Устройство для вычисления спектра сигналов

 

Изобретение относится к анализаторам частотного спектра сигналов и может быть использовано для обработки сигналов. Цель изобретения - упрощение устройства. Поставленная цель достигается за счет того, что в состав устройства входят аналого-цифровой преобразователь 1, блок регистров 2, генераторы синусных и косинусных функций 3 и 4, умножители 5 и 6, интеграторы 7 и 8, функциональный преобразователь 9 вида K/NVX--fY (rfle К - константа, N - размер преобразования), аналого-цифровой преобразователь 10, генератор тактовых импульсов 11, синхронизатор 12, коммутатор 13 и соответствующие связи между узлами устройства . 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5в 4 G 06 F 15/332 е

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2к

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4130311 /24-24 (22) 08.10.86 (46) 23.03.88. Бюл. ¹ 11 (72) -Н. Ю. Линченко (53) 681.32(088.87 (56) Рабанер Л., Гоулд Б. Теория и примение цифровой обработки сигналов.

М.: Мир, 1978.

Авторское свидетельство СССР № 1223248, кл. G 06 F 15/332, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ

СП Е КТРА СИ Г НАЛ ОВ (57) Изобретение относится к анализаторам частотного спектра сигналов и может

„, SU„„1383392 А1 быть использовано для обработки сигналов.

Цель изобретения — упрощение устройства.

Поставленная цель достигается за счет того, что в состав устройства входят аналого-цифровой преобразователь 1, блок регистров 2, генераторы синусных и косинусных функций

3 и 4, умножители 5 и 6, интеграторы 7 и 8, фуикоаоиальпиый преобрааоваеель 9 вида

К/1%/ X- +Y (где К вЂ” константа, N — размер преобразования), аналого-цифровой пре образователь 10, генератор тактовых импульсов 11, синхронизатор 12, коммутатор 13 и соответствующие связи между узлами устройства, 1 ил.

1383392

Изобретение относится к анализаторам частотного спектра сигналов и может быть использовано для обработки сигналов.

Цель изобретения — упрощение устройства за счет увеличения верхней граничной частоты анализируемого .спектра.

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Устройство содержит входной аналогоцифровой преобразователь (АЦП) 1, блок 2 регистров памяти (входных отсчетов), генераторы синусных 3 и косинусных 4 функций, умножители 5 и 6, интеграторы 7 и 8, функциональный преобразователь 9 вида

h(— K /X +Y (где Х вЂ” разность сигналов по входам «Вх.4» и «Вх,2»; Y — сумма сигналов по входам «Вх.1» и «Вх.3»), выходной

АЦП 10, генератор 11 тактовых импульсов (ГТИ), синхронизатор 12 и коммутатор 13.

Устройство работает следующим образом.

По сигналу «Запуск», поступающему на синхронизатор 12, обнуляются интеграторы 7 и 8 и разрешается запоминание выборок входного сигнала Usx с АЦП 1 в блок 2 регистров входных отсчетов. Одновременно синхронизатор 12 подключает через коммутатор 13 входной сигнал 1Л- к входу интегратора 8. С выхода интегратора 8 сигнал через функциональный преобразователь 9 поступает на АЦП 10, где преобразуется в цифровой код. Этот код поступает на выход

«Вых.3» устройства в качестве нулевой гармоники входного сигнала.

После запоминания N отсчетов входного сигнала и вычисления нулевой . гармоники синхронизатор 12 переключает коммутатор

13 и подключает к входу интегратора 8 выход умножителя 6. Одновременно с этим синхронизатор формирует адрес для выборки из блока 2 регистров входных отсчетов первого значения и управляющий код а (зависящий от номера выбираемого значения) для формирования в генераторах синусной 3 и косинусной 4 функции соответствующих значений sin а и cos а. Цифровой код из блока 2 регистров входных отсчетов поступает на умножители 5 и 6, с которых входной отсчет, умноженный на соответствующие значения синуса и косинуса, поступает на интеграторы 7 и 8. Таким образом, после выборки из блока 2 регистров входных отсчетов значений на выходах

«Вых.1» и «Вых.2» устройства находятся сигналы, пропорциональные значениям и ZX(K)cos

Ф- 2лКп

К ()

С выхода интеграторов сигналы поступают на функциональный преобразователь 9, который имеет четыре входа. На входы

«Вх.3» и «Вх.4» подаются сигналы с интегратов 7 и 8 данного устройства, а входы «Вх.1» и «Вх.2» служат для расширения функциональных возможностей устройства.

Если входной сигнал 11.». действительный, на входы «Вх.1» и «Вх.2» подается нулевой уровень напряжения. Если же входной сигнал комплексный вида U- = Z + jZ для его обработки необходимы два предлагае мых устройства, каждое из которых обра"0 батывает соответствующую квадратурную составляющую сигнала, и выходы «Вых.1» и

«Вых.2» одного устройства подключаются соответственно к входам «Вх.1» и «Вх.2» другого устройства.

Таким образом, функциональный преобразователь 9 вычисляет модуль комплексного числа

V(n) = Х(п) + j„(n), где V(n) — и-я гармоника входного сигнала;

Х (п) — действительная часть:

Х (и) =$Z (Z, (и) cos + Z, (n) sin „" ) 2nk 2 М

Y (n) =+X (Z, In I cos 2. (n) sin ), Выход функционального преобразователя 9 соединен с входом АЦП 10, который с частотой fg/N (где 4 — частота выборки значений из блока 2 регистров входных отсчетов) преобразует сигнал с выхода функционального преобразователя 9 в цифроЗ0 вой код. Полученный цифровой код представляет собой значение соответствующей гармоники входного сигнала и поступает на выход «Вых.3» устройства. После этого синхронизатор 12 обнуляет интеграторы, и начинается процесс вычисления следующей

З5 гармоники. Время вычислений зависит от частоты дискретизации входного сигнала от частоты выборки значений входного сигнала из памяти fz, от числа вычисляемых гармоник и от числа точек, по которым ведется вычисление N.

4о Основное влияние на время преобразования оказывает частота (при прочих равных условиях), которая определяется быстродействием устройства памяти. Частота f выбирается из соображений требуемой верх45 ней граничной частоты анализа.

Формула изобретения

Устройство для вычисления спектра сигналов, содержащее генератор косинусной функции, генератор синусной функции, первый аналого-цифровой преобразователь, первый и второй умножители, синхронизатор и генератор тактовых импульсов, первый выход которого подключен к тактовому входу синхронизатора, первый выход которо55 го подключен к входам аргумента генератора синусных функций и генератора косинусных функций, выходы которых подключены к первых входам соответственно пер1383392

Составитель А. Баранов

Редактор Н. Рогулич Техред И. Верес Корректор М. Пожо

Заказ 915 49 Тираж 704 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4!5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная. 4 вого и второго умножителей, второй выход генератора тактовых импульсов подключен к тактовому входу первого аналого-цифрового преобразователя, выход которого являет ся выходом модуля гармоники устройства, входом запуска которого является вход запуска синхронизатора, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства, оно содержит первый и второй интеграторы, коммутатор, блок регистров, второй аналого-цифровой преобразователь и функциональный п еоб азователь входа KN (Xp 1

+Х ) + (Х2 — Х4 (где К вЂ” контранта, N — размер преобразователя), выход которого подключен к информационному входу первого аналого-цифрового преобразователя, выход второго аналого-цифрового преобразователя подключен к информационному входу блока регистров, выход которого подключен к вторым входам первого и второго умножителей, выходы которых подключены соответственно к информационному входу первого интегратора и первому информационному входу коммутатора, второй информационный, вход которого соединен с информационным входом второго аналого-цифрового преобразователя и является информационным входом устройства, выход первого интегратора является выходом реальной части гармоники устройства и подключен к входу. аргумента Х. функ ионального п еобразователя вида К/N i+X ) + (Х2 — Х4), входы аргументов Xi и Х> которого являются входами задания соответственно первого и второго коэффициентов устройства, выход коммутатора подключен к информационному входу второго интегратора, выход которого является выходом мнимой части гармоники устройства и подключен к входу аргумента Х4 фун ионального п еоб азовате15 ля вида К/N (Х1+Хз) +(Х2 — Х ), второй выход синхронизатора подключен к управляющему входу коммутатора, третий выход синхронизатора подключен к входам обнуления первого и второго интеграторов, четвертый выход синхронизатора подключен к

2О тактовому входу блока регистров, а третий выход генератора тактовых импульсов подключен к тактовому входу второго аналого-цифрового преобразователя.