Анализатор спектра Фурье Советский патент 1990 года по МПК G01R23/16 

Изобретение относится к вычислительной технике, предназначено для обработки сигналов в реальном масштабе времени и может быть использовано в задачах выделения сигналов на фоне помех, в спектральном анализе, в задаче классификации сигналов и т.п.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет определения коэффициентов Фурье в базисе тригонометрических функций, а также увеличение быстродействия.

На фиг.1 представлена блок-схема анализатора спектра Фурье; на фиг.2 - схема генератора базисных функций; на фйг.З - первые пять квазиортогональных базисных КУСОЧНО-ПОСТОЯННЫХ

функций,- на фиг.4 - временная диаграмма формирования первого и второго синхронизирующих сигналов; на фиг.5 - N интеграторов первого и вто- рого канала; на фиг.6 - блок-схема. 1-го вычислителя соответственного первого и второго каналов; на фиг.7 - вычислители первого и второго каналов для N 15.

Анализатор спектра содержит генератор 1 базисных функций (ГБФ) с входным зажимом 1-0, с первым 1-1 и вторым 1-2 синхронизирующими выходами и с пгруппами выходов первого и второго каналов соответственно 1-1-1, 1-1-2, ,...,l-l-/s,...,l-l-n и I-2-1, 1 -2-2, .. ., 1 , . .. , 1 -2-р

сл

о

CD

00 00

l-2-n. Входной зажим ГБФ соединен с выходом генератора 2 тактовых импульсов (ГТИ).

Первый 3 и второй 4 каналы интеграторов содержат по п интеграторов соответственно 3-1, 3-2,...,3-1,..., 3-/э,...,3-п и 4-1,4-2,...,4-i,..., 4-д,...,4-п. Зажим 3-1-1 является входным зажимом устройства.

Первый 5 и второй 6 каналы вычисг лителей выполняют операции сложения, вычитания и умножения на постоянный коэффициент. Вычислители 5 и 6 содержат первый, второй,..., /3-й вычислители соответственно 5-1,5-2,... 5-/9 и 6-1,6-2,... , , причем каждый i-й вычислитель может содержать с первого по входной зажим соответственно 5-1-1, 5-1-2,..., 5-1-п и 6-1-1, 6-1-2,...,6-1-п.Каждый i-й вычислитель имеет один выходной зажим. Соответственно вычислители первого и второго каналов содержат выходы 7-1-1, 7-1-2,..., 7-1-п и 7-2-1, 7-2-2,...,7-2-п, которые одновременно являются и первым - п-м выходами соответственно первого и второго канала устройства.

ГБФ формирует на выходе кусочно- постоянные функции с амплитудами +1,0 (причем 0 эквивалентен амплитуде -1) и содержит генератор 8 ортогональных тригонометрических функций (ГОТФ) 8. Последний имеет п выходов первого и второго канала соответствен но 8-1-1,8-1-2,...,8-1-п и 8-2-1, 8-2-2,...,8-2-п. ГБФ 1 включает и себя также устройство 9 сопряжения.

Устройство 9 сопряжения служит для преобразования тригонометрических фун кций в кусочно-постоянные функции с амплитудами 0, +1 и имеет п входов первого и второго каналов соответственно 9-1-1, 9-1-2,...,9-1-п и 9-2-1, 9-2-2,...,9-2-п, а также имеет п групп выходов, первого и второго каналов, которые одновременно являются соответствующими группами выходов ГБФ соответственно первого и второго каналов. Устройство сопряжения содер- жит по п RS-триггеров соответственно первого и второго каналов 10-1, 10-2,...,10-п и 11-1, 11-2,..., , инверторы 12-1, 12-2,...,12-п и 13-1, 13-2,...,13-п, а также рас- пределитель 14 импульсов на два напраления . Каждому из триггеров принадлежат соответственно первая-четвертая

10

5

20

25

5055 30

40

45

схемы И , выходы которых являются соответственно первым-четвертым выходами 19-22, образующие соответствующие группы выходов ГБФ, причем первая группа выходов ГБФ первого канала содержит первый и второй синхронизирующие сигналы, формирующиеся дифференцирующей цепью из конденсатора 23, резистора 24, полупроводникового диода 25 и дополнительного инвертора 26, а также схемы 27 задержки, причем выход дополнительного инвертора 26, а также выход схемы 27 задержки образуют первый и второй синхронизирующие выходы ГБФ. Интеграторы первого и второго каналов идентичны один другому и содержат соответственно первый 28 и второй 29 операционные усилители, первый-вось- мой ключи 30-37, первый-четвертый конденсаторы 38-41, причем управляющие входы третьего 32, четвертого 33, пятого 34 и шестого 35, седьмого 36 и восьмого 37 ключей образуют соответственно первый-четвертый управляющие входы 42-45 каждого интегратора, а управляющие входы второго 31 и первого 30 ключей образуют соответственно первый и второй синхронизирующие входы 46 и 47, вычислитель первого и вторйго каналов содержит соответственно входы 5-I-i, 5-1-31, 5-1-51,...,5-1-i (2n-l) и 6-1-i, 6-1-31, 6-1-51,.,..,6-l-i(2n-l), a также с первого по k-й вычитатели и сумматоры соответственно 48-1,48-2,... 48-(k-l), 48-k, с первого по k-й умножитель на постоянный коэффициент соответственно 49-1, 49-2,...,.

Вычислители первого и второго каналов содержат для случая соответственно 15 входов 5-1-1,..., 5-1-15 и 6-1-1,...,6-1-15.

Первый вычислитель первого и второго каналов содержат первый-пятый вычитатели 48-1 и 48-5 и сумматор 48-6, а также первый-шестой умножители на постоянный коэффициент соответственно 49-1,...,49-6.

Второй вычислитель первого и второго каналов содержит соответственно первый-третий вычитатели 48-1-48-3, а также первый-третий умножители 49-1,...,49-3 на постоянный коэффициент .

Третий вычислитель первого и второго каналов содержит соответственно первый 48-1 и второй 48-2 вычитатели

и первый 49-1 и второй 49-2 умножители на постоянный коэффициент.

Четвертый вычислитель первого и второго каналов содержит вычислитель 48-1 и умножитель 49-1 на постоянный коэффициент.

Пятый вычислитель первого и второго каналов содержит вычитатель 48-J и умножитель 49-J на постоянный коэффициент. Причем выходы первого-пя того вычислителей соответственно первого и второго канала образуют пер- вый-пятый выходы 7-1-1,...,7-1-5 первого и второго канала устройства, а выходы интеграторов 3-6,3-7,...,3-15 и 4-6, 4-7,...,4-15 первого и второго канала непосредственно образуют шестой-пятнадцатый выходы первого и второго канала устройства соответственно 7-1-6 (7-2-6), 7-1-7 (7-2-7),.. 7-1-15 (7-2-15).

Анализатор спектра Фурье работает следующим образом.

ГОТФ 8 генератора 1 под воздействием поступающих на вход 8-1 ГОТФ (вход 1-0, ГБФ) импульсов с выхода ГТИ 2 вырабатывает ортогональные тригонометрические функции. На выходах ГОТФ 8 первого и второго каналов соответственно, 8-1-1, 8-1-Z,..., 8-1-п и 8-2-1, 8-2-2,...,8-2-п (фиг.2) формируются функции соответственно sinwt, sin2o t,. . . ,sin n utt и cos wt, cos2w t,. . . ,cos n u; t. Эти функции поступают соответственно на входы устройства сопряжения (фиг.2). При этом соответствующие тригонометрические базисные функции поступают с одной стороны на входы S RS-тригге- ров соответственно 10-1, 10-2,..., 10-п и 11-1, 11-2,...,11-п, а с другой - на входы инверторов 12-1, 12-2,...,12-п и 13-1, 13-2,...,13-п, выходы которых соединены соответственно с входами R RS-триггеров (фиг.2). Считая, что амплитуды сигналов тригонометрических функций достаточны для включения и выключения триггеров по S- и R-входам, на выходах каждого из указанных триггеров формируются кусочно-постоянные функции с амплитудами +1,0. Причем значение амплитуды, равное нулю, эквивалентно/ значению амплитуды -1 основной базисной функции (фиг,3).Распределитель 14 импульсов формирует импульсы по двум направлениям (фиг.4), а первая 15 и вторая 16 схемы1 И при

0

5

0

5

высоком уровне на первом выходе RS-триггера дают разрешение на появление импульсов на первом, затем на втором выходах первой группы выходов 1-1-1 первого канала, а при появлении высокого уровня на втором выходе RS-триггера включаются третья 17 и четвертая 18 схемы И (фиг.2). Так как триггер 10-1 переключается с частотой основной гармоники since/1, то по окончании одного периода с помощью дифференцирующей цепи 23-26 и инвертора 27 формируется первый синхронизирующий импульс (фиг,2 и 4), то есть выход 1-1 ГБФ, а проходя по схеме 27 задержки (задержка осуществляется не более чем на полпериода частоты следования тактовых импульсов ГТИ 2), на выходе 1-2 ГБФ появляется второй синхронизирующий импульс.

Пусть на вход 3-1-1 устройства (фиг.1 и 5) поступает сигнал f(t), разложение которого в ряд Фурье имеет вид

f(t) А„+ A.sinL)t + B.costtit +

А1 sinco t

t

+ Aasin2cj t +

Bacos

2cJ t +

.+

0

5

0

B(0coslOto t

+ A((JsinlOco t +

Введенные в предлагаемом изобретении базисные функции вида sig n x х (sinnu t) при n 1,2,3,... обозначим как 8(1), 8(2),...,S(n), а функции вида sign(cosn ) при n 1,2, 3,... - как С(1), С(2),...,С(п) (фиг.З).

Умножают f(t) соответственно на каждую из функции S(l)...S(n) .и С(1)...С(п) и интегрируют на интервале о-т

if

f(t)S(l)dt

2

7Г

А -.- А,+ 3 н э S n

м

5

0

2 . 2

+ w v w

f(t)S(2)Ct 1 о

2 . 2 .

7(Г А , г

V

f Л5 +

3lTAs

+ .

i J f(t)S(10)dt

-|-Л

(1-2);

2

to+ 3fT

V

вКо +

7f-A7o+ .-.( - о).

Аналогично умножая f(t) на С(п) интегрируя в пределах О-Т, получают

| J f(t)C(l) jt - -|- В,-5|г Вэ +

в

5Y Ei

7trM

9F V

- (2-1)

l- J f(t)C(10)rft 2

2

W E

2. IT

V

15697388

постоянный коэффициент подключается к второму входу сумматора 48-6. Причем номером входов первого вычислителя первого и второго каналов, удовлетворяющих условию K-i() е N,

Л 7 BT° +

(2-10)

К 3, будет только номер 9, следовательно, он не используется. Выход сумматора 48-6 является выходом перРассмотрим принцип действия устрой-10 вого вычислителя первого и второго ства при условии, что f(t) содержит первую-пятнадцатую гармоники, т.е. при необходимо определить пятнадцать коэффициентов А, - AfJ .и

каналов, причем первые входы сумматора 48-6 подключены к выходу вычита- теля 48-5,а первый вход вычитателя 48-5 - к выходу вычитателя 48-4 и

В1 - BtJ ряда Фурье (коэффициенты выше |5 тфе пеРвый вхо« вычитателя пятнадцатых не рассматриваются).

Для определения пятнадцати коэффициентов Af и В. используются пятнадцать групп выходов соответственно

48-4 подключается к выходу вычитателя 48-3, первый вход вычитателя 48-3 - к выходу вычитателя 48-2, первый вход вычитателя 48-2 - к выходу выпервого и второго каналов ГБФ 1, пят- 2Q читателя 48-1, а первый вход вычитатенадцать интеграторов () первого и второго каналов, которые имеют номера (3-1, 3-2 ,...,3-15 и 44,4-2

4-15) порядка следования, соответствующие номерам входов соответствующих вычитателей первого и второго каналов 5-1-1, 5-1-2, 5-1-3,...,5-1-15 и 6-1-1, 6-1-2, 6-1-3,...,6-1-15.

Определяют количество вычитателей, сумматоров и умножителей на постоянный коэффициент, необходимых для первого - 1-го вычислителей. Первый вычислитель () первого и второго каналов подключается своими входами 5-1-1, 5-1-3, 5-1-5,..., 5-1-15 и 6-1-1, 6-1-3, 6-1-5,..., 6-1-15 к соответствующим выходам номеров интеграторов первого и второго каналов (фиг.7).

Порядковые номера входов первого вычислителя первого и второго каналов (фиг.7, 5-1 и 6-1), которые делятся только на единицу и себя, - 5-1-3, 5-1-5, 5-1-7, 5-1-П и 5-1-13 (фиг.7). Поэтому указанные номера входов первого вычислителя (5-1 и 6-1) через умножители 49-1, 49-2,...,49-5 на постоянный коэффициент подключаются к вторым входам nepBdro-пятого вычитателя 48-1, 48-2,...,48-5. Порядковые номера входов первого вычитателя первого и второго каналов (фиг.7, 5-1 и 6-1), Которые делятся не только на единицу и на себя, а и на другие числа, только номер 15 входа (фиг.7), который с входа 5-1-15 (6-1-15) первого вычислителя первого и второго кана- .лов через шестой умножитель 49-6 на

25

30

35

40

45

50

55

Ля 48-1 - к первому входу 5-1-1 (6-1-1) первого вычислителя 5-1 и 6-1 первого и второго каналов.

Второй вычислитель 5-2 (6-2) первого и второго каналов (i 2) подключается своими входами 5-1-2, 5-1-6, 5-1-10, 5-1-14 и 6-1-2, 6-1-6, 6-1-10, 6-1-14 к соответствующим номерам выходов интеграторов первого и второго каналов (фиг.7).

Определим количество вычитателей, сумматоров и умножителей на постоянный коэффициент, необходимых для второго вычислителя первого и второго каналов.

Порядковые номера входов второго вычислителя первого и второго каналов (фиг.7, 5-2 и 6-2) с кратными номерами входов первому вычислителю, которые делятся только на единицу и на себя, будут номера 6,10,14 (кратные номерам 3,5,7 входов первого вычитателя). Следовательно, входы 5-1-6, 5-1-10, 5-1-14 и 6-1-6, 6-1-10, 6-1-14 через умножители 49-1, 49-2 и 49-3 на постоянный коэффициент подключены к, вторым входам вычитателей соответственно 48-1, 48-2 и 48-3, Среди порядковых номеров входов второго вычислителя первого и второго каналов (фиг.7, 5-2 и 6-2),- нет номеров, кратных номерам первого вычислителя, которые делятся не только на единицу и на себя, но и на другие числа. Следовательно, второй вычислитель (фиг.7, 5-2 и 6-2) не имеет сумматоров. Кроме того, среди входов второго вычислителя нет входов, котового вычислителя первого и второго

каналов, причем первые входы сумматора 48-6 подключены к выходу вычита- теля 48-5,а первый вход вычитателя 48-5 - к выходу вычитателя 48-4 и

тфе пеРвый вхо« вычитателя

48-4 подключается к выходу вычитателя 48-3, первый вход вычитателя 48-3 к выходу вычитателя 48-2, первый вход вычитателя 48-2 - к выходу выQ читателя 48-1, а первый вход вычитате5

0

5

0

5

0

5

Ля 48-1 - к первому входу 5-1-1 (6-1-1) первого вычислителя 5-1 и 6-1 первого и второго каналов.

Второй вычислитель 5-2 (6-2) первого и второго каналов (i 2) подключается своими входами 5-1-2, 5-1-6, 5-1-10, 5-1-14 и 6-1-2, 6-1-6, 6-1-10, 6-1-14 к соответствующим номерам выходов интеграторов первого и второго каналов (фиг.7).

Определим количество вычитателей, сумматоров и умножителей на постоянный коэффициент, необходимых для второго вычислителя первого и второго каналов.

Порядковые номера входов второго вычислителя первого и второго каналов (фиг.7, 5-2 и 6-2) с кратными номерами входов первому вычислителю, которые делятся только на единицу и на себя, будут номера 6,10,14 (кратные номерам 3,5,7 входов первого вычитателя). Следовательно, входы 5-1-6, 5-1-10, 5-1-14 и 6-1-6, 6-1-10, 6-1-14 через умножители 49-1, 49-2 и 49-3 на постоянный коэффициент подключены к, вторым входам вычитателей соответственно 48-1, 48-2 и 48-3, Среди порядковых номеров входов второго вычислителя первого и второго каналов (фиг.7, 5-2 и 6-2),- нет номеров, кратных номерам первого вычислителя, которые делятся не только на единицу и на себя, но и на другие числа. Следовательно, второй вычислитель (фиг.7, 5-2 и 6-2) не имеет сумматоров. Кроме того, среди входов второго вычислителя нет входов, которые не используются, так как нет номеров, кратных номерам первого вычислителя с номерами К1(( -1) 9,25, 27,... Следовательно, выход третьего вычитателя 48-3 является выходом второго вычислителя первого и второго каналов, а первый вход третьего вычитателя 48-3 подключен к выходу второго вычитателя 48-2, первый вход которого подключен к выходу первого вычитателя 48-1, первый вход которого подключен к первому входу второго вычислителя, т.е, к входу с 1 2 (т.е. первый вход второго вычислителя имеет порядковый номер ).

Третий вычислитель 5-3 (6-3) первого и второго каналов (i 3) подключается своими входами 5-1-3, 5-1-9, 5-1-15 и 6-1-3, 6-1-9 и 6-1-15 к соответствующим номерам выходов интеграторов первого и второго каналов (фиг.7).

Определим количество вычитателей, сумматоров и умножителей на постоянный коэффициент, необходимых для третьего вычислителя первого и второго каналов.

Порядковые номера входов третьего1 вычислителя первого и второго каналов с кратными номерами входов первому вычислителю делятся только на единицу и на себя (кратность нрмерам 3 и 5 первого вычислителя).Следовательно, входы 5-1-9, 5-1-15 и 6-1-9 и 6-1-15 через умножители 49-1 и 49-2 на постоянный коэффициент подключены к вторым входам вычитателей 48-1 и 48-2 соответствено. Среди порядковых номеров третьего вычислителя первого и второго каналов (фиг.7, 5-3 и 6-3) нет номеров, кратных номерам первого вычислителя, которые делятся не только на единицу и на себя, но и на другие числа. Следовательно, третий вычислитель 5-3 и 6-3 не содержит сумматоров. Кроме того, среди входов третьего вычислителя нет вхо10

20

ля 48-1, первый вход которого подключен к первому входу (i 3) третье го вычислителя.

Четвертый вычислитель (фиг.7, 5-4 6-4) первого и второго каналов (1 4 подключается своими входами 5-1-4, 5-1-12 и 6-1-4, 6-1-12 к соответствующим номерам выходов интеграторов первого и второго каналов (фиг.7). При этом коэффициент кратности равен четырем относительно номеров первого вычислителя. Поэтому номера, кратные номерам первого вычислителя, де- jc лящиеся только на единицу и на себя, будут номера 5-1-12 и 6-1-12 соответ ственно первого и второго каналов. Других номеров не присутствует, сле- довательно, только вход 5-1-12

(6-1-12), кратный входу 5-1-3 первого вычислителя (коэффициент кратности 4) подключен через умножитель 49-1 на постоянный коэффициент к второму входу вычитателя 48-1, первый вход которого подключен к первому входу () четвертого вычислителя, а выход вычитателя 48-1 является выходом четвертого вычислителя.

Пятый вычислитель ) подключается своими входами 5-1-5, 5-1-15 и , 6-1-15 (фиг.7) к соответствующим номерам выходов интеграторов первого и второго каналов (фиг.7). В этом случае вход 5-1-15 (6-1-15) через умножитель 49-1 на постоянный коэффициент подключен на второй вход вычитателя 48-1, первый вход которого подключен к первому входу пятого вычислителя (1 5). Выход вычитателя 48-1 является выходом пятого вычислителя, а выходы шестого-пятнад- цатого интеграторов первого и второго каналов являются непосредственно гаестым-пятнадцатым выходами первого и второго каналов.

25

30

40

45

Рассмотрим работу вычислителя первого канала, вычисляющего первые ко- ,дов, которые не используются, так как JQ эффициенты ряда Фурье. На входах нет номеров, кратных номерам первого 5-1-1, 5-1-3, 5-1-5, 5-1-7, 5-1-11, вычислителя, с номе рами Кг( ),25,27„ 5-1-13, 5-1-15 - сигналы, удовлетво- Дпя третьего же вычислителя номе. 9,3, где 3 - множитель кратности,

ряющие определенной совокупности следования коэффициентов Фурье, опреде- 9-3 27,но27015,Причем выход вычн- ляемых согласно (1-1),,..(1-10). Пер- тателя 48-2 является выходом третье- выи-шестой умножители 49-1, 49-1,..., го вычислителя первого и второго каналов , а первый выход вычитателя 48-2

н-а постоянный коэффициент умножают на постоянный множитель соответственно Г/3, 1/5, 1/7, 1/11, 1/13,

подключен к выходу первого вычитате0

0

ля 48-1, первый вход которого подключен к первому входу (i 3) третьего вычислителя.

Четвертый вычислитель (фиг.7, 5-4 6-4) первого и второго каналов (1 4) подключается своими входами 5-1-4, 5-1-12 и 6-1-4, 6-1-12 к соответствующим номерам выходов интеграторов первого и второго каналов (фиг.7). При этом коэффициент кратности равен четырем относительно номеров первого вычислителя. Поэтому номера, кратные номерам первого вычислителя, де- c лящиеся только на единицу и на себя, будут номера 5-1-12 и 6-1-12 соответственно первого и второго каналов. Других номеров не присутствует, сле- довательно, только вход 5-1-12

(6-1-12), кратный входу 5-1-3 первого вычислителя (коэффициент кратности 4) подключен через умножитель 49-1 на постоянный коэффициент к второму входу вычитателя 48-1, первый вход которого подключен к первому входу () четвертого вычислителя, а выход вычитателя 48-1 является выходом четвертого вычислителя.

Пятый вычислитель ) подключается своими входами 5-1-5, 5-1-15 и , 6-1-15 (фиг.7) к соответствующим номерам выходов интеграторов первого и второго каналов (фиг.7). В этом случае вход 5-1-15 (6-1-15) через умножитель 49-1 на постоянный коэффициент подключен на второй вход вычитателя 48-1, первый вход которого подключен к первому входу пятого вычислителя (1 5). Выход вычитателя 48-1 является выходом пятого вычислителя, а выходы шестого-пятнад- цатого интеграторов первого и второго каналов являются непосредственно гаестым-пятнадцатым выходами первого и второго каналов.

5

0

0

5

ряющие определенной совокупности следования коэффициентов Фурье, опреде- ляемых согласно (1-1),,..(1-10). Пер- выи-шестой умножители 49-1, 49-1,...,

н-а постоянный коэффициент умножают на постоянный множитель соответственно Г/3, 1/5, 1/7, 1/11, 1/13,

11

1/15 (фиг.7). Тогда первый вычислитель проводит вычитание в вычитателях iI

1569738

4 4

12

48-1, и сложение в суммяторг 48-6 согласно

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к обработке сигналов в реальном масштабе времени, и может быть использовано для выделения сигналов на фоне помех, в спектральном анализе, при классификации сигналов. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства - достигается путем определения коэффициентов Фурье в базисе тригонометрических функций, а также увеличение быстродействия. Устройство содержит генератор базисных функций, два канала интеграторов по N интеграторов в каждом, два канала вычислителей по β вычислителей в каждом. Введение вычислителей и соответствующих связей позволяет вычислять коэффициенты Фурье в базисе тригонометрических функций без использования операции умножения, что позволяет расширить функциональные возможности устройства и увеличить быстродействие. 7 ил.

-4- A s

3™ i

1IV1T

Второй вычислитель определяет коэффициент Аг как 2

,«

-Яд А1

Третий вычислитель коэффициент Аэ как 222

Т Аз+ зтГ Аэ 5F

1 , 2 . .

л - f - А Л

3 V Т 9;

2 Т А

Четвертый вычислит

коэффициент А в как 3ff

f A

-™ А,- 4с,2

зЧг V

4 А IF A

Пятый вычислитель фициент Ае как

i vI д

3

- .L(-2. 31Г

А«г

т А

Остальные коэффициенты определяются непосредственно (без вычислений) с выходов гаестого-пчтиаццатого ин теграторов. Аналогично определяются

2 5 TTf

Аи+

I- А + 13ГГА э

J- А

15F AfS

+ 5F 3 V

I5

V 1 2

T3(f V

5

0

5

0

5

O

5

коэффициенты В. Перед каждым коэффициентом А. и В ряда Фурье присутствует постоянный множитель 2/fT . Он может быть скомпенсирован коэффициентом передаточной функции интеграторов. Число п, т.е. число гармоник, присутствующих во входном сигнале f практически неограничено и не влияет на существенное усложнение и качественные показатели устройства.

Таким образом, технико-экономические преимущества предлагаемого анализатора спектра Фурье заключаются в том что введение генератора базисных функций, сигналы которых эквивалентны гармоническим базисным функциям, но в отличие от последних имеют постоянные амплитуды +1, т.е. являются кусочно-постоянными, позволяет использовать преимущества, которыми обладают преобразования УолШа, т.е. исключить операции умножения. В то же время предлагаемый анализатор вычисляет непосредственно коэффициенты Фурье в . базисе тригонометрических функций, а не коэффициенты Уолша, причем для числения коэффициентов Фурье требуют- ся минимальные аппаратурные затраты.

Таким образом, предлагаемый анализатор спектра Фурье позволяет опре- лять коэффициенты ряда Фурье, обеспечивая минимальное количество арифметических операций, с малыми аппара- турными затратами и достаточно высокой точностью по сравнению с известными. Фо рму-ла изобретения

Анализатор спектра Фурье, содержащий генератор базисных функций,

вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, N интеграторов (К 1,2,3...) соответственно первого и второго каналов, информационные входы которйгх соединены с входом анализатора, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет определения коэффициентов Фурье в базисе тригонометрических функций, а также увеличения быстродействия него введены р вычислителей соответственно первого и второго каналов,причем выходы интеграторов первого и второго каналов с порядковыми номерами i(2«M), где cf 1,2,3,..., N/2i; i - 1,2,3,..., /а; р N/3; Ј(2cHXN за исключением выходов интеграторов с номерами ()eN ,

3-1-1

-)

Т

V V

7-H 7-f-Z 7-H 7-f-fl )7-f ff 1-2-1 7-2-2 7-Z-i 1-2-fl 1-Z-(W7-1

Фиг1

0

5

i(2n-l) GN , n 2,3,4,5,..., подклю чены к соответствующим входам 1-х в. числителей соответственно первого и второго каналов, выходы вычислителей с первого по /3-й соединены с соответствующими выходами первого н второго каналов анализатора, а выхо ды интеграторов соответственно с (д+1)-го по n-й первого и второго ка налов соединены непосредственно с соответствующими выходами первого и второго каналов анализатора, причем группа управляющих входов интеграторов с первого по n-й, первого и второго каналов подключены к соответст вующей группе выходов с первого по n-й первого и второго канала генератора базисных функций. .

1

t-f-t t-t-i M-f H WHl Г-ti f-t-jr-t-fl

ei

1-2-fl

Й ё

IN ГЧ

(ча 2

«a

N ts

t S85

-3|r -ajr h -з| b h -a|«

5-1-1 5-1-3L 5-1-5L 5-f-7i 5-f-9i 5-f-ltl 5-H3i 5-MSi 5-1-fli 5-1-Ш 5+2ti Я-Й 5+25i 5+i(ut4H 5+Ltto-l) (e-1-l(6-1-3i){6-1-5{)(6-Mi)(6-H$ 6-t-f1i)(6-HX)№

T-f-ZfH t) l-r-3fW)H-tfWjr-F-afl-t-a)

Фиг. 5