которого соединён с первым выходом бло20 ка формировани  опорного сигнала, вход которого  вл етс  входом настройки устройства, информационный вход устройства соединен с информационным входом фильтра, дополнительно введены два сумматора и два умножител , причем информационный вход устройства соединен с первыми входами сумматоров, выходы которых соединемы с первыми информационными входами соответствующих умножителей, выходы которых  вл ютс  первым и вторым выходами устройства, второй и третий выходы блока формировани  опорного сигнала соединены соответственно со вторыми входами первого и второго сумматоров, второй выход блока управлени  соединен со входами синхронизации умножителей, вторые инфорМационные входы которых подключены к выходу фильтра,

На фиг. 1 приведена структурна  схема устройства; на фиг, 2 - блок уп|Эавлени ,

Устройство содержит фильтр 1, блок 2 формировани  опорного сигнала , блок 3 управлени ,два сумматора k и.5, два умножител  6 и 7. Блок 2 формировани  опорного сигнала со держит генератор 8 опорных сигналов, управл емый делитель 9 и двухразр дный распределитель 10 импульсов.

Кроме того ка схеме обозначены вход 11 устройства, выходы 12 и 13, а также входы 1 делител  9Блок 3 управпени  содержит генератор 15, дел4/зтель 16,счетчик 17 и регистр .18,.

В качестве блоков и 5 в частном случае могут быть использованы коррел ционные счетчики, в качестве фильтра - фильтр с аналоговым выходом, а в качестве умножителей - цифроаналоговые преобразователи.

Устройство дл  вычислени  коэффициентов Фурье-преобразовани  работает следующим образом,

Входной сигнал подаетс  на вход 11 устройства. Генератор опорного сигнала 7 обеспечивает получение дву сигналов, сдвинутых по фазе на К12, и управл ющего сигнала дл  запуска блока 3 управлени . В случае выполнени  сумматоров 4 и 5 дл  вычислени  коррел ционных функций на коррел ционных счетчиках, в качестве сигналов, сдвинутых на , можно использовать логические сигналы. При этом генератор 8 обеспечивает на. своем выходе формирование импульсов с посто нной частотой.Дл  получени  требуемой частоты импульсов , св занной с частотой исследуе

МОИ гармоники входного сигнала, импульсы с выхода генератора 8 пропускают через управл емый делитель 9, на управл ющие входы которого подаетс  код, характеризующий частоту исследуемой гармоники. Дл  перестройки устройства на другую частот код, задаваемый на входы И, может измен тьс . Импульсы с выхода делител  9, имеющие частоту, в посто нное число раз превышающую заданную частоту исследуемой гармонической составл ющей,, поступают на зходы блока 3 управлени  и узла 10, формирующего опорные сигналы,в качестве которого дл  данного конкретного случа  можно использовать двухразр дный распределитель,на выходах которого логические.сигналы сдвинуты на четверть периода. Этими сигналами управл ютс  сумматоры и 5 дл  вычислени  коррел ционных функций, выполненные на коррел ционных счетчиках , которые а зависимости от значени  этих управл ющих сигналов и знака входного сигнала прибавл ют (или вычитают) единицу на каждом из отсчетов к величине, зафиксированной счетчиком Таким образом, на выходе сумматоров 4 и 5 информационные сигналы представл ют собой коэффициенты коррл ции исследуемого сигнала с двум  опорными сигналами, сдвинутыми на Ttjz, 3 случае использовани  коррел ционных счетчиков эти информационные сигналы имеют форму цифрового кода, подаваемого на цифровые входы умножающих цифроаналоговых преобразователей , используемых в качестве умножителей 6 и 7, На аналоговые входы в этом случае подаетс  сигнал с выхода фильтра, представл ющий собой значение модул  гармонической составл ющей, выдел емой фильтром 1 из исследуемого сигнала, поданного на вход 11, Настройка фильтра на требуемую частоту осуществл етс .. сигналом, подаваемым на управл ющий вход фильтра 1 от блока 3 управлени  3, в котором он формируетс  из сигналов, подаваемых на вход этого блока от блока 2 формировани  опорного сигнала. Кроме того, в моменты , конда требуетс  получение входной информации,.блок 3 управлени  формирует разрешающий сигнал, подаваемый на управл ющие входы умножителей б и 7, которые по этому сигналу обеспечивают проведение oneрации умножени  коэффициентов коррел ции , полученных сумматорами и 5 коррел ционных функций, на модуль , получаемый на выходе фильтра 1 Таким образом, на выходах 12 и 13 формируютс  сигналы, представл ющие собой мнимый и действительный коэффициенты Фурье-преобразовани . Одновременно на выходе фильтра 1 формируетс  сигнал, характеризующий модуль составл ющей, а на выходах сумматоров 4 и 5 коррел ционных функций сигналы соответствуют коэффициентам коррел ции исследуемого и опорного сигналов, т.е. характеризуют фазовые соотношени  между этими сигналами.

Таким образом, предлагаемый способ и устройство дл  его реализации позвол ют получить модуль,действительный и мнимый коэффициенты Фурье, а также коэффициент коррел ции исследуемого сигнала относительно опорного при. относительно высоком быстродействии и сравнительно низких агшаратурных затратах.

Claims (2)

1.Патент Японии № 50-3б5 6, кл. 97/8/ Е2,кл. G Об G 7/19, опублик. 1969.

2.Патент Японии № 50-365 7, к.п.97/8/ Е2, кл. G Об G 7/19, опублик. 1Эб9 (прототип).

110

11

fS

Фиг. 1

К умножител м 6и 7

На ynpa8jiJ}HJU4uu 6x0$ фмльтра

i i