Устройство для анализа мгновенного спектра

 

Устройство для анализа мгновенного спектра относится к средствам вычислительной техники и может быть использовано при решении задач корреляционной обработки информации и спектрального анализа снгнгшов. Целью изобретения является снижение аппаратурных затрат и повышение быстродействия j достигаемое тем, что все вычисления выполняются в целых числах с помощью операций сдвига и сложения. Поставленная цель достигается тем, что в уст|)ойство введены умножитель на число два в отрицательной целой степени, сумматор по модулю числа Ферма, счетчик числа гармоник и счетчик числа отсчетов. 1 ил. а ю (Л ю со NPik 00 4i 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (gg 4 С 06 F 15/332

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЙ

«»

Н А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3826366/24-24 (22) 17.12.84 ,(46) 30.05.86. Бюл. У 20 (71) Винницкий политехнический институт (72) В. С. Осадчук, В. А. Гикавый и И. Д. Прокопов (53) 681.333(088.8) (56) Цифровой анализатор спектра

So1ar troп 1510. Техническое описание, 1978.

Авторское свидетельство СССР

9 932419, кл. G 01 R 23/00, G 06 F 15/332, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АНАЛИЗА МГНОВЕННОГО СПЕКТРА

„„SU„„1234S48 А 1 (57) Устройство для анализа мгновенного спектра относится к средствам вычислительной техники и может быть использовано при решении задач корре" ляционной обработки информации и спе ктрального анализа сигналов. Целью изобретения является снижение аппаратурных затрат и повышение быстродействия> достигаемое тем, что все вычисления выполняются в целых числах с помощью операций сдвига и сложения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены умножитель на число два в отрицательной целой степени, сумматор по модулю числа

Ферма, счетчик числа гармоник и счетчик числа отсчетов. 1 ил. значение и-го спектраль ного коэффициента прк

m-м отсчете; значение и-го спектраль" ного коэффициента при (m-1}-м отсчете; вновь поступивиий от счет исследуемого сиг нала; задержанный отсчет ис" следуемого сигнала; чксло отсчетов исследу-: емого сигнала; S „(m-1) V(m-n) I,I и: .19111 п

Цель изобретения — снижение аппа-. ратурных затрат „повы1пенке быс rpnjIeAствия и точности.

На чертеже приведена структурная схема устрОйства для анализа мгновевного спектра.

Устройство содержит аналого.-цифровой преобразователь (ЛЦП) 1, Ila вход которого поступает исследуемь1й сигнал U(m) . Выход ЛЦП 1 подключен к сумматору 2 и блоку 3 оперативной памяти, предназначенному для хране-ния задержанных отсчетов входнс>гг1 сигнала U(m-т, выход блока 3 являет. ся вторым входом сумматора 2, форми-. рующего разность входного к задержанного отсчетов U(m) . Выход сумматора 2 через первый регистр ч поступа-" ет на первый вхоц сумматора 5 г1О модулю числа Ферма (сумматор по мод.

Р }, проводящего суммирование чисел по модулю целого числа Ферма, Bостулающих на его второй вход через Bто-= рой регистр 6 с выхода второго блока

7 оперативной памяти, пред1лаэнлченного для хранения вычисляемых значений

8,, на нхол кОторого пОступают числа с выхода умкожителя 8 на число два в

1 123

Изобретение относится к вычисли=тельной технике и может быть исполь= зовано в устройствах для вычисления корреляционных функций детерминированных и случайных процессов, а также в устройс гвах цифровой корреляционной фильтрации, Используемое прк спектральном ана"лизе корректирующее преобразование

"скользящего Окна" спектральной Оценки на частоте и-й гармоники имеет вид

4848 2 стрицательной целой степени (умножитель на 2") через четвертый регистр

9. В умножителе 8 на число два в отрицательной целой степени производится умножение чисел, поступающих иэ третьего регистра 10 на степень 2 к где число к передается с первого выхода счетчика 11 числа гармоник, вход которогс соединен с выходом де1О лителя 12 частоты, вход которого соединен с генератором 13 тактовых импульсов, Осуществляющих вместе со счетчиком 14 числа отсчетов, вход

IoTopoT соепинен с вторым выходом счетчика 11 числа гармоник, управлеi1к е в с t! и О у с т j) О Ac TB а .

Устройство работает слецующим образом.

Янализатор реализует вычислитель20 ный проце1 с, аналогичный формуле (1)

-12ßí

При этом только W = е, применяемое в дискретном преобразовании Фурье (ДПФ), заменяемом на целое 1 порядка N, 25 Формулу (1; можно записать в виде где - и> означает и по модулю N .

Совокупность блоков 11-13, скнхроЗО

«изкрующкх работу устройства, вырабать1вает тактовые импульсы так, что смена информации в аналого-цифровом преобразователе, сумматоре 2, блоке

3 GriåðàTHBíolii памяти к первом реги35 стра 4 происходит в и раз реже, чем

13 остальных блоках, где в — число вычисляемых коэффициентов.

Обрабатываемые чксла в устройстВр Г1редставляются в тэиде целых чисел га модулю 1 „, где F = 2 + 1

«IHcJ:::o Ферма. 11ксло ячеек оперативной .1 i!

1 амя rll N = 2, разрядность Ь = 2

Г подачей на вход устройства знач ения исследуемой функции U i,m} 11 сигнала г!ачало Ц вырабатываются управляющ1ле импульсы с выхода генератора

13 тактовых импульсов (ТИ) и делителя

12 частоты, счетчика 1А числа отсчетов, необходимые для синхронизации работы усгройства, Каждый импульс 11 числа гармопкк производит запись приращения отсчета (U(m)-U(m-т ) в первый регистр 4, в блок 3 оперативной памяти записывается значение от счета U(m,, и на er o выходе появляется значенле отсчета U(и-N+1) = A.

Аналого-цифровой преобразователь вырабатывает код нового отсчета U(m +

1234848

5 !

0 !

20

Формула

+ 1) = В и подаеr его на вход сумма" тора 2 и в блок 3. На второй вход сумматора 2 с выхода первого блока

3 оперативной памяти подано значение

А. Сумматор 2 производит вычитание

В-А и результат подается на информационный вход первого регистра 4. В таком состоянии аналого-цифровой преобразователь 1, сумматор 2 и первый блок 3 оперативной памяти остаются до прихода следующего импульса счетчика 11 числа гармоник, который записывает следующую разность в первый регистр 41и последовательность операций повторяется.

Выход первого регистра 4 подается на первый вход сумматора 5 по модулю целого числа Ферма, на второй вход которого подаются последовательно с выхода второго блока 7 оперативной памяти через второй регистр 6 значения Sп(m-1 коэффициентов, хранимых в блоке ?. Полученная таким образом сумма (Бп(в-1)+(U(m)-U(m- пД) для окончания вычисления по формуле (2) должна быть умножена на 2 ", где и— номер исследуемой гармоники. Числа и генерируются в каждом цикле с постоянным входным отсчетом счетчиком

11 числа гармоник.

Умножение на 2 "производится загрузкой данных в регистр удвоенной длины, начиная с регистра высоких порядков, заполнения нулями регистра низких порядков, сдвиге содержимого регистра удвоенной длины на и разрядов вправо и вычитании содержимого регистра высоких порядков по модулю целого числа Ферма из регистра низкого порядка. Операции сдвига и вычитания в умножителе на числа два в отрицательной целой степени синхронизируются импульсами с делителя 12 частоты. изобретения

Устройство для анализа мгновенного спектра, содержащее сумматор, регистры, блоки оперативной памяти, генератор тактовых импульсов, делитель частоты и аналого-цифровой преобразователь, информационный вход которого является информационным входом устройства, выход аналого-цифрового преобразователя подключен к информационному входу первого блока оперативной памяти и первому входу сумматора, выход сумматора подключен к информационному входу первого регистра, второй вход сумматора подклю" чен к выходу первого блока оперативной памяти, вход делителя частоты подключен к выходу генератора тактовых импульсов, а выход делителя частоты подключен к тактовым входам второго, третьего регистров и второго блока оперативной памяти, выход третьего регистра является выходом устройства и подключен к информационному входу второго блока оперативной памяти, выход которого подключен к информационному входу второго регистра, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия и точности, в устройство введены умножитель на число два в отрицательной целой степени, счетчик числа гармоник, счетчик числа отсчетов и сумматор по модулю числа Ферма, первый и второй входы которого подключены к выходам соответственно первого и второго регистров, а выход сумматора по модулю числа Ферма подключен к информационному входу четвертого регистра, выход которого подключен к информационному входу умножителя на число два в отрицательной целой степени, выход делителя частоты подключен к синхронизирующему входу умножителя на число два в отрицательной целой степени и через счетчик числа гармоник к тактовым входам аналогоцифрового преобразователя, первого блока оперативной памяти, первого регистра и умножителя на число два в отрицательной целой степени, тактирующий вход умножителя на число два в отрицательной целой степени подключен к выходу генератора тактовых импульсов, вход запуска устройства подключен к входам запуска аналогоцифрового преобразователя и генератора тактовых импульсов, а выход останова устройства подключен к входу останова генератора тактовых импульсов и входу блокировки счетчика числа отсчетов.

1234848

Составитель В. Орлов

Редактор E. Копча Техред И.Попович Корректор С. Шекмар

Тираж 671 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб. д. 4/5

Заказ 2987/52

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. проектная, 4