Анализатор спектра фурье
Изобретение относится к измерительной и вычислительной технике и может быть использовано для вычисления спектра Фурье случайных и регулярных сигналов. Цель изобретения - повышение,точности вычисления спектральных коэффициентов - достига:ется тем, что Устройство имеет в своем составе интегратор, аналого-цифровой преобразователь, анализатор спектра Уолша, два блока регистров, блок элементов НЕ, умножитель и блок постоянной памяти коэффициентов. I ил.
А1
I (19) (111
СОЮЗ СОВЕТСКИХ . СО(„1ИАЛИСТИ ЕСНИХ
РЕСПУБЛИК (594 С 06 F 15 332
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, К A 5TOPCKOMV СИ ЩЕТВЪСТВУ:
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ- КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTPN
l (2) ) 3808274/24-24 (22) 01. 11.84, (46) 15.06.86. Бюл. У 22 (72) Валерий Ф. Авраменко и Валентин Ф. Авраменко (53) 381.32(088.8) (56) Kitai R., Renyi Т., Vajta F.
Using a Microprocessor in а Wa)shFeurier spectral analухез. IEEE
Tanssctions on Computers, 1976 r, April, 27-32.
Авторское свидетельство СССР
11 800994, кл. G 06 F 15/31, 1981. (54) АНАЛИЗАТОР СПЕКТРА ФУРЬЕ (57) Изобретение относится к измерительной и вычислительной технике и может быть использовано для вычисления спектра Фурье случайных и регулярных сигналов. Цель изобретения— повышение точности вычисления спектральных коэффициентов — достигается тем, что устройство имеет в своем составе ийтегратор, аналого-цифровой преобразователь, анализатор спектра
Уолша, два блока регистров, блок элементов НЕ, умиожитель и блок постоянной памяти "коэффициентов. 1ил.
1238102 2 и его интегрирование на (О,Т) получают систему равенств т с„° х®И. ч, (4) 20 ч с, -с .ч())(,,(5) Ф
Изобретение относится к измерительной.и вычислительной технике и может быть использовано для вычисления спектра Фурье случайных и регулярных сигналов.
Цель, изобретения — повышение точ- ности. вычисления спектральных коэффициентов Фурье от исследуемого сигнала.
Сущность изобретения заключается в следующем.
Для увеличения точности вычисления спектральных коэффициентов Фурье: необходимо производить разложение исследуемого сигнала в базисе интег-. ральных функций Уолша. При этом из" бранный способ разложения сигнала по интегральным функциям Уолша должен быть таким, чтобы он не приводил к существенному усложнению конструкции анализатора спектра Фурье. В связи с этим задачу поиска избранного способа разложения сигнала по интегральным функциям Уолша формулируют как задачу преобразования исходного сигнала х(й) в некоторый другой сигнал y(t), спектральное разложение которого по обычным функциям Уолша было бы эквивалентно разложению ис.следуемого сигнала x(t) по интегральным функциям Уолша на одном и том же интервале их определения (О, Т), т.е. qp известному сигналу х(t), определенному на интервале времени (О,Т), разыскивается такой сигнал
y(t), заданный на том же интервале определения (О,Т), что заведомо выполняется система равенства т т
fV(C) VV;(t) Jt Jt(C) V;(t)È,, () о
О
i 1,2.....,, К» 1; N 2; m 2,3...,,,п где v1(t} и W;(t) — соответственно
i-ый интегральный и обычный сигналы
Уолша, которые удовлетворяют известному соотношению ч(М= w;(4) Jt (2)
f(i 1 »2..., N-1), Покажем, что такой сигнал существует и определяется через известный сигнал с помощью интегрального равенства
V (t)- f1(C) gt. о (3)
Осуществив взятие дифференциала от произведения функций »1 =y(t). v>(t)J т т (; (v) - t; (t) = f V (C) V; (C) Á f V (tl у ; (t) kt
О
i 1, 2...;, N-l, из которой, считая, что v; (t) W; (t) в соответствии с (2) и что у (x}=x(t) и v; (о)нн ч;(Т) О (свойство интегральных фуйкций Уолша), легко получить известные равенства (1) и (3).
При этом учитывая, что ч„ (й) = 1 на (О,Т), выражение для нулевого коэффициента интегрального преобразования Уолша от исследуемого сигнала
x(t) имеет вид
Таким образом, наряду с (4), окончательно имеем следующую систему ра- венств-для соответствующих спект25 ральных коэффициентов
30 1=1,2, ..., N 1, )1 ч где Сч., С),. — соответственно спект-.
1 1 ральные коэффициенты интегрального и обычного преобразований Уолша от сигналов x(t) и y(t) на временном
35 интервале (O,t), где V(t)=ft(t)dt. о
Анализ равенств (1), (3), (4) и .(5) позволяет сделать следующий вы40 воД, Для определения спектральных коэффициентов интегрального преобразования Уелша от входного сигнала х(й), заданного на временном интервале (О,Т), нет необходимости использовать способ т р,",.Jt(t) V;(t) dt, О
50 основанный на задании интегральных функций Уолша, ввиду сложности его технической реализации. Для решения поставленной задачи целесообразно использовать предлагаемый способ, в соответствии C которьм осуществляется вычисление спектральных коэффициентов преобразования в базисе обычных функций Уолша от входного сигназ 1238102 4 ла, подвергнутого предварительному чение сигнала при t=T снимаемое с интегрированию и инвертированию на выхода аналого-цифрового преобразозаданном. временном интервале (О,Т) . вателя 2, является нулевым коэффициПри этом в соответствии с равенства- . ентом интегрального преобразования. ми (1), (3), (5) и (6) достигается
;равенствб всех N-1 спектральных коэффи- Коэффициенты интегрального преобциентов интегрального и обычного пре- разования от входного сигнала z(t), образований Уолша от соответствую- снимаемые с выходов устройств 2 и 4, щих сигналов z(t) и y(t), заданных поступают в первый блох 5 регистров. на интервале (О,Т) . Нулевой коэффи- 10 В умножителе 6 производится вычислециент интегрального преобразования ние спектральных коэффициентов Фурье
Уолша в соответствии с равенством путем умножения полученных в блоке (4) снимается непосредственно с вы- регистров 5 интегральных коэффицихода интегратора при достижении ра- .ентов Холша на спектральную матривенства t=T. цу преобразований, поступающую с
Преимуществом предлагаемого спо- входа 7. Вычисленные таким образом соба вычисления спектра сигнала no . коэффициенты преобразования Фурье интегральным функциям Уолша являет- поступают для хранения во второй .ся то, что для своей реализации он . блок 8 регистров. не требует генерирования интеграль- 10 ных функций Уолша, за счет которых Формула изобретения производится существенное усложнение конструкции анализатора спектра Фу- Анализатор спектра Фурье, содеррье. жащий аналого-цифровой преобраэоваНа чертеже изображен анализатор Ы тель, анализатор спектра Уолша, выспектра Фурье. ход которого подключен к информациАнализатор содержит интегратор 1, онному входу первого блока регистаналого-цифровой преобразователь 2, ров, выход которого подключен к п6рблок элементов НЕ 3, анализатор 4 вому входу умножителя, выход котороспектра Уолша, первый блок 5 регист- 30 ro подключен к информационному входу ров, умножитель 6, вход 7 задания второго блока. регистров, выход котокоэффициента, второй блок 8 регист- рого является информационным выходом ров. .анализатора, а второй вход умножителя
Анализатор спектра Фурье функцио- является входом задания коэффициеннирует следующим образом. 35 тов анализа ора. о т л и ч а ю щ и и
У
На вход анализатора спектра Фурье с я тем, что, с целью повышения
-подается исследуемый сигнал x(t) на: точности, в него введены блок элеменинтервале времени (О,Т), который ин- тов НЕ и интегратор, выход которого тегрируется интегратором 1 и оцифро- подключен к информационному входу вывается аналого-цифровым преобразо- аналого-цифрового преобразователя, вателем 2. Полученные цифровые зна- выход которого подключен к информа.чения проинтегрированного входного ционному входу первого регистра блосигнала инвертируются блоком 3 и по- i ка регистров н входу блока элеменступают длявычисления спектральных .. тов НЕ, выход которого подключен к коэффициентов сигнала по интеграль- <> входу анализатора спектра Уолша, а ным функциям Уолша в цифровой анали- вход интегратора является информацизатор спектр@ Уолша 4. При этом зна- онным входом анализатора.
1238102
Составитель А. Баранов
Редактор С. Лисина . Техред Я,Бонкало Корректор Л. Пилипенко
Закаэ 3294/51 Тираж 671 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Проиэводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4
