Устройство для выполнения преобразования фурье

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в измерительной технике, радиоэлектронике и электросвязи для выполнения преобразования Фурье непрерьшных и дискретных , детерминированных и случайных сигналов в реальном масштабе времени. Цель изобретения - повьшение быстродействия устройства. Поставленная цель достигается за счет того, что устройство имеет информационный ввод 1 устройства, аналого-цифровой преобразователь 2, генератор тактовых импульсов 3,генератор псевдослучайных чисел 4, счетчик 5, блок постоянной памяти 6, две группы 7 по (К+|) М блоков сравнения 8, (К+1) М сумматоров-вычитателей 9, М сумматоров 10, М информационных выходов I I и соответствующие связи между блоками устройства . 2 ил. с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)4 G 06 Р 15 332

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМЪГ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 1177822 (21) 4138571/24-24 (22) 17,10.86 (46) 23.03.88. Бюл. М 11 (7l) Томский политехнический институт им. С.М. Кирова (72) И.II,Áóäåéêèí и Ю.А.Белик (53) 681.32 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 1177822, кл. G 06 F 15!332, 1983.

{54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ПРЕОБРАЗОВА11ИЯ ФУРЬЕ (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и мозет быть использовано в измерительной технике, радиоэлектронике и электросвязи для выполнения преобра„,Я0„„1383395 А 2 зования Фурье чепрерывных и дискретных, детерминированных и случайных сигналов в реальном масштабе времени, Цель изобретения — повышение быстродействия устройства. Поставленная цель достигается за счет того, что устройство имеет информационный ввод

1 устройства, аналого-цифровой преобразователь 2, генератор тактовых импульсов В,генератор псевдослучайных чисел 4, счетчик S блок постоянной памяти 6, две группы 7 по (K+1) М блоков сравнения 8, (К+1) М сумматоров-вычитателей 9, М сумматоров 10, М информационных выходов !1и соответствующие связи между блоками устройства. 2 ил.

1383395

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, может быть использовано в измерительной технике, радиоэлектронике и электросвязи для выполнения преобразования

Фурье непрерывных и дискретных, детерминированных и случайных сигналов н реальном масштабе времени и является усовершенствованием устройства 10 по авт.св, !! 1177822.

Дисперсию первой гармонике фильтрующей функции F находят так

ВЕ% 3 = S (% (<) — 1j (+)«, (1)

О 15 где ) (с() = - -- нз.пЫ;

1 н

1 — случайная величина, распределенная на интервале (0,(l3 и соответствующая углу (фиг.2) при одном отсчете

20 эа период;

1?(Ы) = --.— -n Ы вЂ” плотность

2 распределения вероятности.

Тогда при независимости значений любых двух Ы получают выражение для среднеквадратической погрешности преобразования в зависимости от длительности интервала преобразования Т (в случае одного отсчета входного сигнала эа период исследуемой компоненты — Т,) или от числа отсчетов за период исследуемой компоненты N, 35 (2).

fjl где N = —,-- = N., Т, Так как N„ всегда ограничено, 40 .время Т выполнения устройством преобразования Фурье с заданной допустимой погрешностью зависит прежде всего от 13(Ц.

Цель изобретения — повышение быстродействия путем уменьшения дисперсии фильтрующих функций.

На фиг.! представлена функциональ- ная схема устройства для выполнения преобразования Фурье; на фиг.2 одна гармоническая фильтрующая функция.

Устройство для выполнения преобразования Фурье содержит информационный вход 1, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 2, генератор 3 тактовых импульсов, генератор 4 псевдослучайных чисел, счетчик 5, блок 6 постоянной памяти, две группы

7 по (К+1)М блоков 8 сравнения, (К+1)М сумматоров-вычитателей 9 и

М сумматоров 10, а также по М информационных выходов устройства 11.

Устройство работает следуюцим образом.

Входной аналоговый сигнал устройства поступает на вход 1 АЦП 2. Тактоные импульсы с выхода генератора 3 поступают на управляющий вход АЦП 2, на информационном выходе которого формируются цифровые отсчеты входного сигнала, на вход генератора 4 псевдослучайных чисел, на выходах которого формируется К + 1 последовательностей псевдослучайных чисел (n), и через счетчик 5 на адресный вход блока 6, на ныходах которого формируются последовательности числовых кодов, соответствующих значениям фильтрующих функций $,»,.(n) и

С„,;(и). Блоки сравнения осуществляют сравнение чисел, поступающих с выходов блока 6 и генератора 4. Если число, поступившее на блок 8 сравнения с блока 6, например, больше числа, поступившего с соответствующего выхода генератора 4, на выходе данного блока сравнения формируется код, разрешающий выполнение в соответствующем сумматоре-вычитателе 9 операции сложения, при невыполнении указанного условия — код, разрешающий выполнение операции вычитания, При разрешении операции сложения в сумматоре-вычитателе 9 производится сложение данного отсчета Х(п) входного сигнала с суммой, накопленной н предшествуюцие моменты дискретизации. В обратном случае производится вычитание Х(п). После выполнения 1! тактов выборки значений исследуемого сигнала (цикла преобразования) на выходах M сумматоров первой и второй групп получают М значений коэффициентов разложения в ряд Фурье а . и

Ь;.

Каждая усредненная фильтрующая функция (SINt. или cost;) получается путем усреднения фильтрующей функции, которая синтезируется с помощью суммирования действий К + 1 преобразований. Данные преобразования формируются с помощью К + 1 псевдослучайных последовательностей (фиг.2), L введенных блоков 8 сравнения, накапливающих .сумматоров-нычитателей

1383395

Amex д

Жции

Щы уил Физ фун йселИ Йт нас/щ асе с луома яа Уилсдах ратара яс случайнэи

Сиеналы

8ьцодал с сра3ненця

° Яиьтрукцц функция у стса

9средненная рующая уу устршсаЮа

Составитель А.Баранов

Техред H.Äèäûê

Корректор И.Муска

Редактор Н.Рогулич

Тираж 704 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 1298/50

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

9 и М сумматоров. Дисперсия фильтрующей функции предлагаемого устройства (фиг.2) может быть уменьшена до любого требуемого значения путем

5 ув ел ич ения К.

Формула из обретения Устройство для выполнения преобразования Фурье по авт.св. к- 1177822, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены первая и вторая группы из L входов сравнения, L сумматоров-вычитателей (Ь = К М, К = 1, 2, ...) и M сумматоров, причем i-e (i = 1, М).выходы первой и второй групп блока постоянной памяти подключены к первым входам L блоков сравнения соответственно первои и второй групп, 1-й (1-2, М) выход генератора случайных чисел подключен к вторым входам (1 + КМ)-х блоков сравнения первой и второй групп, выход аналого-цифрового преобразователя подключен к информационным входам (1 + КМ)-х сумматоров-вычитателей первой и второй групп, выходы

S (S = 1, К; i = 1, M) блоков сравнения первой и второй групп подключены к управляющим входам S; сумматоров-вычитателей первой и второй групп, выходы которых подключены к

S-м входам i-x сумматоров соответственно первой и второй групп, выходы которых являются i-ми информационными выходами соответственно первой и второй групп устройства.