СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СПЕКТРА ИНФОРМАЦИОННЫХ АКУСТИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ ТЕЛЕРАДИОВЕЩАНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2016 года по МПК H03M7/00 

Область техники

Изобретение относится к технике связи, в частности к цифровым способам и устройствам измерения спектра информационных акустических сигналов и может быть использовано.

Уровень техники

Известен цифровой способ измерения спектра (Кристоф Раушер «Основы спектрального анализа». М. Rohde & Schwarz, Горячая линия-Телеком. 2006 г. стр.20, рис.3.6), принятый за прототип. Данный способ включает низкочастотную фильтрацию, а затем аналого-цифровое преобразование, а также запоминание кодовых комбинаций цифрового сигнала; быстрое преобразование Фурье,. цифровую индикацию.

Известно устройство цифрового анализатора спектра (Кристоф Раушер «Основы спектрального анализа». М. Rohde & Schwarz, Горячая линия-Телеком. 2006 г. стр.20, рис.3.6) для осуществления цифрового способа измерения спектра, содержащее: фильтр низких частот, вход которого является входом устройства, а выход соединен со входом аналого-цифрового преобразователя, а также оперативное запоминающее устройство, блок быстрого преобразования Фурье, блок индикации с дисплеем.

Недостатком известного способа и устройства является понижение точности измерения спектра информационных акустических сигналов на коротких временных интервалах (мгновенных значениях спектра) вследствие низкой разрешающей способности, и повышенной осцилляцией оценок амплитуды спектральных составляющих. Также в известном способе и устройстве при быстром преобразовании Фурье используется окно без перекрытия, что приводит к появлению разрывов анализируемых функций. Возникающие вследствие этого в спектре боковые лепестки преобразования окна, называемые просачиванием, будут искажать амплитуды соседних спектральных составляющих. Просачивание приводит не только к появлению амплитудных ошибок в спектрах сигналов, но также маскирует составляющие с малыми амплитудами в информационных сигналах и, следовательно, препятствует их измерению. В известном способе и устройстве не существует привязки мгновенных значений спектра к отрезкам временного акустического сигнала, на которых этот спектр измеряется. Кроме того, в известном способе и устройстве не существует возможности измерения модуля спектра и фазочастотной характеристики измеряемого сигнала.

Сущность изобретения

Задачами предлагаемого изобретения являются:

1. Повышение точности цифрового метода измерения спектра информационных акустических сигналов и уменьшение длительности отрезков этого сигнала, на которых измеряется спектр.

2. Расширение функциональных возможностей устройства за счет привязки мгновенных значений спектра к регулируемым по длительности отрезкам временного акустического сигнала, на которых этот спектр измеряется, а также за счет измерения модуля спектра и фазочастотной характеристики сигнала на этих отрезках.

Предлагаемый способ измерения спектра информационных акустических сигналов телерадиовещания, включающий низкочастотную фильтрацию, а затем аналого-цифровое преобразование, а также запоминание кодовых комбинаций цифрового сигнала, быстрое преобразование Фурье, цифровую индикацию. В отличие от прототипа, после аналого-цифрового преобразования сигнала осуществляют выделение первого регулируемого по длительности участка цифрового временного сигнала из N кодовых комбинаций этого сигнала, после чего осуществляют разветвление цифрового временного сигнала с выделенного первого участка на второй и третий одинаковые с первым участки с, соответственно, основным и дополнительным цифровыми сигналами, при этом, основной цифровой сигнал со второго участка задерживают, а затем запоминают, после чего осуществляют цифровую индикацию этого сигнала. А из дополнительного цифрового сигнала с третьего участка осуществляют формирование последовательности сегментов цифрового сигнала из К кодовых комбинаций этого сигнала в каждом сегменте, после чего осуществляют наложение оконной функции Наттолла на каждый сегмент и получают последовательность сегментов дополнительного цифрового сигнала из 2К кодовых комбинаций этого сигнала в каждом сегменте, а затем осуществляют накопление этих 2К кодовых комбинаций в каждом сегменте, после чего в каждом сегменте производят прямое быстрое преобразование Фурье накопленных 2К кодовых комбинаций и формируют 2К пар коэффициентов преобразования, соответствующих представлению каждого сегмента дополнительного цифрового сигнала в спектральной области. А после быстрого преобразования Фурье в каждом сегменте последовательно осуществляют в цифровом виде поворот фазы 2К пар коэффициентов преобразования, обратное быстрое преобразование Фурье с получением 2К кодовых комбинаций в каждом сегменте, сложение с 50% перекрытием каждого сегмента с предыдущим ему сегментом и компенсацией неравномерности оконной функции Наттолла, а сформированный таким образом ортогональный, по отношению основному цифровому сигналу, дополнительный цифровой сигнал, запоминают одновременно с запоминанием основного цифрового сигнала. При этом в запомненных основном и ортогональном дополнительном цифровых временных сигналах с, соответственно, второго и третьего участков, в их одинаковых и регулируемых на длительности участков местах, осуществляют выделение одинаковых, соответственно, первого и второго регулируемых по длительности отрезков, соответственно, основного и ортогонального дополнительного цифровых временных сигналов из В кодовых комбинаций в отрезке, после чего над В кодовыми комбинациями с первого регулируемого по длительности отрезка производят первое дискретно-косинусное преобразование и формируют первые В спектральных коэффициентов, над которыми осуществляют цифровую индикацию, а над В кодовыми комбинациями со второго регулируемого по длительности отрезка производят второе дискретно-косинусное преобразование и формируют вторые В спектральных коэффициентов, после чего, используя первые В и вторые В спектральные коэффициенты, формируют цифровые сигналы, соответствующие модулю спектра и фазочастотной характеристике измеряемого сигнала, над которыми осуществляют цифровую индикацию.

Поставленная задача решается также тем, что в устройство измерения спектра информационных акустических сигналов телерадиовещания, содержащее фильтр низких частот, вход которого является входом устройства, а выход соединен со входом аналого-цифрового преобразователя, а также оперативное запоминающее устройство, блок быстрого преобразования Фурье, блок индикации с дисплеем, дополнительно введены блок выделения и запоминания участка цифрового сигнала, первый блок ключей, первый блок дискретно-косинусного преобразования, блок удвоения частоты импульсов дискретизации, блок сегментации и наложения оконной функции Наттолла, блок поворота фазы коэффициентов преобразования, блок обратного быстрого преобразования Фурье, блок перекрытия сегментов и компенсации неравномерности окна Наттолла, блок управления, второй блок ключей, второй блок дискретно-косинусного преобразования, блок определения модуля и фазы спектра.

При этом первый выход аналого-цифрового преобразователя соединен с первым входом блока выделения и запоминания участка цифрового сигнала, а второй выход аналого-цифрового преобразователя соединен со входом блока удвоения частоты импульсов дискретизации и со вторым входом блока выделения и запоминания участка цифрового сигнала, третий, четвертый и пятый входы которого подключены, соответственно, к первому, второму и третьему выходам блока управления, четвертый и пятый выходы которого соединены, соответственно, с седьмым и восьмым входами блока выделения и запоминания участка цифрового сигнала, первый выход которого подключен к первому входу блока сегментации и наложения оконной функции Наттолла, а его второй выход соединен с первым входом блока индикации с дисплеем и с первым входом первого блока ключей. При этом третий выход данного блока выделения и запоминания участка цифрового сигнала соединен с первым входом второго блока ключей, а его четвертый выход подключен к третьему входу блока индикации с дисплеем, ко второму входу первого блока ключей и ко второму входу второго блока ключей, а пятый выход блока выделения и запоминания участка цифрового сигнала соединен со вторым входом блока индикации с дисплеем. При этом выход блока сегментации и наложения оконной функции Наттолла через последовательно соединенные - оперативное запоминающее устройство, блок быстрого преобразования Фурье, блок поворота фазы коэффициентов преобразования, блок обратного быстрого преобразования Фурье, подключен к первому входу блока перекрытия сегментов и компенсации неравномерности окна Наттолла, выход которого соединен с шестым входом блока выделения и запоминания участка цифрового сигнала. При этом выход первого блока ключей соединен со входом первого блока дискретно-косинусного преобразования, выход которого подключен к четвертому входу блока индикации с дисплеем и к первому входу блока определения модуля и фазы спектра, второй вход которого соединен с выходом второго блока дискретно-косинусного преобразования, вход которого соединен с выходом второго блока ключей, а первый и второй выходы блока определения модуля и фазы спектра подключены, соответственно, к пятому и шестому входам блока индикации с дисплеем. Причем второй выход аналого-цифрового преобразователя соединен также со вторым входом блока сегментации и наложения оконной функции Наттолла и третьим входом блока перекрытия сегментов и компенсации неравномерности окна Наттолла, при этом выход блока удвоения частоты импульсов дискретизации соединен с третьим входом блока сегментации и компенсации неравномерности окна Наттолла и со вторым входом блока перекрытия сегментов и компенсации неравномерности окна Наттолла.

Перечень чертежей

Предложенный способ и устройство поясняются фигурами, где:

Фиг.1. Структурная схема устройства измерения спектра информационных акустических сигналов телерадиовещания.

Фиг.2. Схема блока выделения и запоминания участка цифрового сигнала.

Фиг.3. Схема другого варианта реализации блока выделения и запоминания участка цифрового сигнала.

Фиг.4. Схема блока сегментации и наложения оконной функции Наттолла.

Фиг.5. Временные диаграммы работы блока сегментации и наложения оконной функции Наттолла.

Фиг.6. Схема блока перекрытия сегментов и компенсации неравномерности окна Наттолла.

Фиг.7. Временные диаграммы работы блока перекрытия сегментов и компенсации неравномерности окна Наттолла.

Фиг.8. Схема блока определения модуля и фазы спектра.

Осуществление изобретения

Особенностью предлагаемого способа измерения спектра информационных акустических сигналов телерадиовещания, в отличие от прототипа, является использование дискретно-косинусного преобразования (ДКП) для получения спектральных характеристик сигналов вместо быстрого преобразования Фурье (БПФ). Использование ДКП позволяет повысить точность цифрового метода измерения спектра информационных акустических сигналов как за счет увеличения разрешающей способности, так и за счет уменьшения в спектре уровня боковых лепестков преобразования окна и уменьшения осцилляции оценки амплитуды спектральных составляющих на 4 дБ. Использование ДКП позволяет также уменьшить длительности отрезков информационного акустического сигнала, на которых измеряется мгновенный спектр. Дело в том, что ДКП обладает в 2 раза большей разрешающей способностью по сравнению с БПФ. Кроме того, разрешающая способность БПФ дополнительно уменьшается за счет использования сложных оконных функций, которые для ДКП не требуются. Особенностью ДКП является то, что в отличие от БПФ, это преобразование не позволяет измерять модуль спектра и фазочастотную характеристику сигнала. С целью расширения функциональной возможности ДКП по измерению модуля спектра и фазочастотной характеристики сигнала, предложено осуществлять формирование вместо одного, двух цифровых акустических сигналов (основного и дополнительного), причем дополнительный цифровой акустический сигнал является ортогональным по отношению к основному, т.е. все его спектральные составляющие сдвинуты на 90° относительно основного. Особенностью предлагаемого метода является также то, что здесь осуществляется привязка измеряемых мгновенных значений спектра, модуля спектра и фазочастотной характеристики сигнала к регулируемым по временному положению и по длительности отрезкам временного акустического сигнала, на которых этот спектр измеряется.

Способ измерения спектра информационных акустических сигналов телерадиовещания реализуется следующим образом. Над входным аналоговым информационным акустическим сигналом телерадиовещания осуществляют низкочастотную фильтрацию, а затем аналого-цифровое преобразование. Частота дискретизации может быть, например 48 кГц, а количество разрядов в кодовой комбинации 16. После этого осуществляют выделение первого регулируемого по длительности участка цифрового временного сигнала из N кодовых комбинаций этого сигнала, соответствующих N дискретным отсчетам акустического сигнала. Длительность этого участка может регулироваться в широких пределах и принимать различные значения, например 16 сек (время оперативной слуховой памяти). После этого осуществляют разветвление цифрового временного сигнала с выделенного первого, регулируемого по длительности участка, на второй и третий одинаковые с первым участки с, соответственно, основным и дополнительным цифровыми сигналами. Таким образом, закладывается основа для формирования вместо одного, двух цифровых акустических сигналов - основного и дополнительного, причем дополнительный цифровой акустический сигнал с третьего участка нужно будет сформировать ортогональным по отношению к основному сигналу со второго участка. Процесс формирования дополнительного ортогонального цифрового сигнала с третьего участка связан с временной задержкой этого сигнала. Поэтому для выравнивания времени задержки для основного цифрового сигнала со второго участка по отношению времени задержки дополнительного цифрового сигнала с третьего участка, основной цифровой сигнал из N кодовых комбинаций со второго участка задерживают. Затем этот основной цифровой сигнал со второго участка запоминают, после чего осуществляют цифровую индикацию этого временного сигнала.

А из дополнительного цифрового сигнала из N кодовых комбинаций с третьего участка осуществляют формирование последовательности сегментов цифрового сигнала из К кодовых комбинаций этого сигнала в каждом сегменте. После чего осуществляют наложение оконной функции Наттолла на каждый сегмент и получают последовательность сегментов дополнительного цифрового сигнала из 2К кодовых комбинаций этого сигнала в каждом сегменте. Эта оконная функция, в отличие от прямоугольного окна без перекрытия, используемого в прототипе, не приводит к появлению разрывов анализируемых функций и возникновению вследствие этого в спектре боковых лепестков преобразования окна, которые заметно искажают амплитуды соседних спектральных составляющих. Использование оконной функции Наттолла с последующим 50% перекрытием каждого сегмента из 2К кодовых комбинаций сигнала в каждом сегменте с предыдущим ему сегментом и компенсацией неравномерности данной оконной функции позволяет увеличить защитное отношение, характеризующее уровень помех и искажений в сигнале, до 92 дБ. Это очень существенно для передачи сигналов художественного вещания. Наименьшим уровнем боковых лепестков, из существующих оконных функций, обладает именно окно Наттолла.

После наложения оконной функции Наттолла на каждый сегмент осуществляют накопление этих 2К кодовых комбинаций в каждом сегменте, а затем в каждом сегменте производят 2К прямое быстрое преобразование Фурье накопленных 2К кодовых комбинаций дополнительного цифрового сигнала и формируют 2К пар коэффициентов преобразования, соответствующих представлению каждого сегмента дополнительного цифрового сигнала в спектральной области. Это преобразование определяется известной формулой [1, 2]:

которая записывается также в следующем виде:

где: N - число отсчетов, n - номер гармоники, k - индекс отсчета сигнала от 0 до N-1.

А после быстрого преобразования Фурье в каждом сегменте осуществляют в цифровом виде поворот фазы 2К пар коэффициентов преобразования путем изменения в каждой паре коэффициентов знака коэффициента при jsin 2πnk/N, что соответствует повороту фазы на 90° всех спектральных составляющих во временной области в исходном аналоговом сигнале.

Затем осуществляют обратное быстрое преобразование Фурье из 2К пар спектральных коэффициентов в каждом сегменте в 2К кодовых комбинаций в каждом сегменте дополнительного цифрового сигнала с третьего участка. Для более качественного восстановления сигнала в случае использования окна Наттолла осуществляют сложение с 50% перекрытием каждого сегмента дополнительного цифрового сигнала с предыдущим ему сегментом, задержанным на длительность, равную половине длительности сегмента и получают таким образом цифровой сигнал, состоящий из К кодовых комбинаций в каждом сегменте или из N кодовых комбинаций третьего участка. Поскольку окно Наттола не относиться к числу окон обеспечивающих единичный коэффициент передачи при использовании 50% перекрытий, то увеличение точности восстановленного дополнительного цифрового сигнала осуществляют путем компенсации неравномерности оконной функции Наттолла. Такая компенсация позволяет увеличить защитное отношение, характеризующее уровень помех и искажений в сигнале, до 92 дБ.

Таким образом оказался сформированным дополнительный цифровой сигнал из N кодовых комбинаций третьего участка как ортогональный (сдвинутый на 90°) по отношению основному цифровому сигналу из N кодовых комбинаций со второго участка. Далее этот дополнительный ортогональный цифровой сигнал с третьего участка запоминают одновременно с запоминанием основного цифрового сигнала со второго участка.

При этом в запомненных основном и ортогональном дополнительном цифровых временных сигналах с, соответственно, второго и третьего участков, в их одинаковых и регулируемых на длительности участков местах, осуществляют выделение одинаковых, соответственно, первого и второго регулируемых по длительности отрезков, соответственно, основного и ортогонального дополнительного цифровых временных сигналов из В кодовых комбинаций в отрезке. Длительность этих одинаковых по месту выделения и по длительности отрезков может регулироваться в пределах от 8-16 мсек до длительности всего участка. А одинаковые места выделения этих отрезков на длительности участков могут регулироваться от начала этих участков до их окончания.

После этого над В кодовыми комбинациями с первого регулируемого по длительности отрезка основного цифрового временного сигнала производят первое дискретно-косинусное преобразование (ДКП) массива данных Х(m), m=0,1,. ., N-1, в соответствии с известной формулой [1]:

где L_x(b) - есть b-й коэффициент ДКП, N - число отсчетов;

и формируют первые В спектральных коэффициентов основного цифрового сигнала, над которыми затем осуществляют цифровую индикацию. А над В кодовыми комбинациями со второго регулируемого по длительности отрезка ортогонального дополнительного цифрового временного сигнала производят второе дискретно-косинусное преобразование и формируют вторые В спектральных коэффициентов ортогонального дополнительного цифрового сигнала. После чего, используя первые В спектральных коэффициентов основного цифрового сигнала и вторые В спектральных коэффициентов ортогонального дополнительного цифрового сигнала, формируют цифровые сигналы, соответствующие модулю спектра и фазочастотной характеристике измеряемого сигнала, в соответствии с известными формулами [2]:

где s(ω)_осн=S(ω)_cos - спектральная плотность основного сигнала, состоящая из В спектральных коэффициентов;

S(ω)_доп=S(ω)_sin - спектральная плотность дополнительного сигнала, состоящая из В спектральных коэффициентов;

а затем над цифровыми сигналами, соответствующими модулю спектра и фазочастотной характеристике измеряемого сигнала, осуществляют цифровую индикацию.

Предлагаемый способ обеспечивает повышение точности цифрового метода измерения спектра информационных акустических сигналов за счет увеличения разрешающей способности в 2 раза и уменьшения в спектре уровня боковых лепестков преобразования окна и уменьшения осцилляции оценки амплитуды спектральных составляющих на 4 дБ. Описанный способ обеспечивает уменьшение длительности отрезков информационного акустического сигнала, на которых измеряется мгновенный спектр за счет использования дискретно косинусного преобразования вместо быстрого преобразования Фурье. Кроме того, предлагаемый способ позволяет расширить функциональные возможности за счет привязки мгновенных значений спектра к регулируемым по длительности отрезкам временного акустического сигнала, на которых этот спектр измеряется, а также за счет измерения модуля спектра и фазочастотной характеристики сигнала на этих отрезках.

Способ осуществляют при помощи устройства

Устройство измерения спектра информационных акустических сигналов телерадиовещания (фиг.1) состоит из фильтра низких частот 1, аналого-цифрового преобразователя 2, блока выделения и запоминания участка цифрового сигнала 3, первого блока ключей 4, первого блока дискретно-косинусного преобразования 5, блока индикации с дисплеем 6, блока удвоения частоты импульсов дискретизации 7, блока сегментации и наложения оконной функции Наттолла 8, оперативного запоминающего устройства 9, блока быстрого преобразования Фурье 10, блока поворота фазы коэффициентов преобразования 11, блока обратного быстрого преобразования Фурье 12, блока перекрытия сегментов и компенсации неравномерности окна Наттолла 13, блока управления 14, второго блока ключей 15, второго блока дискретно-косинусного преобразования 16, блока определения модуля и фазы спектра 17.

Вход фильтра низких частот 1 соединен со входом устройства, а выход фильтра соединен со входом аналого-цифрового преобразователя 2, первый выход которого соединен с первым входом блока выделения и запоминания участка цифрового сигнала 3, а второй выход аналого-цифрового преобразователя 2 соединен со входом блока удвоения частоты импульсов дискретизации 7 и со вторым входом блока выделения и запоминания участка цифрового сигнала 3, третий, четвертый и пятый входы которого подключены, соответственно, к первому, второму и третьему выходам блока управления 14, четвертый и пятый выходы которого соединены, соответственно, с седьмым и восьмым входами блока выделения и запоминания участка цифрового сигнала 3, первый выход которого подключен к первому входу блока сегментации и наложения оконной функции Наттолла 8, а второй выход блока выделения и запоминания участка цифрового сигнала 3 соединен с первым входом блока индикации с дисплеем бис первым входом первого блока ключей 4, при этом третий выход блока выделения и запоминания участка цифрового сигнала 3 соединен с первым входом второго блока ключей 15, а четвертый выход блока выделения и запоминания участка цифрового сигнала 3 подключен к третьему входу блока индикации с дисплеем 6, ко второму входу первого блока ключей 4 и ко второму входу второго блока ключей 15, а пятый выход блока выделения и запоминания участка цифрового сигнала 3 соединен со вторым входом блока индикации с дисплеем 6, при этом выход блока сегментации и наложения оконной функции Наттолла 8 соединен со входом оперативного запоминающего устройства 9, выход которого подключен ко входу блока быстрого преобразования Фурье 10, выход которого подключен ко входу блока поворота фазы коэффициентов преобразования 11, выход которого соединен со входом блока обратного быстрого преобразования Фурье 12, выход которого подключен к первому входу блока перекрытия сегментов и компенсации неравномерности окна Наттолла 13, выход которого соединен с шестым входом блока выделения и запоминания участка цифрового сигнала 3, при этом выход первого блока ключей 4 соединен со входом первого блока дискретно-косинусного преобразования 5, выход которого подключен к четвертому входу блока индикации с дисплеем 6 и к первому входу блока определения модуля и фазы спектра 17, второй вход которого соединен с выходом второго блока дискретно-косинусного преобразования 16, вход которого соединен с выходом второго блока ключей 15, а первый и второй выходы блока определения модуля и фазы спектра 17 подключены, соответственно, к пятому и шестому входам блока индикации с дисплеем 6, причем второй выход аналого-цифрового преобразователя 2 соединен также со вторым входом блока сегментации и наложения оконной функции Наттолла 8 и третьим входом блока перекрытия сегментов и компенсации неравномерности окна Наттолла 13, при этом выход блока удвоения частоты импульсов дискретизации 7 соединен с третьим входом блока сегментации и наложения оконной функции Наттолла 8 и со вторым входом блока перекрытия сегментов и компенсации неравномерности окна Наттолла 14.

Предлагаемый способ осуществляется при помощи предлагаемого устройства следующим образом (Фиг.1). Аналоговый информационный акустический сигнал телерадиовещания поступает на вход устройства и попадает далее на вход фильтра низких частот (ФНЧ) 1, при помощи которого осуществляется ограничение спектра акустического сигнала в отношении высокочастотных составляющих, например частотой 20 кГц. Далее информационный акустический сигнал с выхода ФНЧ 1 подается на вход аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 2, где он преобразуется в цифровой информационный сигнал, например с частотой дискретизации 48 кГц и с количеством разрядов в кодовой комбинации 16. Цифровой сигнал в виде параллельных кодовых комбинаций с первого выхода АЦП 2 подается на первый вход блока выделения и запоминания участка цифрового сигнала (БВЗУЦС) 3.

В блоке 3 под действием короткого сигнала, поступающего на третий вход БВЗУЦС 3 с первого выхода блока управления (БУ) 14, а также под действием импульсов дискретизации, поступающих на второй вход БВЗУЦС 3 со второго выхода АЦП 2, из цифрового временного сигнала осуществляется выделение регулируемого по длительности первого участка этого сигнала. Данный участок состоит из N параллельных кодовых комбинаций, соответствующих N дискретным отсчетам акустического сигнала. Длительность этого первого участка может регулироваться в широких пределах и принимать различные значения, например 16 сек (время оперативной слуховой памяти). Для данного примера, на выделенном первом участке цифрового сигнала будет N=48000·16=768000 параллельных кодовых комбинаций. Первый управляющий сигнал, при помощи которого осуществляется регулирование длительности участка, формируется в БВЗУЦС 3 и задается при помощи сигнала (в виде кодовых комбинаций), поступающего на четвертый вход БВЗУЦС 3 со второго выхода БУ 14. Для нашего примера это будет кодовая комбинация 10111011100000000000.

В БВЗУЦС 3 осуществляется также разветвление цифрового временного сигнала с выделенного первого регулируемого по длительности участка на второй и третий одинаковые с первым участки с, соответственно, основным и дополнительным цифровыми акустическими сигналами. При этом в других блоках устройства дополнительный цифровой акустический сигнал с третьего участка нужно будет сформировать ортогональным по отношению к основному сигналу со второго участка. Процесс формирования дополнительного ортогонального цифрового сигнала с третьего участка связан с временной задержкой этого сигнала. Поэтому в БВЗУЦС 3 с целью выравнивания времени задержки для основного цифрового сигнала со второго участка по отношению времени задержки дополнительного цифрового сигнала с третьего участка, основной цифровой сигнал из N кодовых комбинаций со второго участка подвергается задержке. Кроме того, в БВЗУЦС 3 основной цифровой сигнал со второго участка запоминается, а затем в виде параллельных кодовых комбинаций со второго выхода БВЗУЦС 3 подается на первый вход первого блока ключей (БК) 4 и на первый вход блока индикации с дисплеем (БИД) 6, на экране которого осуществляется индикация сигнала с этого участка в виде временной осциллограммы информационного акустического сигнала.

А дополнительный цифровой сигнал из N параллельных кодовых комбинаций с третьего участка подается на первый выход БВЗУЦС 3, а далее на первый вход блока сегментации и наложения оконной функции Наттолла (БСНОФН) 8. На второй вход данного блока поступают импульсы дискретизации со второго выхода АЦП 2, а на третий вход БСНОФН 8 поступают импульсы с удвоенной частотой дискретизации с выхода блока удвоения частоты импульсов дискретизации (БУЧИД) 7. В блоке 8 осуществляется формирование последовательности сегментов цифрового сигнала из К параллельных кодовых комбинаций этого сигнала в каждом сегменте. Здесь же осуществляется наложение оконной функции Наттолла на каждый сегмент и получение последовательности сегментов дополнительного цифрового сигнала из 2К кодовых комбинаций этого сигнала в каждом сегменте. Цифровой сигнал с выхода БСНОФН 8 подается далее на вход оперативного запоминающего устройства (ОЗУ) 9, где осуществляется накопление 2К параллельных кодовых комбинаций в каждом сегменте. Затем цифровой сигнал с выхода ОЗУ 9 поступает на вход блока быстрого преобразования Фурье (ББПФ) 10, где осуществляется 2К точечное прямое быстрое преобразование Фурье накопленных 2К кодовых комбинаций дополнительного цифрового сигнала и формируется 2К пар коэффициентов преобразования, соответствующих представлению каждого сегмента дополнительного цифрового акустического сигнала в спектральной области. После этого 2К пар коэффициентов преобразования с выхода ББПФ 10 подаются на вход блока поворота фазы коэффициентов преобразования (БПФКП), 11, в котором осуществляется в каждом сегменте в цифровом виде поворот фазы 2К пар коэффициентов преобразования путем изменения в каждой паре коэффициентов знака коэффициента при jsin 2πnk/М, что соответствует повороту фазы на 90° всех спектральных составляющих во временной области в исходном аналоговом сигнале. Затем 2К пар коэффициентов преобразования с выхода БПФКП 11 поступают на вход блока обратного быстрого преобразования Фурье (БОБПФ) 12, где осуществляется преобразование из 2К пар спектральных коэффициентов в каждом сегменте в 2К кодовых комбинаций в каждом сегменте дополнительного цифрового сигнала с третьего участка. Кодовые комбинации с выхода БОБПФ 12 подаются далее на первый вход блока перекрытия сегментов и компенсации неравномерности окна Наттолла (БПСКНОН) 13. На второй вход данного блока поступают импульсы с удвоенной частотой дискретизации с выхода БУЧИД 7, а на третий вход БПСКНОН 13 поступают импульсы дискретизации со второго выхода АЦП 2. В БПСКНОН 13 с целью более качественного восстановления сигнала в случае использования окна Наттолла осуществляется сложение с 50% перекрытием каждого сегмента дополнительного цифрового сигнала с предыдущим ему сегментом, задержанным на длительность, равную половине длительности сегмента. Таким образом, снова получаем цифровой сигнал, состоящий из К кодовых комбинаций в каждом сегменте или из N кодовых комбинаций третьего участка. Поскольку окно Наттолла не относиться к числу окон обеспечивающих единичный коэффициент передачи при использовании 50% перекрытий, то увеличение точности восстановленного дополнительного цифрового сигнала осуществляется в БПСКНОН 13 путем компенсации неравномерности оконной функции Наттолла. Такая компенсация позволяет увеличить защитное отношение, характеризующее уровень помех и искажений в сигнале, до 92 дБ.

Таким образом, на выходе БПСКНОН 13 оказался сформированным дополнительный цифровой сигнал из N кодовых комбинаций третьего участка как ортогональный (сдвинутый на 90°) по отношению основному цифровому сигналу из N кодовых комбинаций со второго участка. Далее этот дополнительный ортогональный цифровой сигнал с третьего участка с выхода БПСКНОН 13 подается на шестой вход БВЗУЦС 3, в котором этот сигнал запоминается одновременно с запоминанием основного цифрового, сигнала со второго участка. Затем дополнительный ортогональный цифровой сигнал с третьего участка в виде параллельных кодовых комбинаций с третьего выхода БВЗУЦС 3 подается на первый вход второго БК 15.

В БВЗУЦС 3 осуществляется также формирование второго управляющего сигнала для задания места начала выделения на втором и третьем участках, регулируемых по длительности одинаковых, соответственно, первого и второго отрезков, соответственно, основного и ортогонального дополнительного цифровых временных сигналов из В кодовых комбинаций в отрезке. При формировании второго управляющего сигнала учитывается, что место начала выделения одинаковых отрезков основного и ортогонального дополнительного цифровых временных сигналов на длительности второго и третьего участках должно быть одинаковым для этих отрезков и задается при помощи сигнала (в виде кодовых комбинаций), поступающего на седьмой вход БВЗУЦС 3 с четвертого выхода БУ 14. Под действием сформированного в БВЗУЦС 3 второго управляющего сигнала это место начала выделения отрезков цифровых временных сигналов может устанавливаться в любом месте на длительности второго и третьего участков. Так, например, для второго и третьего участков длительностью 16 с, задаем место начала выделения первого и второго отрезков равным, например, 8 с от начала участка (384000 дискретных отсчетов). Тогда с четвертого выхода БУ 14 на седьмой вход БВЗУЦС 3 должна поступить кодовая комбинация 01011101110000000000.

В БВЗУЦС 3 осуществляется также формирование третьего управляющего сигнала для регулирования длительности одинаковых первого и второго отрезков, соответственно, основного и ортогонального дополнительного цифровых временных сигналов. Начало формирования третьего управляющего сигнала задается вторым управляющим сигналом, а длительность третьего управляющего сигнала задается при помощи сигнала (в виде кодовых комбинаций), поступающего на восьмой вход БВЗУЦС 3 с пятого выхода БУ 14. Под действием сформированного в БВЗУЦС 3 третьего управляющего сигнала эта длительность одинаковых по месту выделения и по длительности отрезков может регулироваться в пределах от 8-16 мс до длительности всего участка. Например, для длительности отрезков 16 мс (768 дискретных отсчетов) на восьмой вход БВЗУЦС 3 с пятого выхода БУ 14 должна поступить кодовая комбинация 00000000001100000000.

Третий управляющий сигнал, определяющий место выделения и длительность одинаковых первого и второго отрезков, соответственно, основного и ортогонального дополнительного цифровых временных сигналов подается на четвертый выход БВЗУЦС 3 и далее поступает на третий вход БИД 6, второй вход первого БК 4 и второй вход второго БК 15. При этом под действием третьего управляющего сигнала, поступающего на третий вход БИД 6, на его экране осуществляется отмечание цветом или яркостью выделенного отрезка информационного акустического сигнала на временной осциллограмме этого акустического сигнала со второго участка.

Под действием третьего управляющего сигнала, поступающего на второй вход первого БК 4 и второй вход второго БК 15, производится выделение одинаковых, соответственно, первого и второго регулируемых по длительности отрезков, соответственно, основного и ортогонального дополнительного цифровых временных сигналов с, соответственно, второго и третьего участков. Каждый выделенный отрезок основного и ортогонального дополнительного цифровых сигналов состоит из В кодовых комбинаций. Например, при длительности выделенного отрезка 16 мс, он будет состоять из В=768 кодовых комбинаций.

Далее, основной и ортогональный дополнительный цифровые сигналы, соответственно, с первого и второго отрезков, подаются с выходов, соответственно, первого БК 4 и второго БК 15, на входы, соответственно, первого дискретно-косинусного преобразователя (ДКП) 5 и второго ДКП 16. В первом ДКП 5 и втором ДКП 16 производятся дискретно-косинусные преобразования над В кодовыми комбинациями с, соответственно, первого и второго регулируемых по длительности отрезков, соответственно, основного и ортогонального дополнительного цифровых временных сигналов. В результате дискретно-косинусного преобразования на выходе первого ДКП 5 появляются кодовые комбинации, соответствующие первым В спектральным коэффициентам основного цифрового сигнала с первого отрезка, которые поступают на первый вход блока определения модуля и фазы спектра (БОМФС) 17 и на четвертый вход БИД 6. При этом на экране БИД 6 показывается спектральный состав информационного акустического сигнала, с отмеченного цветом или яркостью первого отрезка, на временной осциллограмме акустического сигнала со второго участка. Сама данная временная осциллограмма, как ранее было сказано, также демонстрируется на экране БИД 6.

Одновременно, в результате дискретно-косинусного преобразования на выходе второго ДКП 16 появляются кодовые комбинации, соответствующие вторым В спектральным коэффициентам ортогонального дополнительного цифрового сигнала, которые поступают на второй вход БОМФС 17. В блоке 17 на базе первых В спектральных коэффициентов основного цифрового сигнала и вторых В спектральных коэффициентов ортогонального дополнительного цифрового сигнала, формируют цифровые сигналы, соответствующие модулю спектра и фазочастотной характеристике измеряемого сигнала. Эти сформированные в БОМФС 17 цифровые сигналы подаются с, соответственно первого и второго выходов БОМФС 17 на, соответственно, пятый и шестой входы БИД 6. При этом на экране БИД 6 показывается модуль спектра и фазочастотная характеристика информационного акустического сигнала с, отмеченного цветом или яркостью первого отрезка, на временной осциллограмме акустического сигнала со второго участка. Данная временная осциллограмма, как ранее было сказано, также демонстрируется на экране БИД 6.

При изменении длительности выделяемого первого участка цифрового сигнала (а значит второго и третьего участков), состоящего из N параллельных кодовых комбинаций, соответствующих N дискретным отсчетам акустического сигнала, осуществляется изменение значение кодовой комбинации, подаваемой на четвертый (кодовый) вход БВЗУЦС 3 со второго выхода БУ 14. Для сброса данных в БВЗУЦС 3 о предыдущем выделенном первом участке и запуске процесса с измененной длительностью выделяемого первого участка, на третий вход БВЗУЦС 3 с первого выхода БУ 14 подается короткий импульс, поступающий также на пятый выход БВЗУЦС 3 и далее на второй вход БИД 6. Информация, присутствовавшая в БИД 6 об выделенном отрезке информационного акустического сигнала на временной осциллограмме этого акустического сигнала со второго участка, а также спектральный состав, модуль спектра и фазочастотная характеристика этого сигнала, под действием данного короткого импульса стирается. Далее процесс функционирования устройства, но уже в отношении измененной длительности выделяемого первого участка цифрового сигнала, происходит аналогично ранее описанному.

Предлагаемое устройство на основе использования дискретно косинусного преобразования вместо быстрого преобразования Фурье позволяет повысить точность цифрового метода измерения спектра информационных акустических сигналов за счет увеличения разрешающей способности в 2 раза и уменьшения в спектре уровня боковых лепестков преобразования окна и уменьшения осцилляции оценки амплитуды спектральных составляющих на 4 дБ. Данное устройство за счет использования дискретно косинусного преобразования позволяет также уменьшить длительности отрезков информационного акустического сигнала, на которых измеряется мгновенный спектр. Кроме того, предлагаемое устройство позволяет расширить функциональные возможности за счет привязки мгновенных значений спектра к регулируемым по длительности отрезкам временного акустического сигнала, на которых этот спектр измеряется, а также за счет измерения модуля спектра и фазочастотной характеристики сигнала на этих отрезках.

Особенностью предлагаемого устройства измерения спектра информационных акустических сигналов телерадиовещания является то, что нестандартными в нем являются БВЗУЦС 3, БУЧИД 7, БСНОФН 8, БПСКНОН 13, БУ 14 и БОМФС 17, которые требуют дополнительного пояснения или раскрытия.

При этом блок удвоения частоты импульсов дискретизации (БУЧИД) 7, может быть выполнен в виде последовательно включенных: формирователя меандра, дифференциальной схемы, двухполупериодного выпрямителя и формирователя коротких импульсов.

Блок управления (БУ) 14 может быть выполнен следующим образом. Короткие импульсы с первого выхода БУ 14 формируются при помощи кнопки ключа, выведенной на пульт БУ 14. При нажатии оператором на эту кнопку на выходе ключа появляется уровень лог.1, который далее поступает на вход формирователя коротких импульсов, а с его выхода поступает на первый выход БУ 14. Аналогичным образом формируются короткие импульсы с третьего выхода БУ 14. Формирование кодовых комбинаций на втором (кодовом) выходе БУ 14 в самом простом случае может осуществляться при помощи 20 переключателей, выведенных на пульт оператора. На эти переключатели подаются уровни лог.1 и лог.0. В зависимости от положения этих 20 ключей на их выходах будет формироваться та или иная кодовая комбинация, например 10111011100000000000. В более сложном варианте оператор набирает на пульте комбинацию десятичных цифр, например 768000, соответствующих длительности первого участка цифрового сигнала состоящего в нашем примере из N=768000 параллельных кодовых комбинаций. Эти десятичные цифры в БУ 14 далее стандартным методом преобразуются в двоичную кодовую комбинацию 10111011100000000000, которая подается на второй кодовый выход БУ 14. Аналогичным образом формируются кодовые комбинации на четвертом и пятом (кодовых) выходах БУ 14.

Пример реализации блока выделения и запоминания участка цифрового сигнала (БВЗУЦС) 3 показан на Фиг.2 Данный блок содержит: схему ключей, линию задержки, первый, второй, третий и четвертый блоки памяти, первый, второй, третий, четвертый и пятый RS-триггеры, первую, вторую, третью и четвертую схемы И, первый, второй, третий и четвертый счетчики, первый, второй, третий и четвертый элементы задержки, а также схему ИЛИ.

При этом первый (кодовый) вход схемы ключей является первым входом БВЗУЦС 3, а второй вход схемы ключей соединен с выходом второго RS-триггера.

Кодовый выход схемы ключей соединен с первым (кодовым) выходом БВЗУЦС 3 и с первым (кодовым) входом линии задержки. Кодовый выход линии задержки подключен к первому (кодовому) входу первого блока памяти, кодовый выход которого соединен с первым (кодовым) входом второго блока памяти, кодовый выход которого соединен со вторым (кодовым) выходом БВЗУЦС 3. Второй вход первого блока памяти соединен со вторым входом третьего блока памяти, вторым входом линии задержки, выходом первой схемы И, с R входом второго RS-триггера и с первым входом первого счетчика, а третий вход первого блока памяти соединен с четвертыми входами второго и четвертого блоков памяти, с третьим входом третьего блока памяти, с R входом первого RS-триггера, с третьим входом БВЗУЦС 3 и пятым выходом БВЗУЦС 3. Второй вход второго блока памяти соединен с R входами третьего и четвертого RS-триггеров, выходом схемы ИЛИ и вторым входом четвертого блока памяти, третий вход которого соединен с третьим входом второго блока памяти, выходом второй схемы И, с первым входом второго счетчика и со вторыми входами третьей и четвертой схем И. Первый (кодовый) вход третьего блока памяти соединен с шестым (кодовым) входом БВЗУЦС 3, а кодовый выход третьего блока памяти подключен к первому (кодовому) входу четвертого блока памяти, кодовый выход которого соединен с третьим (кодовым) выходом БВЗУЦС 3. Второй вход первой схемы И соединен со вторым входом второй схемы И и со вторым входом БВЗУЦС 3. При этом S вход первого RS-триггера соединен с выходом первого счетчика, со входом первого элемента задержки, с S входом второго RS-триггера и первым входом схемы ИЛИ, а выход первого RS-триггера подключен к первому входу первой схемы И. Второй (кодовый) вход первого счетчика соединен со вторым (кодовым) входом второго счетчика и с четвертым (кодовым) входом БВЗУЦС 3, а третий вход первого счетчика подключен к выходу первого элемента задержки. Выход второго счетчика подключен ко входу второго элемента задержки, выход которого соединен с третьим входом второго счетчика и с S входом третьего RS-триггера, выход которого подключен к первому входу второй схемы И. Второй вход схемы ИЛИ соединен с пятым входом БВЗУЦС 3. При этом S вход четвертого RS-триггера соединен с третьим входом третьего счетчика и с выходом третьего элемента задержки, а выход четвертого RS-триггера подключен к первому входу третьей схемы И, выход которой подключен к первому входу третьего счетчика, второй (кодовый) вход которого соединен с седьмым (кодовым) входом БВЗУЦС 3, а выход третьего счетчика соединен с R входом пятого RS-триггера и со входом третьего элемента задержки, выход которого соединен с третьим входом третьего счетчика и с S входом четвертого RS-триггера. При этом второй (кодовый) вход четвертого счетчика соединен с восьмым (кодовым) входом БВЗУЦС 3, а выход четвертого счетчика подключен ко входу четвертого элемента задержки, выход которого соединен с третьим входом четвертого счетчика и с S входом пятого RS-триггера, выход которого соединен с четвертым выходом БВЗУЦС 3 и с первым входом четвертой схемы И, выход которой подключен к первому входу четвертого счетчика.

Блок БВЗУЦС 3 функционирует следующим образом (Фиг.2). Перед началом работы все блоки памяти, RS-триггеры и счетчика сброшены в исходное состояние. На первый (кодовый) вход БВЗУЦС 3 поступает цифровой временной сигнал в виде параллельных кодовых комбинаций с первого выхода АЦП 2 (Фиг.1). Эти кодовые комбинации подаются на первый (кодовый) вход схемы ключей (СК). На второй вход БВЗУЦС 3 поступают импульсы дискретизации со второго выхода АЦП 2 (Фиг.1). Эти импульсы поступают на вторые входы первой и второй схем И (Фиг.2). На четвертый (кодовый) вход БВЗУЦС 3 со второго (кодового) выхода БУ 14 (Фиг.1) поступает сигнал в виде параллельной кодовой комбинации, при помощи которой задается длительность выделяемого первого участка цифрового временного сигнала состоящего из N параллельных кодовых комбинаций. Регулировка длительности выделяемого первого участка осуществляется при помощи изменения значения кодовой комбинации на втором выходе БУ 14. Для нашего примера была использована кодовая комбинация 10111011100000000000, задающая длительность первого участка цифрового временного сигнала, равной 16 сек. Сигнал в виде параллельной кодовой комбинации с четвертого (кодового) входа БВЗУЦС 3 подается внутри этого блока на вторые (кодовые) входы первого и второго счетчиков (Фиг.2).

Выделение регулируемого по длительности первого участка цифрового сигнала, состоящего из N параллельных кодовых комбинаций, осуществляется следующим образом. На третий вход БВЗУЦС 3 с первого выхода БУ 14 (Фиг.1) подается короткий импульс, который внутри БВЗУЦС 3 поступает на R вход первого RS-триггера (RS-триггер₁), на третьи входы первого и третьего блоков памяти, на четвертые входы второго и четвертого блоков памяти, а также на пятый выход БВЗУЦС 3. Состояния блоков памяти не изменяется от воздействия данного короткого импульса, выполняющего для этих блоков функцию сброса (обнуления), т.к. данные блоки были еще раньше сброшены в исходное состояние. Однако под действием этого короткого импульса срабатывает RS-триггер₁ и на его выходе появляется уровень логической 1 (лог.1). Данный уровень поступает на первый вход первой схемы И (И₁) и открывает эту схему для прохождения через нее импульсов дискретизации с ее второго входа. Под действием первого импульса дискретизации с выхода И₁ срабатывает второй RS-триггер (RS-триггер₂), вход которого подключен к выходу И₁ На выходе данного триггера появляется уровень лог.1, который поступает на второй вход СК. Эта схема ключей открывается и через нее на выход схемы начинает проходить цифровой сигнал в виде параллельных кодовых комбинаций с первого (кодового) входа данной схемы.

Данный цифровой временной сигнал далее разветвляется на второй и третий одинаковые с первым участки с, соответственно, основным и дополнительным цифровыми акустическими сигналами. При этом дополнительный цифровой сигнал третьего участка с кодового выхода СК поступает на первый (кодовый) выход БВЗУЦС 3. А основной цифровой сигнал второго участка подается с кодового выхода СК на первый (кодовый) вход линии задержки (ЛЗ), а на второй вход ЛЗ поступают импульсы дискретизации с выхода И₁, под действием которых основной цифровой сигнал второго участка в виде параллельных кодовых комбинаций продвигается по этой ЛЗ. Задержка сигнала необходима с целью выравнивания времени задержки для основного цифрового сигнала со второго участка по отношению времени задержки дополнительного цифрового сигнала с третьего участка.

Далее основной цифровой сигнал второго участка с кодового выхода ЛЗ поступает на первый (кодовый) вход первого блока памяти (БП₁). На второй вход БП₁ поступают импульсы дискретизации с выхода И₁, под действием которых основной цифровой сигнал второго участка в виде параллельных кодовых комбинаций начинает заполнять ячейки БП₁, т.е. запоминается. Эти кодовые комбинации появляются на кодовом выходе БП₁.

А дополнительный цифровой сигнал третьего участка с шестого (кодового) входа БВЗУЦС 3 поступает на первый (кодовый) вход третьего блока памяти (БП₃). На второй вход БП₃ поступают импульсы дискретизации с выхода И₁, под действием которых дополнительный цифровой сигнал третьего участка в виде параллельных кодовых комбинаций начинает заполнять ячейки БП₃, т.е. запоминается. Эти кодовые комбинации появляются на кодовом выходе БП₃.

Кроме того, импульсы дискретизации с выхода И₁ поступают на первый вход первого счетчика (СЧ₁), в котором осуществляется их подсчет. При поступлении на первый вход СЧ₁ N импульсов дискретизации (в нашем примере N=768000, что соответствует кодовой комбинации 10111011100000000000 на втором кодовом входе СЧ₁) на выходе данного счетчика появляется импульс. Данный импульс поступает на вход первого элемента задержки (ЭЗ₁) и после небольшой задержки этот импульс появляется на выходе ЭЗ₁. Под действием этого импульса, поступающего на третий (сбросовый) вход СЧ₁, данный счетчик возвращается в исходное состояние. Короткий импульс с выхода СЧ₁ поступает на S входы RS-триггера₁, и RS-триггера₂, от которого данные триггера срабатывают и на их выходах появляется уровень лог.0. Этот уровень лог.0 с выхода RS-триггера₁ прикладывается к первому входу И₁ и закрывает данную схему для прохождения через нее импульсов дискретизации на второй вход ЛЗ и на вторые входы БП₁ и БП₃, вследствие чего работа данных схем останавливается. А под действием уровня лог.0 с выхода RS-триггера₂, поступающего на второй вход СК, эта схема закрывается для прохождения через нее параллельных кодовых комбинаций с первого (кодового) входа БВЗУЦС 3.

Таким образом, в БВЗУЦС 3 осуществилось формирование первого управляющего сигнала, при помощи которого произведено выделение первого регулируемого по длительности участка цифрового временного сигнала из N кодовых комбинаций этого сигнала. В БВЗУЦС 3 осуществилось также разветвление этого цифрового сигнала на второй и третий одинаковые с первым участки, с соответственно, основным и дополнительным цифровыми сигналами. Кроме того, произвелась задержка основного цифрового сигнала со второго участка, а также запоминание основного и дополнительного цифровых сигналов с, соответственно, второго и третьего участков.

Короткий импульс с выхода RS-триггера₁ поступает также на первый вход схемы ИЛИ, а далее, на R входы третьего RS-триггера (RS-триггера₃) и четвертого RS-триггера (RS-триггера₄), а также на вторые входы второго блока памяти (БП₂) и четвертого блока памяти (БП₄). Под действием этого импульса на вторых входах БП₂ и БП₄ параллельные кодовые комбинации основного и дополнительного цифровых сигналов с, соответственно, второго и третьего участков с, соответственно, кодового выхода БП₁ и кодового выхода БП₃ записываются, соответственно в БП₂ и БП₄.

Под действием короткого импульса с выхода схемы ИЛИ, поступающего на R вход RS-триггера₃, данный триггер срабатывает и на его выходе появляется уровень лог.1 Этот уровень прикладывается к первому входу второй схемы И (И₂) и открывает ее для прохождения импульсов дискретизации, поступающих на ее второй вход со второго входа БВЗУЦС 3. Эти импульсы дискретизации с выхода И₂ поступают на третьи входы БП₂ и БП₄. Под действием данных импульсов параллельные кодовые комбинации основного и дополнительного цифровых сигналов с, соответственно, второго и третьего участков с, соответственно, кодового выхода БП₂ и кодового выхода БП₄ начинают последовательно поступать на, соответственно, второй (кодовый) выход БВЗУЦС 3 и третий (кодовый) выход БВЗУЦС 3. При этом над цифровым сигналом со второго (кодового) выхода БВЗУЦС 3 осуществляется индикация в БИД 6 (Фиг.1) в виде временной осциллограммы информационного акустического сигнала со второго участка.

Импульсы дискретизации с выхода И₂ поступают также на первый вход второго счетчика (СЧ₂), который начинает подсчитывать данные импульсы. При этом на второй кодовый вход СЧ₂ с четвертого (кодового) входа БВЗУЦС 3 поступает кодовая комбинация 10111011100000000000, соответствующая в нашем примере N=768000 импульсам дискретизации или N=768000 параллельным кодовым комбинациям.

Короткий импульс с выхода схемы ИЛИ поступает также на R вход четвертого RS-триггера (RS-триггера₄) и заставляет его сработать, вследствие чего на его выходе появляется уровень лог.1. Этот уровень прикладывается к первому входу третьей схемы И (И₃), на второй вход которой подаются импульсы дискретизации с выхода И₂. Данные импульсы начинают проходить через И₃ и поступают на первый вход третьего счетчика (СЧ₃), который начинает их подсчитывать. Следует заметить, что RS-триггера₄, И₃, СЧ₃ и третий элемент задержки (ЭЗ₃) предназначены для формирования второго управляющего сигнала для задания места начала выделения на втором и третьем участках, регулируемых по длительности одинаковых, соответственно, первого и второго отрезков, соответственно, основного и дополнительного цифровых временных сигналов из В кодовых комбинаций в отрезке. При формировании второго управляющего сигнала учитывается, что место начала выделения одинаковых отрезков основного и дополнительного цифровых временных сигналов на длительности второго и третьего участках должно быть одинаковым для этих отрезков и задается при помощи сигнала (в виде кодовых комбинаций), поступающего на второй кодовый вход СЧ₃ с седьмого (кодового) входа БВЗУЦС 3. Место начала выделения отрезков цифровых временных сигналов может устанавливаться в любом месте на длительности второго и третьего участков. Для нашего примера это место равное 8 сек от начала участка (384000 дискретных отсчетов) будет определять кодовая комбинация 01011101110000000000.

При поступлении на первый вход СЧ₃ 384000 импульсов дискретизации, на выходе данного счетчика появляется импульс. Данный импульс поступает на вход третьего элемента задержки ЭЗ₃ и после небольшой задержки этот импульс появляется на выходе ЭЗ₃. Под действием этого импульса, поступающего на третий (сбросовый) вход СЧ₃, данный счетчик возвращается в исходное состояние. Этот же короткий импульс подается на S вход RS-триггера₄ и сбрасывает его в исходное состояние, закрывая таким образом прохождение импульсов дискретизации через И₃.

Таким образом, оказался сформированным второй управляющий сигнал, определяющий место начала выделения на втором и третьем участках, соответственно, первого и второго отрезков, соответственно, основного и дополнительного цифровых временных сигналов.

Короткий импульс с выхода СЧ₃, соответствующий месту начала выделения первого и второго отрезков, поступает также на R вход пятого RS-триггера (RS-триггера₅) и заставляет его сработать, вследствие чего на его выходе появляется уровень лог.1. Этот уровень прикладывается к первому входу четвертой схемы И (И₄), на второй вход которой подаются импульсы дискретизации с выхода И₂. Данные импульсы начинают проходить через И₄ и поступают на первый вход четвертого счетчика (СЧ₄), который начинает их подсчитывать. Следует заметить, что RS-триггер₅, И₃, СЧ₄ и четвертый элемент задержки (ЭЗ₄) предназначены для формирования третьего управляющего сигнала, под действие которого осуществляется регулирование длительности одинаковых первого и второго отрезков, соответственно, основного и дополнительного цифровых временных сигналов. Начало формирования третьего управляющего сигнала задается вторым управляющим сигналом (с выхода СЧ₃), а длительность третьего управляющего сигнала задается при помощи сигнала (в виде кодовых комбинаций), поступающего на второй кодовый вход СЧ₄ с восьмого (кодового) входа БВЗУЦС 3. Под действием третьего управляющего сигнала длительность одинаковых по месту выделения и по длительности отрезков может регулироваться в пределах от 8-16 мс до длительности всего участка. В нашем примере для длительности отрезков 16 мс (В=768 дискретных отсчетов) на второй кодовый вход СЧ₄ должна поступить кодовая комбинация 00000000001100000000.

При поступлении на первый вход СЧ₄ 768 импульсов дискретизации (в нашем примере), на выходе данного счетчика появляется импульс. Данный импульс поступает на вход четвертого элемента задержки ЭЗ₄ и после небольшой задержки этот импульс появляется на выходе ЭЗ₄. Под действием этого импульса, поступающего на третий (сбросовый) вход СЧ₄, данный счетчик возвращается в исходное состояние. Этот же короткий импульс подается на S вход RS-триггера₅ и сбрасывает его в исходное состояние. При этом на выходе RS-триггера₅ оказывается сформированным прямоугольный импульс, соответствующий третьему управляющему сигналу, определяющему место выделения и длительность одинаковых первого и второго отрезков, соответственно, основного и дополнительного цифровых временных сигналов на, соответственно, втором и третьем участках. Этот управляющий сигнал подается на четвертый выход БВЗУЦС 3 и далее на вторые входы БК 4, БК 15 и на третий вход БИД 6 (Фиг.1).

Как ранее было сказано импульсы дискретизации с выхода И₂ поступают на первый вход второго счетчика (СЧ₂), который подсчитывает данные импульсы. При этом на второй кодовый вход СЧ₂ с четвертого (кодового) входа БВЗУЦС 3 поступает кодовая комбинация 10111011100000000000, соответствующая в нашем примере N=768000 импульсам дискретизации или N=768000 параллельным кодовым комбинациям, определяющих длительность второго и третьего участков. При поступлении на первый вход СЧ₂ N=768000 импульсов дискретизации на выходе данного счетчика появляется импульс. Данный импульс поступает на вход второго элемента задержки ЭЗ₂ и после небольшой задержки этот импульс появляется на выходе ЭЗ₂. Под действием этого импульса, поступающего на третий (сбросовый) вход СЧ₂ данный счетчик возвращается в исходное состояние. Этот же короткий импульс подается на S вход RS-триггера₃ и сбрасывает его в исходное состояние. Под действием лог.0 с выхода данного триггера закрывается И₂ и импульсы дискретизации с ее выхода перестают поступать на третьи входы БП₂ и БП₄. Таким образом, оказывается законченным процесс последовательной передачи параллельных кодовых комбинаций основного и дополнительного цифровых сигналов с, соответственно, второго и третьего участков на, соответственно, второй и третий (кодовые) выходы БВЗУЦС 3. Еще раньше был закончен процесс формирования второго и третьего управляющих сигналов, определяющих место выделения и длительность одинаковых первого и второго отрезков, соответственно, основного и дополнительного цифровых временных сигналов на, соответственно, втором и третьем участках.

При изменении места выделения и длительности первого и второго отрезков соответственно, основного и дополнительного цифровых временных сигналов на, соответственно, втором и третьем участках, осуществляется изменение значений кодовых комбинаций, подаваемых на вторые кодовые входы СЧ₃ и СЧ₄ с, соответственно, седьмого и восьмого (кодовых) входов БВЗУЦС 3 (четвертого и пятого выходов БУ 14). Для запуска процесса с измененным местом выделения и длительностью первого и второго отрезков соответственно, основного и дополнительного цифровых временных сигналов на, соответственно, втором и третьем участках осуществляется подача короткого управляющего импульса с пятого входа БВЗУЦС 3 (третьего выхода БУ 14) на второй вход схемы ИЛИ. Импульс с выхода схемы ИЛИ, подается далее, на R входы третьего RS-триггера₃, RS-триггера₄, а также на вторые входы БП₂ и БП₄. Под действием этого импульса на вторых входах БП₂ и БП₄ параллельные кодовые комбинации основного и дополнительного цифровых сигналов с, соответственно, второго и третьего участков с, соответственно, кодового выхода БП₁ и кодового выхода БП₃ записываются, соответственно в БП₂ и БП₄.

Под действием короткого импульса с выхода схемы ИЛИ, поступающего на R вход RS-триггера₃, данный триггер срабатывает и на его выходе появляется уровень лог.1 Этот уровень прикладывается к первому входу И₂ и открывает ее для прохождения импульсов дискретизации, поступающих на ее второй вход со второго входа БВЗУЦС 3. Эти импульсы дискретизации с выхода И₂ поступают на третьи входы БП₂ и БП₄. Под действием данных импульсов параллельные кодовые комбинации основного и дополнительного цифровых сигналов с, соответственно, второго и третьего участков с, соответственно, кодового выхода БП₂ и кодового выхода БП₄ начинают последовательно поступать на, соответственно, второй (кодовый) выход БВЗУЦС 3 и третий (кодовый) выход БВЗУЦС 3.

Кроме того, под действием короткого импульса с выхода схемы ИЛИ запускаются схемы формирования второго и третьего управляющих сигналов, определяющих новое место выделения и новую длительность одинаковых первого и второго отрезков, соответственно, основного и дополнительного цифровых временных сигналов на, соответственно, втором и третьем участках. Т.е. работа БВЗУЦС 3 происходит аналогично ранее описанной.

При изменении длительности выделяемого первого участка цифрового сигнала состоящего из N параллельных кодовых комбинаций, соответствующих N дискретным отсчетам акустического сигнала, осуществляется изменение значение кодовой комбинации, подаваемой на вторые кодовые входы СЧ₁ и СЧ₂ с, четвертого (кодового) входа БВЗУЦС 3 (второго выхода БУ 14). Для запуска процесса с измененной длительностью выделяемого первого участка на третий вход БВЗУЦС 3 (с первого выхода БУ 14) подается короткий импульс, поступающий на R вход RS-триггера₁, на третьи (сбросовые) входы БП₁ и БП₃, на четвертые (сбросовые) входы БП₂ и БП₄, а также на пятый выход БВЗУЦС 3. Под действием этого короткого импульса БП₁, БП₃, БП₂ и БП₄ приходят в исходное состояние, a RS-триггер₁ срабатывает. Далее процесс функционирования БВЗУЦС 3 происходит аналогично ранее описанному.

Другой вариант реализации блока выделения и запоминания участка цифрового сигнала (БВЗУЦС) 3 показан на Фиг.3. Отличие данной схемы от схемы на Фиг.2 заключается только в том, что из предлагаемой схемы были исключены БП₁ и БП₃ и добавлена вторая схема ИЛИ (ИЛИ₂). Отличие заключается также в том, что кодовый выход ЛЗ соединен с первым (кодовым) входом БП₂, а шестой (кодовый) вход БВЗУЦС 3 соединен с первым (кодовым) входом БП₄. При этом вторые входы БП₂ и БП₄ подключены к выходу RS-триггера₃. Первый и второй входы ИЛИ₂ соединены, соответственно, с выходом И₁, и выходом И₂, а выход ИЛИ₂ соединен с третьими входами БП₂ и БП₄.

Отличие в функционировании БВЗУЦС 3 на Фиг 3 от БВЗУЦС на Фиг.2 заключается только в особенности работы БП₂ и БП₄. Перед началом работы все блоки памяти, RS-триггеры и счетчики сброшены в исходное состояние. При этом с выхода RS-триггера₃ на вторые входы БП₂ и БП₄ поступает уровень лог.0. Под действием данного уровня данные блоки находятся в режиме записи параллельных кодовых комбинаций на их первых (кодовых) входах. Работа БВЗУЦС 3 на Фиг.3, как и работа БВЗУЦС на Фиг.2 начинается с подачи на R вход RS-триггера₁ короткого импульса с третьего входа БВЗУЦС 3. Под действием уровня лог.1 с выхода данного триггера открывается И₁ вследствие чего импульсы дискретизации начинают поступать, в том числе и на первый вход ИЛИ₂, а далее на третьи входы БП₂ и БП₄. Под действием данных импульсов параллельные кодовые комбинации поступающие на первые (кодовые) входы БП₂ и БП₄, соответственно, с выхода ЛЗ и шестого (кодового) входа БВЗУЦС 3, начинают записываться в БП₂ и БП₄. После появления на выходе СЧ₁ короткого импульса, который поступает, в том числе, и на R-вход RS-триггера₃ (через ИЛИ₁) данный триггер срабатывает и на его выходе появляется уровень лог.1. Этот уровень прикладывается ко вторым входам БП₂ и БП₄, которые под действием данного уровня переходят из режима записи в режим считывания запомненных кодовых комбинаций. Считывание осуществляется под действием импульсов дискретизации с выхода И₂, которые проходят через ИЛИ₂ на третьи входы БП₂ и БП₄. При этом параллельные кодовые комбинации начинают поступать с кодовых выходов БП₂ и БП₄ на, соответственно, второй и третий (кодовые) выходы БВЗУЦС 3. Считывание кодовых комбинаций из БП₂ и БП₄ не сопровождается стиранием данных кодовых комбинаций внутри БП₂ и БП₄. Стирание этих кодовых комбинаций осуществляется только при помощи короткого импульса с третьего входа БВЗУЦС 3, который подается на четвертые входы БП₃ и БП₄.

Одновременно со считыванием кодовых комбинаций из БП₂ и БП₄, как и в схеме на Фиг.2, осуществляется формирование управляющих сигналов места выделения и длительности первого и второго отрезков соответственно, основного и дополнительного цифровых временных сигналов на, соответственно, втором и третьем участках. После окончания процесса последовательной передачи параллельных кодовых комбинаций цифрового сигнала со второго и третьего участков на, соответственно, второй и третий (кодовые) выходы БВЗУЦС 3 на выходе СЧ₂ появляется короткий импульс, который подается на S вход RS-триггера₃ и сбрасывает его в исходное состояние. Под действием лог.0 с выхода данного триггера закрывается И₂ и импульсы дискретизации с ее выхода через ИЛИ₂ перестают поступать на третьи входы БП₂ и БП₄, вследствие чего процесс считывания кодовых комбинаций из БП₂ и БП₄ прекращается.

При изменении места выделения и длительности первого и второго отрезков соответственно, основного и дополнительного цифровых временных сигналов на, соответственно, втором и третьем участках, осуществляется изменение значений кодовых комбинаций, подаваемых на вторые кодовые входы СЧ₃ и СЧ₄ с, соответственно, седьмого и восьмого (кодовых) входов БВЗУЦС 3. Для запуска процесса с измененным местом выделения и длительностью первого и второго отрезков соответственно, основного и дополнительного цифровых временных сигналов на, соответственно, втором и третьем участках осуществляется подача короткого управляющего импульса с пятого входа БВЗУЦС 3 на второй вход схемы ИЛИ₁. Импульс с выхода схемы ИЛИ₁ подается далее, на R вход RS-триггера₃, который срабатывает и на его выходе появляется уровень лог.1. Этот уровень прикладывается ко вторым входам БП₂ и БП₄, которые под действием данного уровня снова переходят из режима записи в режим считывания ранее запомненных кодовых комбинаций. Считывание осуществляется под действием импульсов дискретизации с выхода И₂, которые проходят через ИЛИ₂ на третьи входы БП₂ и БП₄. Во всех остальных аспектах работа БВЗУЦС 3 на Фиг.3 аналогична работе БВЗУЦС 3 на Фиг.2.

Пример реализации блока сегментации и наложения оконной функции Наттолла (БСНОФН) 8, показан на Фиг.4, а временные диаграммы работы показаны на фиг.5. Данный блок содержит первую и вторую буферные памяти, схему умножения, счетчик и схему памяти. Первый (кодовый) вход БСНОФН 8 соединен с первым (кодовым) входом первой буферной памяти, кодовый выход которой соединен через вторую буферную память с кодовым входом схемы умножения, второй (кодовый) вход которой соединен с кодовым выходом схемы памяти, а выход подключен к кодовому выходу БСНОФН 8. Второй вход БСНОФН 8 соединен со вторым входом первой буферной памяти и со входом счетчика, выход которого подключен к третьему входу первой буферной памяти, ко второму входу второй буферной памяти и к первому входу схемы памяти. Третий вход БСНОФН 8 соединен с третьим входом второй буферной памяти и со вторым входом схемы памяти.

Блок сегментации и наложения оконной функции Наттолла 8 (Фиг.4) работает следующим образом. В исходном состоянии первая и вторая буферные памяти и счетчик обнулены. Схема памяти также находится в исходном состоянии, когда на ее кодовом выходе присутствует кодовая комбинация, соответствующая коэффициенту передачи окна Натолла для первой из К параллельных кодовых комбинаций (дискретных отсчетов) цифрового сигнала в сегменте.

На первый (кодовый) вход БСНОФН 8 с первого (кодового) выхода БВЗУЦС 3 (Фиг.1) поступает дополнительный цифровой сигнал из N параллельных кодовых комбинаций с третьего участка, которые подаются на первый (кодовый) вход первой буферной памяти (Фиг.4). Одновременно на второй вход БСНОФН 8 со второго выхода АЦП 2 (Фиг.1) поступают импульсы частоты дискретизации, которые подаются на вход счетчика и второй вход первой буферной памяти (Фиг.4). На третий вход БСНОФН 8 с выхода блока удвоения частоты импульсов дискретизации 7 (Фиг.1) поступают импульсы с удвоенной частотой дискретизации, которые подаются на третий вход второй буферной памяти и второй вход схемы памяти (Фиг.4). При этом счетчик в БСНОФН 8 предназначен для подсчета количества кодовых комбинаций, равных половине длительности сегмента (полусегмента), на который затем накладывается оконная функция Натолла. Например, из цифрового сигнала, имеющего частоту дискретизации 48 кГц нужно сформировать последовательность сегментов, каждый из которых должен содержать К=960 дискретных отсчетов (кодовых комбинаций). Такой сегмент, в свою очередь, состоит из двух полусегментов, каждый из которых должен содержать К/2=480 дискретных отсчетов (кодовых комбинаций). При этом каждый дискретный отсчет представляет из себя, в нашем примере, 16 разрядную кодовую комбинацию. Тогда на длительности каждого полусегмента будет умещаться 480 шестнадцатиразрядных кодовых комбинаций. Именно после данного количества импульсов частоты дискретизации на выходе счетчика появляется короткий импульс, свидетельствующий об окончании данного полусегмента и начале следующего (Фиг.5а,б). Импульсы с выхода счетчика подаются на третий вход первой буферной памяти, на второй вход второй буферной памяти и на первый вход схемы памяти.

Первая буферная память в БСНОФН 8 вмещает в себя К/2=480 кодовых комбинаций (полусегмент), а вторая буферная память состоит из двух половин и вмещает в себя К=960 кодовых комбинаций (два полусегмента по 480 кодовых комбинаций).

По мере поступления параллельных кодовых комбинаций на 1 кодовый вход первой буферной памяти, они записываются в нее под действием импульсов с частотой дискретизации. Эти кодовые комбинации появляются на кодовом выходе первой буферной памяти и прикладываются к кодовому входу второй буферной памяти, но не записываются в нее.

В это же время из второй буферной памяти считываются К=960 нулевых кодовых комбинаций под действием импульсов с удвоенной частотой дискретизации. Эти нулевые 16 разрядные кодовые комбинации последовательно поступают на первый кодовый вход схемы умножения. На второй кодовый вход данной схемы в это время подаются 16 разрядные кодовые комбинации, соответствующие коэффициентам передачи окна Натолла. После перемножения кодовых комбинаций, поданных на 1 и 2 кодовые входы схемы умножения, на ее выходе также будут нулевые 16 разрядные кодовые комбинации.

Т.о., в период заполнения первой буферной памяти кодовыми комбинациями, соответствующими первому полусегменту (1 п.с. на Фиг.5а) на выходе схемы умножения осуществляется формирование первого по счету сегмента (0₁-0₀ сегм. на Фиг.5в) из нулевых кодовых комбинаций.

После заполнения 480 шестнадцатиразрядными кодовыми комбинациями первой буферной памяти на выходе счетчика появляется первый короткий импульс (Фиг.5б) под действием переднего фронта которого данные кодовые комбинации из первой буферной памяти записываются в первую половину второй буферной памяти (1 п.с. на Фиг.5а). Под действием этого же короткого импульса 480 нулевых кодовых комбинаций из первой половины второй буферной памяти сдвигаются и записываются во вторую половину данной буферной памяти (0 п.с. на Фиг.5а). Таким образом, из нулевого и первого полусегментов формируется первый сегмент (1 сегм. на Фиг.5а).

Под действием спада того же короткого импульса осуществляется установка первой буферной памяти и схемы памяти в исходное состояние. При этом на кодовом выходе схемы памяти появляется кодовая комбинация, соответствующая коэффициенту передачи окна Натолла для первой из К=960 кодовых комбинаций в первом сегменте (1 сегм. на Фиг.5а). Следует заметить, что коэффициенты передачи окна Натолла (и соответствующие им кодовые комбинации) для первой половины сегмента (например 0 п.с. в 1 сегм. на Фиг.5а) являются возрастающими, а для второй половины сегмента (например 1 п.с. в 1 сегм. на Фиг.5а) являются уменьшающимися.

Параллельные кодовые комбинации, продолжающие поступать на 1 кодовый вход первой буферной памяти, записываются в данную память под действием импульсов с частотой дискретизации. В это же время под действием импульсов с удвоенной частотой дискретизации на третьем входе второй буферной памяти и втором входе схемы памяти, 16 разрядные кодовые комбинации с их кодовых выходов поступают на, соответственно, первый и второй кодовые входы схемы умножения. Первыми умножаются нулевые кодовые комбинации (из второй половины второй буферной памяти) нулевого полусегмента первого сегмента (1 сегм. на Фиг.5а), поэтому на кодовом выходе схемы умножения появляются только нулевые 16 разрядные кодовые комбинации.

Далее начинают умножаться информационные кодовые комбинации (из первой половины второй буферной памяти) первого полусегмента первого сегмента (1 сегм. на Фиг.5а), поэтому на кодовом выходе схемы умножения появляются перемноженные 16 разрядные кодовые комбинации, соответствующие исходным кодовым комбинациям, но с наложенными на них коэффициентами передачи окна Натолла.

Т.о. в период заполнения первой буферной памяти кодовыми комбинациями, соответствующими второму по счету полусегменту (1 п.с. на Фиг.5а) на выходе схемы умножения осуществляется формирование второго по счету сегмента (1₁-0₂ сегм. на Фиг.5в), состоящего из второй раз используемого нулевого полусегмента и первый раз используемого первого полусегмента (в котором коэффициенты передачи окна Натолла являются уменьшающимися).

После заполнения следующими 480 кодовыми комбинациями первой буферной памяти на выходе счетчика появляется второй короткий импульс (Фиг.5б) под действием переднего фронта которого данные кодовые комбинации записываются в первую половину второй буферной памяти. Под действием этого же короткого импульса 480 ранее записанных кодовых комбинаций из первой половины второй буферной памяти сдвигаются и записываются во вторую половину данной буферной памяти. Таким образом, из первого и второго полусегментов формируется второй сегмент (2 сегм. на Фиг.5а).

Под действием спада того же короткого импульса осуществляется установка первой буферной памяти и схемы памяти в исходное состояние. При этом на кодовом выходе схемы памяти появляется кодовая комбинация, соответствующая коэффициенту передачи окна Натолла для первой из К=960 кодовых комбинаций во втором сегменте (2 сегм. на Фиг.5а).

Под действием импульсов на третьем входе второй буферной памяти и втором входе схемы памяти, 16 разрядные кодовые комбинации с их кодовых выходов поступают на, соответственно, первый и второй кодовые входы схемы умножения. Первыми умножаются кодовые комбинации (из второй половины второй буферной памяти) первого полусегмента второго сегмента (2 сегм. на Фиг.5а). Эти перемноженные кодовые комбинации появляются на выходе схемы умножения. Далее начинают умножаться кодовые комбинации (из первой половины второй буферной памяти) второго полусегмента второго сегмента (2 сегм. на Фиг.5а). Эти перемноженные кодовые комбинации также появляются на выходе схемы умножения.

Т.о. на выходе схемы умножения осуществляется формирование третьего по счету сегмента (2₁-1₂ сегм. на Фиг.5в), состоящего из второй раз используемого первого полусегмента (в котором коэффициенты передачи окна Натолла являются увеличивающимися) и первый раз используемого второго полусегмента (в котором коэффициенты передачи окна Натолла являются уменьшающимися).

Пока из второй буферной памяти осуществляется считывание 16 разрядных кодовых комбинаций, в первую буферную память записываются кодовые комбинации, соответствующие третьему полусегменту (3 п.с. на Фиг.5а).

После заполнения очередными 480 кодовыми комбинациями первой буферной памяти на выходе счетчика появляется третий короткий импульс (Фиг.4б) под действием переднего фронта которого данные кодовые комбинации записываются в первую половину второй буферной памяти. Под действием этого же короткого импульса 480 ранее записанных кодовых комбинаций из первой половины второй буферной памяти сдвигаются и записываются во вторую половину данной буферной памяти. Таким образом, из второго и третьего полусегментов формируется третий сегмент (3 сегм. на Фиг.5а).

Под действием спада того же короткого импульса осуществляется установка первой буферной памяти и схемы памяти в исходное состояние. При этом на кодовом выходе схемы памяти появляется кодовая комбинация, соответствующая коэффициенту передачи окна Натолла для первой из К=960 кодовых комбинаций в третьем сегменте (3 сегм. на Фиг.5а).

Под действием импульсов на третьем входе второй буферной памяти и втором входе схемы памяти, 16 разрядные кодовые комбинации с их кодовых выходов поступают на, соответственно, первый и второй кодовые входы схемы умножения. Первыми умножаются кодовые комбинации (из второй половины второй буферной памяти) второго полусегмента третьего сегмента (3 сегм. на Фиг.5а). Эти перемноженные кодовые комбинации появляются на выходе схемы умножения. Далее начинают умножаться кодовые комбинации (из первой половины второй буферной памяти) третьего полусегмента третьего сегмента (3 сегм. на Фиг.5а). Эти перемноженные кодовые комбинации также появляются на выходе схемы умножения…

Т.о. на выходе схемы умножения осуществляется формирование четвертого по счету сегмента (3₁-2₂ сегм. на Фиг.5в), состоящего из второй раз используемого второго полусегмента (в котором коэффициенты передачи окна Натолла являются увеличивающимися) и первый раз используемого третьего полусегмента (в котором коэффициенты передачи окна Натолла являются уменьшающимися).

Далее работа БСНОФН 8 происходит аналогичным образом. Таким образом, сформированная в БСНОФН 8 последовательность сегментов дополнительного цифрового сигнала из К параллельных кодовых комбинаций этого сигнала в каждом сегменте (или из К/2 кодовых комбинаций в полусегменте) преобразуется (благодаря удвоенной частоте дискретизации) в последовательность сегментов дополнительного цифрового сигнала из 2К параллельных кодовых комбинаций этого сигнала в каждом сегменте с наложенной оконной функцией Наттолла.

Пример реализации блока перекрытия сегментов и компенсации неравномерности окна Наттолла (БПСКНОН) 13, показан на Фиг.6, а временные диаграммы работы показаны на фиг.7. Данный блок содержит: первую, вторую, третью и четвертую буферные памяти (БП), сумматор, схему памяти (СП), схему умножения (СУ), счетчик, триггер, формирователь, элемент задержки (ЭЗ). Первый (кодовый) вход первой буферной памяти (БП₁) соединен с первым (кодовым) входом БПСКНОН 13, а его кодовый выход - с первым (кодовым) входом второй буферной памяти (БП₂) и с первым (кодовым) входом третьей буферной памяти (БП₃). Второй вход БП₁ подключен к выходу элемента задержки ЭЗ, а третий вход БП₁ соединен со вторым входом БПСКНОН 13, к которому также подключен вход счетчика, выход которого соединен со входом триггера, входом ЭЗ и со вторым входом БП₂, кодовый выход которой соединен с первым (кодовым) входом БП₄. Третий вход БПСКНОН 13 соединен со вторым входом схемы памяти (СП), вторым входом БП₃ и вторым входом БП₄. Выход триггера подключен ко входу формирователя, выход которого соединен с первым входом СП, с третьим входом БП₃ и с третьим входом БП₄. Кодовые выходы БП₃ и БП₄ соединены, соответственно, с первым и вторым кодовыми входами сумматора, кодовый выход которого соединен с первым кодовым входом схемы умножения (СУ), второй кодовый вход которой подключен к кодовому выходу СП, а кодовый выход СУ соединен с кодовым выходом БПСКНОН 13.

БПСКНОН 13 (Фиг.6) работает следующим образом. В исходном состоянии БП₁, БП₂, БП₃, БП₄, счетчик, а также триггер обнулены. СП также находится в исходном состоянии, когда на ее кодовом выходе присутствует кодовая комбинация, соответствующая коэффициенту передачи для компенсации неравномерности оконной функции Наттолла для первой из К кодовых комбинаций в первом сегменте.

На первый (кодовый) вход БПСКНОН 13 (Фиг.6) и далее на первый (кодовый) вход БП₁ поступают параллельные кодовые комбинации ортогонального дополнительного цифрового сигнала с кодового выхода БОБПФ 12 (Фиг.1). Одновременно на второй вход БПСКНОН 13 поступают импульсы с удвоенной частотой дискретизации с выхода БУЧИД 7 (Фиг.1), которые далее подаются на третий вход БП₁ (Фиг.6). Под действием данных импульсов кодовые комбинации, поступающие на вход БП₁, записываются в нее и появляются на кодовом выходе БП₁. Эти кодовые комбинации прикладываются к первым (кодовым) входам БП₂ и БП₃, но не записываются в них.

Одновременно счетчик начинает подсчет импульсов с удвоенной частотой дискретизации. Данный счетчик предназначен для подсчета количества кодовых комбинаций, равных половине длительности сегмента (полусегмента). Например, из цифрового сигнала, имеющего удвоенную частоту дискретизации нужно сформировать последовательность полусегментов, каждый из которых должен содержать К/2=480 дискретных отсчетов (кодовых комбинаций). При этом каждый дискретный отсчет представляет из себя 16 разрядную кодовую комбинацию. Тогда на длительности каждого полусегмента будет умещаться 480 шестнадцатиразрядных кодовых комбинаций. Именно после данного количества импульсов с удвоенной частотой дискретизации на выходе счетчика появляется короткий импульс, свидетельствующий об окончании данного полусегмента и начале следующего (Фиг.7а,б).

БП₁, БП₂, БП₃, БП₄ в нашем примере, вмещают в себя каждый по 480 шестнадцатиразрядных кодовых комбинаций (т.е. каждый - по полусегменту), Кодовые комбинации с кодовых выходов сумматора, СУ и СП также являются 16 разрядными.

БПСКНОН 13 предназначена для формирования сегментов ортогонального дополнительного цифрового сигнала из К кодовых комбинаций в каждом сегменте и сложение с 50% перекрытием каждого сегмента с предыдущим ему сегментом. С целью избежания разрывов в последовательности цифрового сигнала, формирующегося после перекрытия сегментов, необходимо, чтобы запись кодовых комбинаций в БП₁ производилась с удвоенной частотой дискретизации, а считывание кодовых комбинаций из БП₃ и БП₄ производилась с частотой дискретизации.

Одновременно с записью кодовых комбинаций в БП₁, из БП₃ и БП₄ происходит считывание нулевых кодовых комбинаций под действием импульсов на их вторых входах. Эти нулевые 16 разрядные кодовые комбинации поступают на первый и второй кодовые входы сумматора, на выходе которого также будут нулевые 16 разрядные кодовые комбинации, которые подаются на первый кодовый вход СУ. На второй кодовый вход данной схемы с кодового выхода СП в это время подаются 16 разрядные кодовые комбинации, соответствующие коэффициентам передачи для компенсации неравномерности оконной функции Наттолла. После перемножения кодовых комбинаций, поданных на 1 и 2 кодовые входы СУ, на ее кодовом выходе также будут нулевые 16 разрядные кодовые комбинации

Т.о. в период заполнения БП₁ кодовыми комбинациями, соответствующими первому полусегменту (0₀ п.с. на Фиг.7а) на кодовом выходе СУ осуществляется формирование полусегмента (0_н на Фиг.7г) из нулевых кодовых комбинаций.

После заполнения 480 шестнадцатиразрядными нулевыми кодовыми комбинациями БП₁, соответствующими 0₀ - полусегменту (Фиг.7а), на выходе счетчика появляется первый короткий импульс (Фиг.7б) от которого срабатывает триггер, а на выходе формирователя появляется короткий импульс.

Под действием переднего фронта импульса с выхода формирователя, поступающего на третьи входы БП₃ и БП₄, нулевые кодовые комбинации, соответствующие 0₀-полусегменту, с выхода БП₁ записываются в БП₃, а в БП₄, записываются тоже нулевые кодовые комбинации, которые присутствовали в БП₂. Таким образом, из 0 и 0₀ полусегментов (Фиг.7а) формируется первый сегмент (1 сегм. на Фиг.7а - внизу). Одновременно, под действием того же короткого импульса с выхода формирователя осуществляется установка СП в исходное состояние, когда на ее кодовом выходе появляется кодовая комбинация, соответствующая коэффициенту передачи для компенсации неравномерности оконной функции Наттолла для первой кодовой комбинации в сегменте.

После этого под действием спада импульса с выхода счетчика, поступающего на второй вход БП₂, кодовые комбинации с кодового выхода БП₁, соответствующие 0₀-полусегменту записываются в БП₂ и появляются на его кодовом выходе. Кроме того, под действием этого же короткого импульса, задержанного в ЭЗ, БП₁ обнуляется и начинает запись кодовых комбинаций, соответствующих следующему 0₁-полусегменту (Фиг.7а).

Под действием импульсов с частотой дискретизации на вторых входах БП₃ и БП₄, 16 разрядные нулевые кодовые комбинации с их кодовых выходов поступают на, соответственно, первый и второй кодовые входы сумматора. Далее нулевые кодовые комбинации с кодового выхода сумматора (0₀ п.с. + 0 п.с. на Фиг.7а) подаются на первый кодовый вход СУ, на второй кодовый вход которой поступают кодовые комбинации с выхода СП. Т.о. на выходе СУ осуществляется формирование первого сегмента ортогонального дополнительного цифрового сигнала (0₀ + 0 сегм. на Фиг.7в).

Пока из БП₃ и БП₄ осуществляется замедленное в 2 раза (по сравнению со скоростью записи в БП₁) считывание 16 разрядных кодовых комбинаций, в БП₁ записываются кодовые комбинации, соответствующие 0₁ полусегменту.

После заполнения 480 нулевыми кодовыми комбинациями БП₁ на выходе счетчика появляется второй короткий импульс (Фиг.7б) под действием которого срабатывает триггер и на его выходе появляется «логический 0» («лог.0»), от которого на выходе формирователя не возникает никакого сигнала, а значит и записи в БП₃ и БП₄ параллельных кодовых комбинаций из БП₁ и БП₂ не происходит. В это время из БП₃ и БП₄ продолжается считывание, сложение и умножение нулевых кодовых комбинаций, соответствующих 0₀ и 0 полусегментам и формируется 0₀ - 0 сегмент (Фиг.7в).

Под действием спада импульса с выхода счетчика кодовые комбинации с кодового выхода БП₁, соответствующие 0₁-полусегменту записываются в БП₂ и появляются на его кодовом выходе. Кроме того, под действием короткого импульса, задержанного в ЭЗ, БП₁ обнуляется и начинает запись кодовых комбинаций, соответствующих следующему 0₂-полусегменту (Фиг.7а).

После заполнения нулевыми кодовыми комбинациями БП₁ (0₂ п.с. на Фиг.7а) на выходе счетчика появляется третий короткий импульс (Фиг.7б) под действием которого срабатывает триггер и на его выходе появляется «логическая 1» («лог.1»), от которого на выходе формирователя появляется второй короткий импульс (Фиг.7в). Под действием переднего фронта импульса с выхода формирователя нулевые кодовые комбинации, соответствующие 0₂ полусегменту, с выхода БП₁ записываются в БП₃, а в БП₄, записываются тоже нулевые кодовые комбинации, соответствующие 0₁ и которые присутствовали в БП₂. Таким образом, из 0₂ и 0₁ полусегментов формируется второй сегмент ортогонального дополнительного цифрового сигнала (2 сегм. на Фиг.7а - внизу). Одновременно, под действием того же короткого импульса с выхода формирователя осуществляется установка СП в исходное состояние, когда на ее кодовом выходе появляется кодовая комбинация, соответствующая коэффициенту передачи для компенсации неравномерности оконной функции Наттолла для первой кодовой комбинации в сегменте.

После этого под действием спада импульса с выхода счетчика кодовые комбинации с кодового выхода БП₁, соответствующие 0₂-полусегменту записываются в БП₂ и появляются на его кодовом выходе. Кроме того, под действием короткого импульса, задержанного в ЭЗ, БП₁ обнуляется и начинает запись кодовых комбинаций, соответствующих следующему 1₁-полусегменту (Фиг.7а).

Под действием импульсов дискретизации на вторых входах БП₃ и БП₄, 16 разрядные нулевые кодовые комбинации с их кодовых выходов поступают на, соответственно, первый и второй кодовые входы сумматора. Далее нулевые кодовые комбинации с кодового выхода сумматора (0₂ п.с. + 0₁ п.с. на Фиг.7а) подаются на первый кодовый вход СУ, на второй кодовый вход которого поступают кодовые комбинации с выхода СП. На кодовом выхода БУ появляются нулевые 16 разрядные кодовые комбинации. Т.о. на выходе БУ осуществляется формирование второго сегмента ортогонального дополнительного цифрового сигнала (0₂+0₁ сегм. на Фиг.7 г).

Пока из БП₃ и БП₄ осуществляется считывание 16 разрядных кодовых комбинаций (0₂ п.с. и 0₁ п.с. на Фиг.7а), в БП₁ записываются кодовые комбинации, соответствующие 1₁ полусегменту (1₁ п.с. на Фиг.7а).

После заполнения кодовыми комбинациями БП₁ (1₁ п.с на Фиг.7а), на выходе счетчика появляется четвертый короткий импульс (Фиг.7б) под действием которого срабатывает триггер и на его выходе появляется «лог.0», от которого на выходе формирователя не возникает никакого сигнала, а значит и записи в БП₃ и БП₄ кодовых комбинаций из БП₁ и БП₂ не происходит.

В это время из БП₃ и БП₄ продолжается считывание, сложение и умножение нулевых кодовых комбинаций, соответствующих 0₂ и 0₁ полусегментам и формируется 0₂ - 0₁ сегмент (Фиг.7 г).

Под действием спада импульса с выхода счетчика кодовые комбинации с кодового выхода БП₁, соответствующие 1₁ полусегменту записываются в БП₂ и появляются на его кодовом выходе. Кроме того, под действием короткого импульса, задержанного в ЭЗ, БП₁ обнуляется и начинает запись кодовых комбинаций, соответствующих следующему 12-полусегменту (Фиг.7а).

После заполнения кодовыми комбинациями БП₁ (1₂ п.с. и на Фиг.7а) на выходе счетчика появляется пятый короткий импульс (Фиг.7б) под действием которого срабатывает триггер и на его выходе появляется «лог.1», от которого на выходе формирователя появляется третий короткий импульс (Фиг.7в). Под действием данного импульса кодовые комбинации с кодовых выходов БП₁ и БП₂. записываются, соответственно, в БП₃ и БП₄. Таким образом, из 1₂ и 1₁ полусегментов формируется третий сегмент ортогонального дополнительного цифрового сигнала (3 сегм. на Фиг.7а - внизу). Одновременно, под действием того же короткого импульса осуществляется установка блока памяти в исходное состояние, когда на его кодовом выходе появляется кодовая комбинация, соответствующая коэффициенту передачи для компенсации неравномерности оконной функции Наттолла для первой кодовой комбинации в третьем сегменте.

После этого под действием спада импульса с выхода счетчика кодовые комбинации с кодового выхода БП₁, соответствующие 1₂-полусегменту записываются в БП₂ и появляются на его кодовом выходе. Кроме того, под действием короткого импульса, задержанного в ЭЗ, БП₁ обнуляется и начинает запись кодовых комбинаций, соответствующих следующему 2₁-полусегменту (Фиг.7а).

Под действием импульсов с частотой дискретизации на вторых входах БП₃ и БП₄, 16 разрядные информационные кодовые комбинации с их кодовых выходов поступают на, соответственно, первый и второй кодовые входы сумматора. При суммировании происходит сложение кодовых комбинаций, входящих в 1₂ полусегмент (в котором коэффициенты передачи окна Натолла являются увеличивающимися) с теми же кодовыми комбинациями, входящими в 1₁ полусегмент (в котором коэффициенты передачи окна Натолла являются уменьшающимися), поэтому на выходе сумматора коэффициенты передачи окна Натолла выравниваются (становятся близкими к 1), хотя и остается некоторая неравномерность.

Далее после суммирования кодовые комбинации с кодового выхода сумматора (1₂ п.с. + 1₁ п.с. на Фиг.7а) подаются на первый кодовый вход СУ, на второй кодовый вход которого поступают кодовые комбинации с выхода СП. После перемножения кодовых комбинаций оказывается скомпенсированной неравномерность оконной функции Наттолла. Если сравнить (1₁-0₂) сегмент и (2₁-1₂) сегмент (вверху Фиг.7а) на входе БПСКНОН 13 с 3 сегментом (3 сегм. на Фиг.7а или 1₂+1₁ сегм. на Фиг.7 г) на выходе сумматора, то видно, что имеет место сложение с 50% перекрытием сегмента с предыдущим ему сегментом.

На кодовый выход БУ поступают 16 разрядные кодовые комбинации с компенсированной неравномерностью оконной функции Наттолла. Т.о. на выходе БУ осуществляется формирование третьего сегмента ортогонального дополнительного цифрового сигнала (1₂+1₁ сегм. на Фиг.7г).

Пока из БП₃ и БП₄ осуществляется считывание 16 разрядных кодовых комбинаций (1₂ п.с. и 1₁ п.с. на Фиг.7а), в БП₁ записываются кодовые комбинации, соответствующие 2₁ полусегменту (2₁ п.с. на Фиг.7а).

После заполнения кодовыми комбинациями (2₁ п.с на Фиг.7а) БП₁ на выходе счетчика появляется шестой короткий импульс (Фиг.7б) под действием которого срабатывает триггер и на его выходе появляется «лог.0», от которого на выходе формирователя не возникает никакого сигнала, а значит, и записи в БП₃ и БП₄ параллельных кодовых комбинаций с кодовых выходов БП₁ и БП₂ не происходит.

В это время из БП₃ и БП₄ продолжается считывание, сложение и умножение кодовых комбинаций, соответствующих 1₂ и 1₁ полусегментам и формируется 1₂-1₁ сегмент (Фиг.7г).

Под действием спада импульса с выхода счетчика кодовые комбинации с кодового выхода БП₁, соответствующие 2₁ полусегменту, записываются в БП₂ и появляются на его кодовом выходе. Кроме того, под действием короткого импульса, задержанного в ЭЗ, БП₁ обнуляется и начинает запись кодовых комбинаций, соответствующих следующему 2₂-полусегменту (Фиг.7а).

После заполнения БП₁ кодовыми комбинациями, соответствующими 2₂-полусегменту (2₂ п.с. на Фиг.7а) на выходе счетчика появляется седьмой короткий импульс (Фиг.7б), под действием которого срабатывает триггер и на его выходе появляется «лог.1», от которого на выходе формирователя появляется четвертый короткий импульс (Фиг.7в).

Под действием данного импульса кодовые комбинации с кодовых выходов БП₁ и БП₂ записываются в БП₃ и БП₄. Таким образом, из 2₂ и 2₁ полусегментов формируется четвертый сегмент (4 сегм. на Фиг.7а внизу). Одновременно, под действием того же короткого импульса осуществляется установка блока памяти в исходное состояние, когда на его кодовом выходе появляется кодовая комбинация, соответствующая коэффициенту передачи для компенсации неравномерности оконной функции Наттолла для первой кодовой комбинации в четвертом сегменте.

После этого под действием спада импульса с выхода счетчика кодовые комбинации с кодового выхода БП₁, соответствующие 2₂-полусегменту записываются в БП₂ и появляются на его кодовом выходе. Кроме того, под действием короткого импульса, задержанного в ЭЗ, БП₁ обнуляется и начинает запись кодовых комбинаций, соответствующих следующему 3₁-полусегменту (Фиг.7а).

Под действием импульсов дискретизации на вторых входах БП₃ и БП₄, 16 разрядные информационные кодовые комбинации с их кодовых выходов поступают на, соответственно, первый и второй кодовые входы сумматора. При суммировании происходит сложение кодовых комбинаций, входящих в 2₂ полусегмент (в котором коэффициенты передачи окна Натолла являются увеличивающимися) с теми же кодовыми комбинациями, входящими в 2₁ полусегмент (в котором коэффициенты передачи окна Натолла являются уменьшающимися), поэтому на выходе сумматора коэффициенты передачи окна Натолла выравниваются (становятся близкими к 1), хотя и остается некоторая неравномерность.

Далее после суммирования кодовые комбинации с кодового выхода сумматора (2₂ п.с. + 2₁ п.с. на Фиг.7а) подаются на первый кодовый вход СУ, на второй кодовый вход которого поступают кодовые комбинации с выхода СП. После перемножения кодовых комбинаций оказывается скомпенсированной неравномерность оконной функции Наттолла. Если сравнить (2₁-1₂) сегмент и (3₁-2₂) сегмент (вверху Фиг.7а) на входе БПСКНОН 13 с 4 сегментом (4 сегм. на Фиг.7а внизу или 2₂+2₁ сегм. на Фиг.7г) на выходе сумматора, то видно, что имеет место сложение с 50% перекрытием сегмента с предыдущим ему сегментом.

На кодовый выход БУ поступают 16 разрядные кодовые комбинации с компенсированной неравномерностью оконной функции Наттолла. Т.о. на выходе БУ осуществляется формирование четвертого сегмента ортогонального дополнительного цифрового сигнала (2₂+2₁ сегм. на Фиг.7г).

Далее работа БПСКНОН 13 происходит аналогичным образом. Таким образом на выходе БПСКНОН 13 оказался сформированным дополнительный цифровой сигнал из N кодовых комбинаций третьего участка как ортогональный (сдвинутый на 90°) по отношению основному цифровому сигналу из N кодовых комбинаций со второго участка.

Пример реализации блока определения модуля и фазы спектра (БОМФС) 17 показан на Фиг.8

Данный блок содержит первую схему возведения в квадрат, вторую схему возведения в квадрат, сумматор, схему извлечения квадратного корня, схему деления и схему выполняющую операцию argtan. Первый (кодовый) вход БОМФС 17 соединен с кодовым входом первой схемы возведения в квадрат и со вторым кодовым входом схемы деления, а второй (кодовый) вход БОМФС 17 соединен с кодовым входом второй схемы возведения в квадрат и с первым кодовым входом схемы деления. Кодовый выход первой схемы возведения в квадрат подключен к первому кодовому входу сумматора, а кодовый выход второй схемы возведения в квадрат подключен ко второму кодовому входу сумматора, выход которого соединен с кодовым входом схемы извлечения квадратного корня, кодовый выход которой соединен с первым (кодовым) выходом БОМФС 17. Кодовый выход схемы деления соединен с кодовым входом схемы выполняющей операцию argtan, кодовый выход которой соединен со вторым (кодовым) выходом БОМФС 17.

Работа БОМФС 17 осуществляется в соответствии ранее приведенными формулами (4).

На первый (кодовый) вход БОМФС 17 поступают кодовые комбинации, соответствующие В спектральным коэффициентам основного цифрового сигнала, с выхода первого ДКП 5, а на второй (кодовый) вход БОМФС 17 поступают кодовые комбинации, соответствующие В спектральным коэффициентам ортогонального дополнительного цифрового сигнала, с выхода второго ДКП 16 (Фиг.1). Кодовые комбинации, соответствующие В спектральным коэффициентам основного цифрового сигнала, с первого (кодового) входа БОМФС 17 поступают на кодовый вход первой схемы возведения в квадрат, а кодовые комбинации, соответствующие В спектральным коэффициентам ортогонального дополнительного цифрового сигнала, со второго (кодового) входа БОМФС 17 поступают на кодовый вход второй схемы возведения в квадрат. После осуществления операции возведения в квадрат кодовые комбинации, соответствующие В спектральным коэффициентам основного цифрового сигнала и В спектральным коэффициентам ортогонального дополнительного цифрового сигнала, с кодовых выходов, соответственно первой схемы возведения в квадрат и второй схемы возведения в квадрат, подаются, соответственно, на первый и второй кодовые входы сумматора. После сложения упомянутых кодовых комбинаций, на кодовом выходе сумматора появляются В кодовых комбинаций, соответствующих сумме спектральных коэффициентов основного цифрового сигнала и ортогонального дополнительного цифрового сигнала. Эти кодовые комбинации поступают далее на кодовый вход схемы извлечения квадратного корня, на кодовом выходе которого появляются кодовые комбинации, соответствующие модулю спектра. Данный цифровой сигнал, соответствующий модулю спектра с кодового выхода схемы извлечения квадратного корня подается на первый (кодовый) выход БОМФС 17.

Одновременно, кодовые комбинации, соответствующие В спектральным коэффициентам основного цифрового сигнала, с первого (кодового) входа БОМФС 17 поступают на второй кодовый вход схемы деления, а кодовые комбинации, соответствующие В спектральным коэффициентам ортогонального дополнительного цифрового сигнала, со второго (кодового) входа БОМФС 17 поступают на первый кодовый вход схемы деления. После деления каждой кодовой комбинации, соответствующей спектральному коэффициенту ортогонального дополнительного цифрового сигнала, на соответствующую ей кодовую комбинацию, соответствующую спектральному коэффициенту основного цифрового сигнала, на кодовом выходе схемы деления появляются кодовые комбинации, соответствующие результату деления. Эти В кодовых комбинаций с кодового выхода схемы деления подаются последовательно на кодовый вход схемы, выполняющую операцию argtan. На кодовом выходе данной схемы появляются кодовые комбинации, соответствующие фазочастотной характеристике измеряемого сигнала. Данный цифровой сигнал, соответствующий фазочастотной характеристике измеряемого сигнала, с кодового выхода схемы, выполняющей операцию argtan, подается на второй (кодовый) выход БОМФС 17. Таким образом на первом и втором (кодовых) выходах БОМФС 17 оказались сформированными цифровые сигналы, соответствующие модулю спектра и фазочастотной характеристике измеряемого сигнала.

Использование предлагаемого способа и устройства для его осуществления позволяет: повысить точность цифрового метода измерения спектра информационных акустических сигналов за счет использования дискретно-косинусного преобразования (ДКП), вследствие чего увеличивается разрешающая способность устройства, уменьшается в спектре уровень боковых лепестков преобразования окна и уменьшаются осцилляции оценки амплитуды спектральных составляющих. Использование ДКП позволяет также уменьшить в 2 раза длительности отрезков информационного акустического сигнала, на которых измеряется мгновенный спектр.

Предлагаемые способ и устройство позволяют исследовать не только спектр информационных акустических сигналов, но и одновременно наблюдать временную характеристику этого сигнала на выделенном участке. Кроме того, при наблюдении этого участка информационного сигнала, на нем осуществляется выделение цветом или яркостью отрезка сигнала, на котором осуществляется измерение мгновенного спектра. При этом, выделяемый отрезок сигнала может перемещаться по всей длине выделенного участка, а также может в широких пределах менять свою длительность. Таким образом, это позволяет измерять мгновенный спектр информационного сигнала на всей длине выделенного участка. Мгновенный спектр наиболее точно характеризует спектральный состав акустических сигналов телерадиовещания, поскольку временные параметры этих сигналов являются случайным процессом. Кроме того, предлагаемые способ и устройство позволяют измерять модуль спектра на выделенном отрезке сигнала, т.е. фактически, огибающую данного спектра, а также фазочастотную характеристику на этом выделенном отрезке временного сигнала.

Предлагаемые способ и устройство позволяют более качественно контролировать и регулировать спектральные характеристики сигналов и аппаратуру телерадиовещания, что позволяет формировать акустические сигналы с более высоким уровнем качества. Это, в свою очередь, способствует повышению рейтинга телерадиовещательных станций и программ. Дело в том, что спектральные характеристики информационных акустических сигналов в значительной степени определяют эмоциональную насыщенность программ вещания, которая тесно связана с популярностью этих программ и телерадиовещательных станций. Это способствует не только росту числа слушателей данных вещательных станций и росту влияния на этих слушателей, но и, как следствие, приносит более высокие доходы этим станциям. Таким образом, использование предлагаемого способа и устройства позволяет повысить качество вещательных сигналов и программ, более качественно контролировать и регулировать аппаратуру телерадиовещания, повышать рейтинги популярности вещательных станций, а также повышать экономическую эффективность данных станций.

Литератора

1. Н. Ахмед, К.Р. Рао Ортогональные преобразования при обработке цифровых сигналов: Пер. с англ. / Под ред. И.Б. Фоменко. - М.: Связь, 1980, - 248 с.

2. Афонский А.А., Дьяконов В.П. Цифровые анализаторы спектра, сигналов и логики. М.: Солон-Пресс, 2009, 248 с.

Изобретение относится к технике связи и предназначено для измерения спектра информационных акустических сигналов. Технический результат - повышение точности измерения спектра информационных акустических сигналов, расширение функциональных возможностей устройства за счет привязки мгновенных значений спектра к регулируемым по длительности отрезкам временного акустического сигнала. Для этого в способе измерения спектра используют дискретно-косинусное преобразование (ДКП) вместо быстрого преобразования Фурье (БПФ), что позволяет повысить точность измерения спектра акустических сигналов за счет увеличения разрешающей способности, уменьшения в спектре уровня боковых лепестков преобразования окна и уменьшения осцилляции оценки амплитуды спектральных составляющих, а также позволяет уменьшить длительности отрезков акустического сигнала, на которых измеряется мгновенный спектр, при этом осуществляется формирование вместо одного двух сигналов (основного и дополнительного), причем дополнительный цифровой акустический сигнал является ортогональным по отношению к основному, осуществляется также привязка измеряемых мгновенных значений спектра, модуля спектра и фазочастотной характеристики сигнала к регулируемым по временному положению и по длительности отрезкам временного акустического сигнала, на которых этот спектр измеряется. 2 н.п. ф-лы, 8 ил.

1. Способ измерения спектра информационных акустических сигналов телерадиовещания, включающий низкочастотную фильтрацию, а затем аналого-цифровое преобразование, а также запоминание кодовых комбинаций цифрового сигнала, быстрое преобразование Фурье, цифровую индикацию,
отличающийся тем, что после аналого-цифрового преобразования сигнала осуществляют выделение первого регулируемого по длительности участка цифрового временного сигнала из N кодовых комбинаций этого сигнала, после чего осуществляют разветвление цифрового временного сигнала с выделенного первого участка на второй и третий одинаковые с первым участки c соответственно основным и дополнительным цифровыми сигналами, при этом основной цифровой сигнал со второго участка задерживают, а затем запоминают, после чего осуществляют цифровую индикацию этого сигнала, а из дополнительного цифрового сигнала с третьего участка осуществляют формирование последовательности сегментов цифрового сигнала из K кодовых комбинаций этого сигнала в каждом сегменте, после чего осуществляют наложение оконной функции Наттолла на каждый сегмент и получают последовательность сегментов дополнительного цифрового сигнала из 2K кодовых комбинаций этого сигнала в каждом сегменте, а затем осуществляют накопление этих 2K кодовых комбинаций в каждом сегменте, после чего в каждом сегменте производят прямое быстрое преобразование Фурье накопленных 2K кодовых комбинаций и формируют 2K пар коэффициентов преобразования, соответствующих представлению каждого сегмента дополнительного цифрового сигнала в спектральной области, а после быстрого преобразования Фурье в каждом сегменте последовательно осуществляют в цифровом виде поворот фазы 2K пар коэффициентов преобразования, обратное быстрое преобразование Фурье с получением 2K кодовых комбинаций в каждом сегменте, сложение с 50% перекрытием каждого сегмента с предыдущим ему сегментом и компенсацией неравномерности оконной функции Наттолла, а сформированный таким образом ортогональный, по отношению основному цифровому сигналу, дополнительный цифровой сигнал, запоминают одновременно с запоминанием основного цифрового сигнала, при этом в запомненных основном и ортогональном дополнительном цифровых временных сигналах с соответственно второго и третьего участков, в их одинаковых и регулируемых на длительности участков местах, осуществляют выделение одинаковых соответственно первого и второго регулируемых по длительности отрезков соответственно основного и ортогонального дополнительного цифровых временных сигналов из B кодовых комбинаций в отрезке, после чего над B кодовыми комбинациями с первого регулируемого по длительности отрезка производят первое дискретно-косинусное преобразование и формируют первые B спектральных коэффициентов, над которыми осуществляют цифровую индикацию, а над B кодовыми комбинациями со второго регулируемого по длительности отрезка производят второе дискретно-косинусное преобразование и формируют вторые B спектральных коэффициентов, после чего, используя первые B и вторые B спектральные коэффициенты, формируют цифровые сигналы, соответствующие модулю спектра и фазочастотной характеристике измеряемого сигнала, над которыми осуществляют цифровую индикацию.

2. Устройство для осуществления способа измерения спектра информационных акустических сигналов телерадиовещания, содержащее фильтр низких частот, вход которого является входом устройства, а выход соединен со входом аналого-цифрового преобразователя, а также оперативное запоминающее устройство, блок быстрого преобразования Фурье, блок индикации с дисплеем,
отличающееся тем, что дополнительно введены блок выделения и запоминания участка цифрового сигнала, первый блок ключей, первый блок дискретно-косинусного преобразования, блок удвоения частоты импульсов дискретизации, блок сегментации и наложения оконной функции Наттолла, блок поворота фазы коэффициентов преобразования, блок обратного быстрого преобразования Фурье, блок перекрытия сегментов и компенсации неравномерности окна Наттолла, блок управления, второй блок ключей, второй блок дискретно-косинусного преобразования, блок определения модуля и фазы спектра, при этом первый выход аналого-цифрового преобразователя соединен с первым входом блока выделения и запоминания участка цифрового сигнала, а второй выход аналого-цифрового преобразователя соединен со входом блока удвоения частоты импульсов дискретизации и со вторым входом блока выделения и запоминания участка цифрового сигнала, третий, четвертый и пятый входы которого подключены соответственно к первому, второму и третьему выходам блока управления, четвертый и пятый выходы которого соединены соответственно с седьмым и восьмым входами блока выделения и запоминания участка цифрового сигнала, первый выход которого подключен к первому входу блока сегментации и наложения оконной функции Наттолла, а его второй выход соединен с первым входом блока индикации с дисплеем и с первым входом первого блока ключей, при этом третий выход данного блока выделения и запоминания участка цифрового сигнала соединен с первым входом второго блока ключей, а его четвертый выход подключен к третьему входу блока индикации с дисплеем, ко второму входу первого блока ключей и ко второму входу второго блока ключей, а пятый выход блока выделения и запоминания участка цифрового сигнала соединен со вторым входом блока индикации с дисплеем, при этом выход блока сегментации и наложения оконной функции Наттолла через последовательно соединенные оперативное запоминающее устройство, блок быстрого преобразования Фурье, блок поворота фазы коэффициентов преобразования, блок обратного быстрого преобразования Фурье подключен к первому входу блока перекрытия сегментов и компенсации неравномерности окна Наттолла, выход которого соединен с шестым входом блока выделения и запоминания участка цифрового сигнала, при этом выход первого блока ключей соединен со входом первого блока дискретно-косинусного преобразования, выход которого подключен к четвертому входу блока индикации с дисплеем и к первому входу блока определения модуля и фазы спектра, второй вход которого соединен с выходом второго блока дискретно-косинусного преобразования, вход которого соединен с выходом второго блока ключей, а первый и второй выходы блока определения модуля и фазы спектра подключены соответственно к пятому и шестому входам блока индикации с дисплеем, причем второй выход аналого-цифрового преобразователя соединен также со вторым входом блока сегментации и наложения оконной функции Наттолла и третьим входом блока перекрытия сегментов и компенсации неравномерности окна Наттолла, при этом выход блока удвоения частоты импульсов дискретизации соединен с третьим входом блока сегментации и компенсации неравномерности окна Наттолла и со вторым входом блока перекрытия сегментов и компенсации неравномерности окна Наттолла.