SU949534A1 - Цифровой анализатор спектра - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике и может быть использовано в устройствах дл  вычислени  коррел ционных функций детерминированных и случайных процессов .

Наиболее близким техническим решением  вл етс  анализатор, содержащий аналого-цифровой преобразователь, вычитатель, блок управлени  и измерительные каналы с цифровыми рекурсивными фильтрами,1.

Однако их быстродействие и точность  вл ютс  недостаточными из-за сложности арифметических устройств и большого объема пам ти.

Цель изобретени  - повышение быстродействи  и точности анализа.

Эта цель достигаетс  тем, что в цифровой анализатор спектра, содержащий последовательно соединенные ограничитель, аналого-цифровой преобразователь и оперативно-запоминакицее устройство, а также блок управлени , св занный с вторыми входами указанных блоков, за исключением ограничитев , и п каналов измерени , каждый из которых содержит регистр хранени  и выдачи кода, дополнительно введены вычитатель, в первый

канал измерени  - румматор и регистр, а во все другие каналы сумматор и умножитель,при этом-вычитатель включен между выходом аналого-цифрового преобразовател  и объединенными входами сумматоров всех каналов, выход сумматора первого канала подключен к входу регистра, выход которого через регистр хранени  и выдачи кода соединен с вторым входом сумматора, выходы сумматоров других каналов подключены ко входам своих умножителей , выходы которых также через регистры хранени  и выдачи кодов соединены с вторыми входами сумматоров, а выходы блока управлени  св заны с управл ющими входами всех регистров хранени  и выдачи кодов, умножителей и регистра nepBot-o канала.

На чертеже представлена структурна  схема анализатора.

Анализатор содержит ограничитель 1, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 2, блок 3 управлени , оперативно-запоминающее устройство (ОЗУ) 4, вычитатель 5, сумматоры 6, регистры 7 хранени  и выдачи кода, умножители 8 и регистр 9.

Работа анализатора основана на использовании числового базиса ФермаРейдера с корнем из единицы пор дка N 2, п - целое, равным 2. Это достигаетс  заменой арифметических устройств, выполн ющих комплексные операции сложени  и умножени  на арифметические устройства, выполн ю- 5 щие арифметические операции по модулю чисел Ферма с корнем N-ой степени из единицы, равным 2, и заменой комплексных  чеек пам ти на обычные  чейки оперативной пам ти с полным Ю исключением посто нной пам ти.

Анализатор работает следующим образом .

Исследуемый сигнет поступает на вход ограничител  1. Ограничитель 1 5 необходим дл  получени  однозначного представлени  по амплитуде результата вычислени  коррел ции. С выхода ограничител  1 сигнал подаетс  на вход аналого-цифрового преобразова- 20 тел  (АЦП) 2, который обеспечивает представление отсчетов исследуемого сигнала в цифровой форме как целых чисел по модулю М. АЦП 2 синхронизируетс  импульсами с выхода блока 3 25 управлени . После прихода каждого синхронизирующего импульса на выходе АЦП 2 формируетс  код очередного отсчета исследуемого сигнала, представленного в виде целого числа по ЗО модулю М, который поступает в оперативно-запоминаемое устройство ОЗУ 4 дл  записи в первую  чейку пам ти и одновременно на вход уменьшаемого вычитател 5 . На вход вычитаемого вы- 35 читател  5 в это же врем  подаетс  с выхода считывани  (из N-ой  чейки) ОЗУ код отсчета, задержанного на N. ОЗУ 4 выполн ет роль цифровой линии задержки и имеет N одинаковых  чеек . пам ти, соединенных последовательно так, что образуетс  стековое запоминающее устройство. Дл  управлени  записью и считыванием в ОЗУ подаютс  импульсы синхронизации от блока 3 управлени . Код результата вычитаНИН . по модулю М с выхода вычитател 

5одновременно подаетс  на сумматоры

6по модулю М всех N каналов, На второй вход сумматоров б в это же врем  поступает код числа с выхода 50 считывани  регистра 7. Дл  выдачи этого кода на вхоД управлени  регистра 7 подаютс  импульсы синхронизации

с выхода блока 3 управлени . Во всех каналах, кроме первого, после сумма- 55 тора 6 включаетс  умножитель по моулю М, который обеспечивает умножение числа, поступающего с выхода сумматора 6, на соответствук цую ноеру канала отрицательную степень д исла 2 по модулю М, а именно на

(niod М) (modM) , где i 1,2,3,. ...N-1 Н4 единицу, меньше номера даного канала. Умножитель 8 второго анала обеспечивает умножение по , 65

модулю М на , а умножитель 8 N-ro канала соответственно на J 5 2 . Дл  умножени  на степени 2 по модулю М Необходимо выполнить сдвиг вправо в регистре двойной длины на число разр дов, равное целому показателю степени, если он отрицательный , или влево на такое же число разр дов, если показатель степени положительный. После сдвига необходимо выполнить вычитание по модулю М содержимого младших разр дов и содержимого старших разр дов регистра или наоборот, если показател степени положительный. Дл  выполнени  операции сдвига и вычитани  умножители 8 по модулю М синхронизируютс  блоком 3 управлени . Результат умножени  с выхода умножителей считываетс  и записываетс  в регистры 7, а также поступает на выход соответствующего канала. В первом канале код результата на выход канала и регистр 7 подаетс  через аналогичный регистр 9 с выхода сумматора б. Дл  записи на управл ющий вхо регистров 7 подаютс  импульсы от блока 3 управлени . Эти импульсы запаздывают относительно импульсов синхронизации АЦП 2, по крайней мере , на врем  выполнени  операции умножени  по модулю М дл  самого большого сдвига на N-1 разр дов (умножение на 2-( .

Использование вместо арифметических устройств, выполн ющих комплексные операции сложени  и умножени  арифметических устройств 5-9 по модулю чисел Ферма с корнем из единицы пор дка N, равным 2, позвол ет упростить анализатор скольз - щего спектра, увеличить его быст.родействие и точность. Последнее достигаетс  за счет исключени  шумов квантовани  арифметических операций при выполнении их по модулю М. .

Claims (1)

1. Оботнин А.Н., Страшнин Е,Э. Алгоритмы определени  скольз щего спектра. - Автометри , М., 1975, . 1, с.30-36,

вход