Многоканальный спектроанализа-top

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<ц>798613

Союз Сове текил

Социалистических

Рес ублии (61) Дополнительное к авт. свид.-ву (22) Заявлено 06.05.78 (21) 261345 /g824 с присоединением заявки Эй (5l }М. Кл.

G03.й гз/00

G06 " 15/36

Ваударстааииый немитет

СССР (23) Приоритет

Опубликовано 23.01, 83. Бюллетень,йе 3

Дата опубликования описания 25.0 l.8 1 (53) УДК 684. .323(088.8) ло делам изебретеиий и открытий (72) Авторы изобретения

А. И. Карякин и И. И. Якимович

Московский ордена Ленина энергетический институт (71) Заявитель (54) МНОГОКАНАЛЬНЫЙ СПЕК РОАНАЛИЗАТОР

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, может быть использовано для построения корреляционно ректральных анализаторов случайных стационарных эргодических сигналов с пройзвольными законами .распределения.

Известен многоканальный спектральный анализатор, содержащий блоки умножения, генераторы гармонических функций, блоки сравнения, генераторы импульсов н аналого-цифровые преобразова!

О тели (4 .

Недостатком устройстве является его сложность.

Наиболее близким к цредлагаемо- . му по технической сущности, является т5 устройство, содержащее блок -центрирова-ния квантования, первый вход которого является входом устройства, второй и третий соединены соответственно с выхо.дами первого и второго. генераторов вспомогательных сигналов, вход кольцевого коммутатора подключен к первому выходу генератора тактовых импульсов, вто2 рой вход которого соединен с первым входом блока выбора длины реализации, выходы которого соединены с соответствующими информационными входами канальных дешифраторов, управляющие sxoды которых соединены с соответствующими выходами кольцевого коммутатора, выходы дешифратора каждого канала подклкяены к соответствующим входам кана льного элемента ИЛИ, подключенным ко входу накопительного счетчика(2).

Известное устройство вычисляет оценку спектральной .ппотности в виде йц) -т(Ф Е,2„(Ф.h1K> где g - коэффициент пропорциональности; g — количество измерений; .

- параметры блока выбора длины реализации; 3 — номер канала, 3 79@ (Д +1) — количество каналов, (3,= 1/8)для нечетных ; (= - 1/8) — для четных

rge уу (Х„. „+з „, ) — знаковые значеt ния суммы входного X (Ь ) и вспомогательного (Ь ) сигналов, задержак. ные относительйо значений 19И(Х +9,1) на время К Ь; = 4 (f 2 . 1 — частота импульсов, снимаемая. с первого выхода генератора тактовых импульсов.

Известное устройство измеряет оценку спектральной плотности с недостаточ-. ной точностью„, поскольку в 1 -ом цикле за время Ь вычисляется только одно знаковое значение

Целью изобретения является повыше2 ние точности измерения оценки спектральной плотности.

Эта цель достигается тем, что в устройство содержащее блок центрирования — квантования, первый вход которого является входом устройства, второй и третий соединены соответственно с выходами первого и.второго генераторов вспомогательных сигналов, вход кольцевого коммутатора подключен к первому выходу генератора тактовых импульсов, второй выход которого соединен с первым входом блока выбора длины реализации, выходы которого соединены с соответствуюшими информационными входами дешифраторов каждого канала, управляющие входы которых соединены с соответствующими выходами кольцевого коммутатора, выходы дешифратора каждого канала подключены к соответствующим входам элемента ИЛИ каждого канала, выход которого подключен ко входу накопительного счетчика, введен блок динамической памяти, первый и второй входы которого подключены соответственно. к первому и второму выходам блока центрирования — квантования, третий и:четвертый входы блока динамической памяти соединены соответственно co вторыми и третьим выходами генератора тактовых импульсов, третий и четвертый выходы которого подключены соответствен но к управляющему входу блока -центрирования - квантования и ко второму входу блока выбора длины реализации, третий вход которого подключен к выходу блока динамической памяти.

1О

Другое отличие многоканального спект. рального анализатора состоит в том, что

3 ф блок динамической памяти содержит три элемента И, регистр сдвига, инвертор и элемент равнозначности, выход которого является выходом блока динамической памяти, первый вход первого элемента И является первым входом блока динамической памяти, первый вход блока равнозначности, тактовый вход регистра сдвига, вход инвертора и второй вход второго элемента И являются соответственно вторым, третьим и четвертым входами блока динамической памяти, входы третьего элемента И соединены соответственно с выходами первого и второго элементов И, а выход подключен ко второму входу элемента равнозначности и к информационному входу регистра сдвига, выход которого соединен со вторым входом втброго элемента И, второй вход первого элемента И соединен с выходом инвертора.

На фиг. 1 изображена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — структурная схема, блок дина мической памяти.

Предлагаемый спектроанализатор содержит блок 1 центрирования — квантования, генераторы 2 и 3 вспомогательных сигналов, генератор 4 тактовых импульсов, кольцевой коммутатор 5, блок 6 выбора длины реализации, блок 7 динамической памяти, канальные дешифраторы 8, канальные элементы ИЛИ 9, канальные счетчики 10, инвертор 1 l, элементы И 12, регистр 13 сдвига, элемент l4 равнозначности.

Устройство работает следующим образом.

Входной сигнал Х (С ), проходя через блок 1 центрирования — квантования, в виде знаковых значений МЯИ(Х„ +ф,1)В иSiop(X„.+gg1)Ес тактом Ь =1C У, где,— частота импульсов, снимаемая с третьего входа генератора 4, поступает соответственно на первый и второй информационные входы блока 7 динамической памяти, при этом b, = ЬjtA, а М вЂ” ко( личество разрядов регистра 13. На первый управляющий вход (вход инвертора l 3.) блока 7 поступают импульсы с частотой и длительностью Ь (= f (c0.

Таким образом, второй элемент И l2 будет открыт на время Ь в каждом цикле, в этовремя первый элементИ 32,очевидно будет закрыт, B этом случае знаковые значения 6 фи (Х;,++j,)8 будут поступать с тактом А через второй и третий элементы И 3.2 на вход регистра l3 сдвига и продвигаться в нем с тем же

798613

g к М

N% 2 2 ЕИ- +A.

5 тактом, поскольку на второй управляющий вход блока 7 подаются импульсы частоты Г . Эти же знаковые значе ния поступают на первый вход элемента 1,4 равнозначности, нв второй вход которого поступают значения&ЩИ(Х. +Qq)e

На первом шаге (в течение времени ) нв вход регистра l3 пройдет N значенийМ П(Х„ + gg, М, после чего закроется второй элемент И l2 и откроется первый. В 10 силу этого последовательность знаковых значений, записанная в регистре 13, на первом шаге будет поступать через первый и третий элементы И l2. на первый вход элемента l4 равнозначности и . 15 вход этого же регистра l3. Поскольку знаковые значения 61ЯИ (Х. + Qg ) на первый вход элемента l4 поступают непрерывно с тактом, то, очевидно, что на К вЂ” ом шаге знаковые значения, 20 циркулирующие в регистре l3, будут отставать от указанных на время Кй, в результате чего нв выходе элемента l4 равнозначности в течение К-ого шага будет иметь место последовательность M 25 знаковых произведений вида В1ЯИ (Х„+ф )q

ЬЩи (X„+ +@ ;+„)B, которая посту"- пает на третий вход блока 6.

Таким образом, нв каждом шаге в блох 6 поступит М знаковых произведе- З0 ний одного и того же сдвига, в то время квк в известном устройстве — только одно произведение. После окончания . цикла (через с шагов) работа предлагаемого устройства производится аналогично вышеописанному, т.е. в регистр 13 записывается новая последовательность из М знаковых значений ЬЯ и (M q + ф1 „) 8 на первом шаге следующего цикла, а на последующих шагах до окончания moro цихла укаэанная последовательность будет циркулировать ъ регистре 13, создавая необходимую задержку знаковых сигналов относительно друг друга, поступающих на информационные входы бло-. 4у ка 7 динамической памяти.

Тахим образом, предлагаемое устройство вычисляет оценку спектральной плотности в виде где

=б1ЯИ (Х1+ф1, ()з 61фИ (Х 1 к+С1,1 к)в

6, В результате чего -ая ордината спектральной плотности может быть получена в виде где Н вЂ” показание -го канального счетчика.

Предлагаемое устройство вычисляет оценку спектральной плотности с большей статистической точностью, чем известное, поскольку при вычислении этой оценки за один и тот же промежуток времени берется в M раз большее количество отс четов (знаковых произведений), Дисперсия знаковой оценки спектральной плотности обратно пропорциональна количест- . ву отсчетов, поэтому точность вычисления оценки предлагаемым устройством будет в М раз выше.

Предлагаемое устройство состоит из типовых схем и может быть реализовано на базе элементов полной логической сис. темы интегральных микросхем, изготовляемых отечественной промышленностью.

Формула изобр етения

1; Многоканальный спектроанвлизатор

-содержащий блок центрирования — квантования, первый вход которого является входом устройства, второй и третий соединены соответственно с выходами первого и второго генераторов вспомогательных сигналов, вход кольцевого коммутатора подключен к первому выходу генератора тактовых импульсов, второй выход которого соединен с первым входом блока выбора длины реализации, выходы которого соединены с соответствующими информационными входами дешифрвтора каж дого канала, управляющие входы которых соединены с соответствующими выходами кольцевого коммутатора, выходы дешифратора каждого канала подключены х соот ветствующим входам элемента ИЛИ каждого канала, выход хоторого подключен ко входу накопительного счетчика, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности, в устройство введен блок динамической памяти, первый и второй входы которого подключены соответственно к первому: и второму выходам блока центрирования-хвантования, третий и четвертый входы блока;динамической памяти соединены соответственно со вторым и третьим выходами генератора .тактовых импульсов, третий и четвертый

7 7986 выходы которого подключены соответственно к управляющему входу блока центрирования-квантования и ко второму. входу блока выбора длины реализации, третий вход которого подключен к выходу блока динамической памяти.

2.СИектроанапизаторпоп.1, о т л и ч а то» щ и и с s тем, что блок динамической памяти содержит три элемента И, регистр сдвига, инвертор и элемент равнозначности, выход которого является выходом блока динамической памяти, первый вход первого элемента И является первым входом блока дийамической памяти, первый вход элемента равнозначности, тактовый вход. регистра сдвига, . вход инвертора и второй вход. второго элемента.

И являются соответственно вторым, тре13 8 тьим и четвертым входами блоха динамической памяти, входы третьего элемента

И соединены соответственно с выходами первого и второго элементов И, а выход подключен ко второму входу элемента равнозначности и к информационному входу регистра сдвига, выход которого соединен со вторым входом второго элемента И, второй вход первого элемента И соединен с выходом инвертора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

4 МиРский Г. Я.. Аппаратурное одределение характеристик случайных процессов,М., "Энеюгия", l972, с. 264.

2. Авторское свидетельство (:СР

Мю 547774, кл. 606 F l5/36, l975. (прототип).

Фиг.7

79863.3

Составитель В. новинский

Редактор В. Лазаренко Техред. Т.Маточка Корректор С. m ap

Заказ 1003.8/55 Тираж 743: Подписнле

ВЯИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1l3035, Москва, Ж»35, Раушская наб. д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4