Устройство для спектрального анализа Советский патент 1986 года по МПК G06F17/14 G01R23/16 

Изобретение касается специализированных средств вычислительной техники для определения характеристик дв.о- ично-нестационарных случайных процессов.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет вычисления взаимного спектра Уолша и его действительных и мнимых частей,

На чертеже приведена блок-схема устройства для спектрального ана-г лиза.

1239727 С.

а ,p(t))wai(p,t)

. .- 1; N 2

5

Wai () - функции Уолша-Качмажа;

О - знак операции сложения

по модулю два; р - номер циклического 10сдвига;

- целая часть. Соответственно взаимный спектр мощности Уолша процессов x(t) и y(t) представляет собой сумму двух слагае- Схема содержит N (биполярных) клю- мых,, первое из которых, являясь пре- чей 1 {N - номер преобразования), ге- образованием Уолша от Уу„ ( с ), изоморфно отображает действительную, а второе - мнимую части взаимного спектра Фурье.

20 В свою очередь зависимость между оценкой взаимной арифметической корреляционной функцией R( (f) процессов x(t) и y(t) и взаимной логической

нератор 2 функций Уолша, N интеграторов 3, группы блоков 4 и 5 суммирования, группу (двухвходовых) сумматоров 6.

Работа устройства основана на существующей связи между арифметической взаимной корреляционной функцией R и взаимным спектром Уолша М,,„. Как известно.

корреляционной функцией Руц (t) этих 25 процессов можно вьфазить в матричном виде следующим образом: - 1 -

I а матрица без постоянной состав- ляющей имеет вид

-

1239727 С.

корреляционной функцией Руц (t) этих 25 процессов можно вьфазить в матричном виде следующим образом: - 1 -

О 3/4 2/4 1/4 О 3/4 2/4 1/4 О 1/4 -2/4 -1/4 О 1/4 -2/4 -1/4 О -1/4 -2/4 1/4 О -1/4 -2/4 1/4 О -3/4 2/4 -1/4 О -3/4 2/4 -1/4

В свою очередь коэффициенты разложения С( Сц по матрицам и L можно выразить через коэффициенты Уолша С. Тогда из (2) действительная часть Rg взаимного спектра Уолша равна

е.) RwRxij, а мн-имая 1 часть

I W

W Х1|

Ж RX,,

-NLRxj,.

Применяя к (3) я (4) тождественное соотношение WW Е (единичная матрица), имеют

корреляционной функции . (), Одновременно с тактовой частотой на упРабота устройства происходит сле- дукяцим образом,

На вход устройства, который соеди- 55 равняющие входы ключей 1 от генера- нен с информационными входами ключей тора 2 функций Уолша поступают напря1, с тактовой частотой в виде аналогового напряжения поступают ординаты

2/4 -3/4 2/4 -3/4 2/4 -1/4 2/4 -1/4 2/4 1/4 2/4

2/4 /4

1

1/4 3/4 3/4

.-.

1

N WR,(PR,,C ;

L w- ra;; i9 с;;;;:

где ( - коэффициенты Уолша

от

Ryy - матрицы связи между Суу и коэффициентами преобразования по P - матрица связи между С и коэффициентами преобразования по L. N 8. матрицы связи имеют вид

корреляционной функции . (), Одновременно с тактовой частотой на упжения, изменяющиеся по закону функций Уолша, в результате чего в ключах 1 происходит или повторение входного напряжения, если на управляющем входе ключей ,1 присутствует напряжение, или.инвертирование, если напряжение на управляющем входе равно нулю Преобразованные таким образом напряжения с выходов ключей 1 поступают на входы интеграторов 3. Такое преобразование происходит в течение времени Т., где Т - интервал задания функ- ций Уолша. По окончании времени Т на выходе интеграторов 3 присутствуют напряжения, пропорциональные коэффициентам С ). Эти напряжения поступают в соответствии с ви- дом матриц i и 9 на соответствуюпще входы блоков 4 и-5 суммирования.,где они суммируются в соответствии с весами элементов строк матриц ФЕ и Ф , в результате чего на выходах блоков 4 суммирования первой группы присутствуют напряжения, пропорциональные действительной части взаимного спектра RgWyij , а на выходах второй группы блоков 5 суммирования - мнимой части взаимного спектра Уолша , Так, например, для формирования R.gW.)(y(1) значения весовых сопротивлений блока суммирования выбираются таким образом чтобы напряжение на выходе этого бло- ка было равно для N 8

ых . .ах/ VW

где и, , Ug,, и

ВХз

напряжения с выхо

дов первого, второго и шестого интеграторов 3, которые пропорциональны, C(i), T.e. Cyd), CJ2), CJ6).

t 2Г -2 Т б Т

Суммируя одноименные значения действительной . и мнимой I(j Wj, частей к .Topax 6 на их выходе, получают ординаты взаимного спектра Уолша

W

,y(i) ReW,(i) + i«w,y(i).

j 10 15 20 25 ЗО

5

Q

В качестве генератора функций Уолша используется известная схема параллельного генератора, состоящая двоичного счетчика и схем сложения по модулю два.

Формула изобретения

Устройство для спектрального анализа, содержащее N интеграторов (N размер преобразования), причем вход i-ro (i 15 N) интегратора подключен к выходу i--ro ключа, управляющий вход которого подключен к выходу i-й функции Уолша генератора функций УолШа, а информационные входы ключей соединены и являются информационным входом устройства, о т л и-- ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможное- тей за счет вычисления взаимного спектра Уолша и его действительных и мнимых, частей, в него введены пер-, вая и вторая группы блоков суммирования, и группа сумматоров, причем, зыход i-ro интегратора подключен к i-м входам блоков суммирования первой и второй грзшп, а выходы i-x блоков суммирования первой и второй групп подключены соответственно к первому и второму входам i-ro сумматора группы, вых:од которого является выходом составляющей спектра Уолша устройства.

Сдетавитель A. Баранов . Редактор E, Папп Техред О.Сопко Корректор Е. Сирохман

Заказ 3398/50Тираж 671Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

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

W)(y{0)

W)(y(1}

V/W{H-1)

Изобретение касается специализированных ср-едств вычислительной техники для определения характеристик двоично-нестационарных случайных процессов. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет вычисления взаимного спектра Уолша и его действительных и мнимых частей. Блок-схема устройства содержит N (биполярных) ключей (N - номер -преобразования), генератор функций Уолша, интеграторы, группы блоков- С5т мирования, группу сумматоров. Работа устройства основана на существующей связи.между арифметической взаимной корреляционной функцией и взаимным спектром Уолша. 1 ил. (Л с 1C со :о 1C