Устройство оценки частоты гармонического зашумлённого сигнала

Изобретение относится к области электрорадиотехники и может быть использовано в измерительной технике, в системах передачи данных и системах радиолокации для оценки частоты принимаемого сигнала. Техническим результатом заявленного изобретения является повышение точности определения частоты зашумленного гармонического сигнала. Кроме того, точность данного устройства не зависит от номинала частоты анализируемого сигнала. Устройство оценки частоты гармонического зашумленного сигнала содержит аналого-цифровой преобразователь, два блока дискретного преобразования Фурье, блоки вычисления амплитуды, два блока определения максимума, шесть блоков накопления, два блока вычисления разности фаз, блоки вычисления синуса и косинуса, четыре сумматора, два блока вычисления фазового сдвига, два блока вычисления частотного сдвига, делитель, блок сравнения и блок определения частоты. Технический результат достигается благодаря тому, что в предложенном устройстве осуществляется измерение амплитудного спектра сигнала на разных длительностях, определяется номинал частоты с максимальным значением, получают грубую оценку частоты сигнала, а затем осуществляется вычисление фазового сдвига на данной частоте, чтобы определить частотное смещение относительно данной частоты, получая таким образом более точную оценку частоты принимаемого сигнала. 1 ил.

 

Изобретение относится к области электрорадиотехники и может быть использовано в измерительной технике, в системах передачи данных и системах радиолокации для оценки частоты принимаемого сигнала.

Наиболее близким к заявленному техническому решению является патент РФ на изобретение №2117306, опубликованный 10.08.1998 «Способ определения частоты узкополосного сигнала», который принят за прототип. Способ содержит аналого-цифровой преобразователь, блок дискретного преобразования Фурье, блок определения максимума, блок сравнения и блок определения частоты. Способ заключается в том, что сигнал длительностью T дискретизируют с получением N точек, вычисляют его дискретный спектр, определяют номер K максимальной спектральной составляющей, ее амплитуду, а также номер и амплитуду большей из смежных с ней составляющих и определяют частоту сигнала на основании этих данных в соответствии с выражением:

где Ai - амплитуда i-й спектральной составляющей, i=k при Ak+1<Ak-1 и i=k+1 при Ak+1<Ak-1.

Недостатком прототипа является уменьшение точности способа при значениях частоты сигнала, близких номиналам, равноудаленным от двух соседних номиналов ортогональных частот дискретного преобразования Фурье.

Целью изобретения является получение оценки частоты принимаемого гармонического сигнала, который может быть зашумленным.

Техническим результатом заявленного изобретения является повышение точности определения частоты зашумленного гармонического сигнала.

Поставленная цель достигается тем, что устройство оценки частоты гармонического зашумленного сигнала состоит в том, что на приемной стороне оцифровывают принимаемый сигнал в аналогово-цифровом преобразователе, затем передают оцифрованный сигнал с выхода аналогово-цифрового преобразователя одновременно на вход первого блока дискретного преобразования Фурье, в котором вычисляют дискретный спектр сигнала на длительности T и второго блока дискретного преобразования Фурье, в котором вычисляют дискретный спектр сигнала на длительности 2T, с 2m выходов первого блока дискретного преобразования Фурье передают значения синусной и косинусной составляющей на m частотах, попадающих в полосу канала, одновременно на соответствующие входы первого блока накопления и на входы m параллельно включенных блоков вычисления амплитуды, при этом по i(1)-му выходу передают значение синусной составляющей (Si) спектра сигнала на частоте с номером i на i(1)-й вход первого блока накопления и на первый вход i-го блока вычисления амплитуды, а по i(2)-му выходу передают значение косинусной составляющей (Ci) спектра сигнала на частоте с номером i на i(2)-й вход первого блока накопления и на второй вход i-го блока вычисления амплитуды, где 1≤i≤m, а в i-м блоке вычисления амплитуды вычисляют амплитуду Ai принимаемого сигнала на частоте с номером i по формуле и передают полученное значение амплитуды Ai на соответствующий i-й вход первого блока определения максимума, в котором определяют по какому из m входов поступило максимальное значение, и с первого выхода передают номер k такого входа одновременно на нулевой вход первого блока накопления и на второй вход блока сравнения, а по второму выходу передают само максимальное значение на третий вход блока сравнения, далее в первом блоке накопления получают по нулевому входу номер k и осуществляют накопление двух последних полученных значений (, , , , …, , , , ) по входам 1(1), 1(2), …, m(1), m(2) и передают накопленные значения и , полученные по входу k(1), и значения и , полученные по входу k(2), на входы первого блока вычисления разницы фаз, так что с первого выхода первого блока накопления передают на первый вход первого блока вычисления разницы фаз, со второго выхода первого блока накопления передают на второй вход первого блока вычисления разницы фаз, с третьего выхода первого блока накопления передают на третий вход первого блока вычисления разницы фаз и с четвертого выхода первого блока накопления передают на четвертый вход первого блока вычисления разницы фаз, а в первом блоке вычисления разницы фаз осуществляют вычисление разницы фаз Δϕ по формуле и далее передают полученное значение разницы фаз Δϕ одновременно на вход первого блока вычисления синуса и на вход первого блока вычисления косинуса, в первом блоке вычисления синуса вычисляют значение sin(Δϕ) и с выхода передают полученное значение на вход второго блока накопления, в котором осуществляют накопление N последних полученных значений, и с выхода передают накопленный массив N значений на вход первого сумматора, в котором вычисляют сумму полученных N значений, а результат суммирования передают на первый вход первого блока вычисления фазового сдвига, а в первом блоке вычисления косинуса вычисляют значение cos(Δϕ) и с выхода передают полученное значение на вход третьего блока накопления, в котором осуществляют накопление N последних полученных значений, и с выхода передают накопленный массив N значений на вход второго сумматора, в котором вычисляют сумму полученных N значений, а результат суммирования передают на второй вход первого блока вычисления фазового сдвига, в котором осуществляют вычисление фазового сдвига Δφ по формуле Δφ=atan2(A, B), где A - значение, полученное по первому входу, а B - значение, полученное по второму входу, с выхода передают полученное значение Δφ на вход первого блока вычисления частотного сдвига, в котором вычисляют значение частотного сдвига по формул: а с выхода передают полученное значение на первый вход блока сравнения, при этом, с 4m выходов второго блока дискретного преобразования Фурье передают значения синусной и косинусной составляющей на 2m частотах, попадающих в полосу канала, одновременно на соответствующие входы четвертого блока накопления и на входы 2m параллельно включенных блоков вычисления амплитуды, при этом по j(1)-му выходу передают значение синусной составляющей (S'j) спектра сигнала на частоте с номером j на j(1)-й вход четвертого блока накопления и на первый вход (m+j)-го блока вычисления амплитуды, а по j(2)-му выходу передают значение косинусной составляющей (C'j) спектра сигнала на частоте с номером j на j(2)-й вход четвертого блока накопления и на второй вход (m+j)-го блока вычисления амплитуды, где 1≤j≤2m, а в (m+j)-м блоке вычисления амплитуды вычисляют амплитуду A'j принимаемого сигнала на частоте с номером j по формуле и передают полученное значение амплитуды Aj на соответствующий j-й вход второго блока определения максимума, в котором определяют по какому из 2m входов поступило максимальное значение, и с первого выхода передают номер k' такого входа одновременно на нулевой вход четвертого блока накопления и на четвертый вход блока сравнения, а со второго выхода второго блока определения максимума передают само максимальное значение на вход делителя, в котором делят полученную величину на два и с выхода передают результат на пятый вход блока сравнения, далее в четвертом блоке накопления получают по нулевому входу номер k' и осуществляют накопление двух последних полученных значений (, , , , …, , , , ) по входам 1(1), 1(2), …, 2m(1), 2m(2) и передают накопленные значения и , полученные по входу k'(1), и значения и , полученные по входу k'(2), на входы второго блока вычисления разницы фаз, так что с первого выхода четвертого блока накопления передают на первый вход второго блока вычисления разницы фаз, со второго выхода четвертого блока накопления передают на второй вход второго блока вычисления разницы фаз, с третьего выхода четвертого блока накопления передают на третий вход второго блока вычисления разницы фаз и с четвертого выхода четвертого блока накопления передают на четвертый вход второго блока вычисления разницы фаз, а во втором блоке вычисления разницы фаз осуществляют вычисление разницы фаз Δϕ' по формуле и далее передают полученное значение разницы фаз Δϕ' одновременно на вход второго блока вычисления синуса и на вход второго блока вычисления косинуса, во втором блоке вычисления синуса вычисляют значение sin(Δϕ') и с выхода передают полученное значение на вход пятого блока накопления, в котором осуществляют накопление N/2 последних полученных значений, и с выхода передают накопленный массив N/2 значений на вход третьего сумматора, в котором вычисляют сумму полученных N/2 значений, а результат суммирования передают на первый вход второго блока вычисления фазового сдвига, а во втором блоке вычисления косинуса вычисляют значение cos(Δϕ') и с выхода передают полученное значение на вход шестого блока накопления, в котором осуществляют накопление N/2 последних полученных значений, и с выхода передают накопленный массив N/2 значений на вход четвертого сумматора, в котором вычисляют сумму полученных N/2 значений, а результат суммирования передают на второй вход второго блока вычисления фазового сдвига, в котором осуществляют вычисление фазового сдвига Δϕ' по формуле Δϕ'=atan2(A', B'), где A' - значение, полученное по первому входу, а B' - значение, полученное по второму входу, с выхода передают полученное значение Δϕ' на вход второго блока вычисления частотного сдвига, в котором вычисляют значение частотного сдвига по формуле а с выхода передают полученное значение на шестой вход блока сравнения, в котором осуществляют сравнение значений, полученных по третьему и по пятому входам, и если величина, поступившая по третьему входу оказывается большей, то с первого выхода блока сравнения передают величину M1, равную номеру первой гармоники дискретного преобразования Фурье на длительности T, попадающей в анализируемую полосу сигнала на первый вход блока определения частоты, со второго выхода передают номер максимальной гармоники M2, поступивший по второму входу на второй вход блока определения частоты, с третьего выхода передают значение времени анализа t=Т на третий вход блока определения частоты, с четвертого выхода передают значение частотного сдвига на четвертый вход блока определения частоты, а если величина, поступившая по третьему входу оказывается меньше величины, поступившей по пятому входу, то с первого выхода блока сравнения передают величину M1, равную номеру первой гармоники дискретного преобразования Фурье на длительности 2T, попадающей в анализируемую полосу сигнала на первый вход блока определения частоты, со второго выхода передают номер максимальной гармоники M2, поступивший по четвертому входу на второй вход блока определения частоты, с третьего выхода передают значение времени анализа t=2T на третий вход блока определения частоты, с четвертого выхода передают значение частотного сдвига на четвертый вход блока определения частоты, а в блоке определения частоты осуществляют измерение частоты F анализируемого сигнала в заданной полосе по формуле

Структурная схема предложенного устройства приведена на фиг. 1.

Устройство работает следующим образом.

На приемной стороне оцифровывают принимаемый сигнал в аналогово-цифровом преобразователе 1, затем передают оцифрованный сигнал с выхода аналогово-цифрового преобразователя 1 одновременно на вход первого блока дискретного преобразования Фурье 2, в котором вычисляют дискретный спектр сигнала на длительности T, и второго блока дискретного преобразования Фурье 3, в котором вычисляют дискретный спектр сигнала на длительности 2T, с 2m выходов первого блока дискретного преобразования Фурье 2 передают значения синусной и косинусной составляющей на m частотах, попадающих в полосу канала, одновременно на соответствующие входы первого блока накопления 6 и на входы m параллельно включенных блоков вычисления амплитуды 4(1)…4(m), при этом по i(1)-му выходу передают значение синусной составляющей (5£) спектра сигнала на частоте с номером i на i(1)-й вход первого блока накопления 6 и на первый вход i-го блока вычисления амплитуды 4(i), а по i(2)-му выходу передают значение косинусной составляющей (Ci) спектра сигнала на частоте с номером i на i(2)-й вход первого блока накопления 6 и на второй вход i-го блока вычисления амплитуды 4(i), где 1≤i≤m, а в i-м блоке вычисления амплитуды 4(i) вычисляют амплитуду Ai принимаемого сигнала на частоте с номером i по формуле и передают полученное значение амплитуды Ai на соответствующий i-й вход первого блока определения максимума 5, в котором определяют, по какому из m входов поступило максимальное значение, и с первого выхода передают номер k такого входа одновременно на нулевой вход первого блока накопления 6 и на второй вход блока сравнения 16, а по второму выходу передают само максимальное значение на третий вход блока сравнения 16, далее в первом блоке накопления 6 получают по нулевому входу номер k и осуществляют накопление двух последних полученных значений (, , , , …, , , , ) по входам 1(1), 1(2), …, m(1), m(2) и передают накопленные значения и , полученные по входу k(1), и значения и , полученные по входу k(2), на входы первого блока вычисления разницы фаз 7, так что с первого выхода первого блока накопления 6 передают на первый вход первого блока вычисления разницы фаз 7, со второго выхода первого блока накопления 6 передают на второй вход первого блока вычисления разницы фаз 7, с третьего выхода первого блока накопления 6 передают на третий вход первого блока вычисления разницы фаз 7 и с четвертого выхода первого блока накопления 6 передают на четвертый вход первого блока вычисления разницы фаз 7, а в первом блоке вычисления разницы фаз 7 осуществляют вычисление разницы фаз Δϕ по формуле и далее передают полученное значение разницы фаз Δϕ одновременно на вход первого блока вычисления синуса 8 и на вход первого блока вычисления косинуса 9, в первом блоке вычисления синуса 8 вычисляют значение sin(Δϕ) и с выхода передают полученное значение на вход второго блока накопления 10, в котором осуществляют накопление N последних полученных значений, и с выхода передают накопленный массив N значений на вход первого сумматора 12, в котором вычисляют сумму полученных N значений, а результат суммирования передают на первый вход первого блока вычисления фазового сдвига 14, а в первом блоке вычисления косинуса 9 вычисляют значение cos(Δϕ) и с выхода передают полученное значение на вход третьего блока накопления 11, в котором осуществляют накопление N последних полученных значений, и с выхода передают накопленный массив N значений на вход второго сумматора 13, в котором вычисляют сумму полученных N значений, а результат суммирования передают на второй вход первого блока вычисления фазового сдвига 14, в котором осуществляют вычисление фазового сдвига Δφ по формуле Δφ=atan2(A, B), где A - значение, полученное по первому входу, а B - значение, полученное по второму входу, с выхода передают полученное значение Δφ на вход первого блока вычисления частотного сдвига 15, в котором вычисляют значение частотного сдвига по формуле , а с выхода передают полученное значение на первый вход блока сравнения 16, при этом с 4m выходов второго блока дискретного преобразования Фурье 3 передают значения синусной и косинусной составляющей на 2m частотах, попадающих в полосу канала, одновременно на соответствующие входы четвертого блока накопления 20 и на входы 2m параллельно включенных блоков вычисления амплитуды 17(1)…17(2m), при этом по j(1)-му выходу передают значение синусной составляющей (S'j) спектра сигнала на частоте с номером j на j(1)-й вход четвертого блока накопления 20 и на первый вход (m+j)-го блока вычисления амплитуды 17(j), а по j(2)-му выходу передают значение косинусной составляющей (C'j) спектра сигнала на частоте с номером j на j(2)-й вход четвертого блока накопления 20 и на второй вход (m+j)-го блока вычисления амплитуды 17(j), где 1≤j≤2m, а в (m+j)-м блоке вычисления амплитуды 17(j) вычисляют амплитуду A'j принимаемого сигнала на частоте с номером j по формуле и передают полученное значение амплитуды Aj на соответствующий j-й вход второго блока определения максимума 18, в котором определяют, по какому из 2m входов поступило максимальное значение, и с первого выхода передают номер k' такого входа одновременно на нулевой вход четвертого блока накопления 20 и на четвертый вход блока сравнения 16, а со второго выхода второго блока определения максимума 18 передают само максимальное значение на вход делителя 19, в котором делят полученную величину на два и с выхода передают результат на пятый вход блока сравнения 16, далее в четвертом блоке накопления получают по нулевому входу номер k' и осуществляют накопление двух последних полученных значений (, , , , …, , , , ) по входам 1(1), 1(2), …, 2m(1), 2m(2) и передают накопленные значения и , полученные по входу k'(1), и значения и , полученные по входу k'(2), на входы второго блока вычисления разницы фаз 21, так что с первого выхода четвертого блока накопления 20 передают на первый вход второго блока вычисления разницы фаз 21, со второго выхода четвертого блока накопления 20 передают на второй вход второго блока вычисления разницы фаз 21, с третьего выхода четвертого блока накопления 20 передают на третий вход второго блока вычисления разницы фаз 21 и с четвертого выхода четвертого блока накопления 20 передают на четвертый вход второго блока вычисления разницы фаз 21, а во втором блоке вычисления разницы фаз 21 осуществляют вычисление разницы фаз Δϕ' по формуле и далее передают полученное значение разницы фаз Δϕ' одновременно на вход второго блока вычисления синуса 22 и на вход второго блока вычисления косинуса 23, во втором блоке вычисления синуса 22 вычисляют значение sin(Δϕ') и с выхода передают полученное значение на вход пятого блока накопления 24, в котором осуществляют накопление N/2 последних полученных значений, и с выхода передают накопленный массив N/2 значений на вход третьего сумматора 26, в котором вычисляют сумму полученных N/2 значений, а результат суммирования передают на первый вход второго блока вычисления фазового сдвига 28, а во втором блоке вычисления косинуса 23 вычисляют значение cos(Δϕ') и с выхода передают полученное значение на вход шестого блока накопления 25, в котором осуществляют накопление N/2 последних полученных значений, и с выхода передают накопленный массив N/2 значений на вход четвертого сумматора 27, в котором вычисляют сумму полученных N/2 значений, а результат суммирования передают на второй вход второго блока вычисления фазового сдвига 28, в котором осуществляют вычисление фазового сдвига Δφ' по формуле Δφ'=atan2(A', B'), где A' - значение, полученное по первому входу, а B' - значение, полученное по второму входу, с выхода передают полученное значение Δφ' на вход второго блока вычисления частотного сдвига 29, в котором вычисляют значение частотного сдвига по формуле , а с выхода передают полученное значение на шестой вход блока сравнения 16, в котором осуществляют сравнение значений, полученных по третьему и по пятому входам, и если величина, поступившая по третьему входу, оказывается большей, то с первого выхода блока сравнения 16 передают величину M1, равную номеру первой гармоники дискретного преобразования Фурье на длительности T, попадающей в анализируемую полосу сигнала, на первый вход блока определения частоты 30, со второго выхода передают номер максимальной гармоники М2, поступивший по второму входу, на второй вход блока определения частоты 30, с третьего выхода передают значение времени анализа t=T на третий вход блока определения частоты 30, с четвертого выхода передают значение частотного сдвига на четвертый вход блока определения частоты 30, а если величина, поступившая по третьему входу, оказывается меньше величины, поступившей по пятому входу, то с первого выхода блока сравнения передают величину M1, равную номеру первой гармоники дискретного преобразования Фурье на длительности 2T, попадающей в анализируемую полосу сигнала на первый вход блока определения частоты 30, со второго выхода передают номер максимальной гармоники M2, поступивший по четвертому входу, на второй вход блока определения частоты 30, с третьего выхода передают значение времени анализа t=2T на третий вход блока определения частоты 30, с четвертого выхода передают значение частотного сдвига на четвертый вход блока определения частоты 30, а в блоке определения частоты 30 осуществляют измерение частоты F анализируемого сигнала в заданной полосе по формуле

Предлагаемое устройство может быть в измерительной технике, в системах передачи данных и системах радиолокации для оценки частоты принимаемого сигнала. Применение такого устройства позволяет более точно определять частоту принимаемого сигнала за достаточно малое время, даже в том случае, если сигнал является зашумленным.

Предлагаемое устройство по сравнению с прототипом обладает следующим преимуществом: обеспечивает более точное определение частоты принимаемого сигнала, особенно в случае ее близости к номиналам, равноудаленным от двух соседних номиналов ортогональных частот дискретного преобразования Фурье.

Устройство оценки частоты гармонического зашумленного сигнала, содержащее аналого-цифровой преобразователь, блок дискретного преобразования Фурье, блок определения максимума, блок сравнения и блок определения частоты, отличающийся тем, что на приемной стороне оцифровывают принимаемый сигнал в аналогово-цифровом преобразователе, затем передают оцифрованный сигнал с выхода аналогово-цифрового преобразователя одновременно на вход первого блока дискретного преобразования Фурье, в котором вычисляют дискретный спектр сигнала на длительности Т и второго блока дискретного преобразования Фурье, в котором вычисляют дискретный спектр сигнала на длительности 2Т, с 2m выходов первого блока дискретного преобразования Фурье передают значения синусной и косинусной составляющей на m частотах, попадающих в полосу канала, одновременно на соответствующие входы первого блока накопления и на входы m параллельно включенных блоков вычисления амплитуды, при этом по i(1)-му выходу передают значение синусной составляющей (Si) спектра сигнала на частоте с номером i на i(1)-й вход первого блока накопления и на первый вход i-го блока вычисления амплитуды, а по i(2)-му выходу передают значение косинусной составляющей (Ci) спектра сигнала на частоте с номером i на i(2)-й вход первого блока накопления и на второй вход i-го блока вычисления амплитуды, где 1≤i≤m, а в i-м блоке вычисления амплитуды вычисляют амплитуду Ai принимаемого сигнала на частоте с номером i по формуле и передают полученное значение амплитуды Ai на соответствующий i-й вход первого блока определения максимума, в котором определяют, по какому из m входов поступило максимальное значение, и с первого выхода передают номер k такого входа одновременно на нулевой вход первого блока накопления и на второй вход блока сравнения, а по второму выходу передают само максимальное значение на третий вход блока сравнения, далее в первом блоке накопления получают по нулевому входу номер k и осуществляют накопление двух последних полученных значений (, , , , …, , , , ) по входам 1(1), 1(2), …, m(1), m(2) и передают накопленные значения и , полученные по входу k(1) и значения и , полученные по входу k(2), на входы первого блока вычисления разницы фаз, так что с первого выхода первого блока накопления передают на первый вход первого блока вычисления разницы фаз, со второго выхода первого блока накопления передают на второй вход первого блока вычисления разницы фаз, с третьего выхода первого блока накопления передают на третий вход первого блока вычисления разницы фаз и с четвертого выхода первого блока накопления передают на четвертый вход первого блока вычисления разницы фаз, а в первом блоке вычисления разницы фаз осуществляют вычисление разницы фаз Δϕ по формуле и далее передают полученное значение разницы фаз Δϕ одновременно на вход первого блока вычисления синуса и на вход первого блока вычисления косинуса, в первом блоке вычисления синуса вычисляют значение sin(Δϕ) и с выхода передают полученное значение на вход второго блока накопления, в котором осуществляют накопление N последних полученных значений, и с выхода передают накопленный массив N значений на вход первого сумматора, в котором вычисляют сумму полученных N значений, а результат суммирования передают на первый вход первого блока вычисления фазового сдвига, а в первом блоке вычисления косинуса вычисляют значение cos(Δϕ) и с выхода передают полученное значение на вход третьего блока накопления, в котором осуществляют накопление N последних полученных значений, и с выхода передают накопленный массив N значений на вход второго сумматора, в котором вычисляют сумму полученных N значений, а результат суммирования передают на второй вход первого блока вычисления фазового сдвига, в котором осуществляют вычисление фазового сдвига Δφ по формуле Δφ=atan2(A, B), где А - значение, полученное по первому входу, а В - значение, полученное по второму входу, с выхода передают полученное значение Δφ на вход первого блока вычисления частотного сдвига, в котором вычисляют значение частотного сдвига по формуле , а с выхода передают полученное значение на первый вход блока сравнения, при этом с 4m выходов второго блока дискретного преобразования Фурье передают значения синусной и косинусной составляющей на 2m частотах, попадающих в полосу канала, одновременно на соответствующие входы четвертого блока накопления и на входы 2m параллельно включенных блоков вычисления амплитуды, при этом по j(1)-му выходу передают значение синусной составляющей (S'j) спектра сигнала на частоте с номером j на j(1)-й вход четвертого блока накопления и на первый вход (m+j)-го блока вычисления амплитуды, а по j(2)-тому выходу передают значение косинусной составляющей (C'j) спектра сигнала на частоте с номером j на j(2)-й вход четвертого блока накопления и на второй вход (m+j)-го блока вычисления амплитуды, где 1≤j≤2m, а в (m+j)-м блоке вычисления амплитуды вычисляют амплитуду A'j принимаемого сигнала на частоте с номером j по формуле и передают полученное значение амплитуды Aj на соответствующий j-й вход второго блока определения максимума, в котором определяют, по какому из 2m входов поступило максимальное значение, и с первого выхода передают номер k' такого входа одновременно на нулевой вход четвертого блока накопления и на четвертый вход блока сравнения, а со второго выхода второго блока определения максимума передают само максимальное значение на вход делителя, в котором делят полученную величину на два, и с выхода передают результат на пятый вход блока сравнения, далее в четвертом блоке накопления получают по нулевому входу номер k' и осуществляют накопление двух последних полученных значений (, , , , …, , , , ) по входам 1(1), 1(2), …, 2m(1), 2m(2) и передают накопленные значения и , полученные по входу k'(1), и значения и , полученные по входу k'(2), на входы второго блока вычисления разницы фаз, так что с первого выхода четвертого блока накопления передают на первый вход второго блока вычисления разницы фаз, со второго выхода четвертого блока накопления передают на второй вход второго блока вычисления разницы фаз, с третьего выхода четвертого блока накопления передают на третий вход второго блока вычисления разницы фаз и с четвертого выхода четвертого блока накопления передают на четвертый вход второго блока вычисления разницы фаз, а во втором блоке вычисления разницы фаз осуществляют вычисление разницы фаз Δϕ' по формуле и далее передают полученное значение разницы фаз Δϕ' одновременно на вход второго блока вычисления синуса и на вход второго блока вычисления косинуса, во втором блоке вычисления синуса вычисляют значение sin(Δϕ') и с выхода передают полученное значение на вход пятого блока накопления, в котором осуществляют накопление N/2 последних полученных значений, и с выхода передают накопленный массив N/2 значений на вход третьего сумматора, в котором вычисляют сумму полученных N/2 значений, а результат суммирования передают на первый вход второго блока вычисления фазового сдвига, а во втором блоке вычисления косинуса вычисляют значение cos(Δϕ') и с выхода передают полученное значение на вход шестого блока накопления, в котором осуществляют накопление N/2 последних полученных значений, и с выхода передают накопленный массив N/2 значений на вход четвертого сумматора, в котором вычисляют сумму полученных N/2 значений, а результат суммирования передают на второй вход второго блока вычисления фазового сдвига, в котором осуществляют вычисление фазового сдвига Δφ' по формуле Δφ'=atan2(A', В'), где А' - значение, полученное по первому входу, а В' - значение, полученное по второму входу, с выхода передают полученное значение Δφ' на вход второго блока вычисления частотного сдвига, в котором вычисляют значение частотного сдвига по формуле , а с выхода передают полученное значение на шестой вход блока сравнения, в котором осуществляют сравнение значений, полученных по третьему и по пятому входам, и если величина, поступившая по третьему входу, оказывается большей, то с первого выхода блока сравнения передают величину М1, равную номеру первой гармоники дискретного преобразования Фурье на длительности T, попадающей в анализируемую полосу сигнала на первый вход блока определения частоты, со второго выхода передают номер максимальной гармоники М2, поступивший по второму входу на второй вход блока определения частоты, с третьего выхода передают значение времени анализа t=Т на третий вход блока определения частоты, с четвертого выхода передают значение частотного сдвига на четвертый вход блока определения частоты, а если величина, поступившая по третьему входу, оказывается меньше величины, поступившей по пятому входу, то с первого выхода блока сравнения передают величину M1, равную номеру первой гармоники дискретного преобразования Фурье на длительности 2Т, попадающей в анализируемую полосу сигнала на первый вход блока определения частоты, со второго выхода передают номер максимальной гармоники М2, поступивший по четвертому входу на второй вход блока определения частоты, с третьего выхода передают значение времени анализа t=2Т на третий вход блока определения частоты, с четвертого выхода передают значение частотного сдвига на четвертый вход блока определения частоты, а в блоке определения частоты осуществляют измерение частоты F анализируемого сигнала в заданной полосе по формуле .



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к медицинской технике, а именно к средствам опознавания характерных признаков дисторсии. Система для учета электромагнитной (ЭМ) дисторсии с использованием системы ЭМ слежения содержит матрицу датчиков, сконфигурированную с возможностью измерения ЭМ энергии в заданном объеме, и модуль коррекции ЭМ измерений, сконфигурированный с возможностью анализа данных из матрицы датчиков для обнаружения и идентификации вызывающих ЭМ дисторсию объектов, в том числе неотслеживаемых вызывающих ЭМ дисторсию объектов, в заданном объеме, причем модуль коррекции ЭМ измерений дополнительно сконфигурирован с возможностью сравнения характерных признаков дисторсии, хранящихся в базе данных, для идентификации источника дисторсии.

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано для оперативного измерения эффективной ширины спектра частот узкополосных радиосигналов и определения скорости передачи элементов сигналов в радиомодемах.

Изобретение относится к ядерной технике и может быть применено для обработки сигнала ионизационных камер, регистрирующих уровень ионизирующего излучения. Измеритель скорости счета статистически распределенных во времени импульсов содержит разравниватель импульсов, первый элемент И, двоичный счетчик, регистр, делитель, генератор тактовых импульсов, управляющий блок, блок памяти, сумматор-вычитатель и счетчик адреса памяти.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения нелинейных искажений частотно-модулированного (ЧМ) сигнала. Способ измерения нелинейных искажений ЧМ сигнала, сформированного методом прямого цифрового синтеза, состоит в измерении анализатором спектра изменений параметров центральной и первой боковой составляющей спектра ЧМ сигнала при введении модуляции и расчете коэффициента гармоник частотной модуляции по результатам измерений.

Изобретение относится к области электроизмерительной техники. Сигналы , где , имеют известные некратные друг к другу периоды Tj и действуют вместе с постоянной составляющей W0, при этом амплитуды Aj и начальные фазовые сдвиги ϕ0j сигналов Gj(t) определяют по соотношениям и , где p1j и p2j - проекции векторов сигналов Gj(t) на пары ортогональных опорных сигналов, совпадающих с Gj(t) по частоте, а значения plj, получают путем неравномерной дискретизации суммарного сигнала и суммирования его дискрет.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при сравнении близких частот в широком частотном диапазоне и определении начальной разницы этих частот и нестабильности (и флуктуаций) частоты колебаний сравниваемых источников.

Изобретение относится к области радиотехники и предназначено для использования в среднеорбитальном сегменте космической системы поиска и спасения терпящих бедствия судов, летательных аппаратов, отдельных людей или групп.

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться в информационно-измерительных устройствах для измерения частоты гармонических сигналов прецизионных кварцевых и квантовых стандартов частоты.

Изобретение относится к радиотехнической области промышленности и может быть использовано при приеме нескольких совмещенных по времени разночастотных сигналов.

Предлагаемое устройство относится к области радиоэлектроники и может быть использовано для определения несущей частоты и вида модуляции сигналов, принимаемых в заданном диапазоне частот.

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в системе радиоконтроля и в пассивной радиолокации для обнаружения и определении пространственных координат источников излучения. В состав устройства входит четное количество изотропно расположенных на ней антенных элементов, квадратурный автокомпенсатор, генератор качающейся частоты, спецвычислитель с индикатором. Принцип работы устройства заключается в том, что за счет соединения выходов двух центральных элементов решетки с входами корреляционного автокомпенсатора в нем производится вычисление разности фаз их выходных сигналов, которое в дальнейшем за счет соединения балансного усилителя автокомпенсатора с шиной управления балансными усилителями антенных элементов использовано для последовательного суммирования выходных сигналов остальных элементов решетки всех элементов в целом, и формирование таким образом в спецвычислителе результирующей диаграммы всей решетки в направлении источник сигнала. Процессы поиска источников по частоте за счет перестройки частоты в генераторе качающейся частоты и в пространстве за счет когерентного суммирования выходных откликов антенных элементов оказываются взаимоувязаны, что проявляется в том, т.е. в ходе накопления энергии сигнала в частотном фильтре анализатора одновременно производится формирование диаграммы направленности антенны на источник. В свою очередь формирование ДНА повышает уровень энергии сигнала в частотном фильтре. Технический результат заключается в сокращении времени поиска источника сигнала. 3 ил.

Изобретение относится к области электрорадиотехники и может быть использовано в измерительной технике, в системах передачи данных и системах радиолокации для оценки частоты принимаемого сигнала. Техническим результатом заявленного изобретения является повышение точности определения частоты зашумленного гармонического сигнала. Кроме того, точность данного устройства не зависит от номинала частоты анализируемого сигнала. Устройство оценки частоты гармонического зашумленного сигнала содержит аналого-цифровой преобразователь, два блока дискретного преобразования Фурье, блоки вычисления амплитуды, два блока определения максимума, шесть блоков накопления, два блока вычисления разности фаз, блоки вычисления синуса и косинуса, четыре сумматора, два блока вычисления фазового сдвига, два блока вычисления частотного сдвига, делитель, блок сравнения и блок определения частоты. Технический результат достигается благодаря тому, что в предложенном устройстве осуществляется измерение амплитудного спектра сигнала на разных длительностях, определяется номинал частоты с максимальным значением, получают грубую оценку частоты сигнала, а затем осуществляется вычисление фазового сдвига на данной частоте, чтобы определить частотное смещение относительно данной частоты, получая таким образом более точную оценку частоты принимаемого сигнала. 1 ил.

Наверх