Устройство для вычисления спектра сигналов Советский патент 1991 года по МПК G06F15/332 G06F15/353 

ся на первый вход сумматора 13, на второй вход которого с выхода разомкнутого ключа 16 подаются нулевые отсчеты, которые не меняют значений

ного спектра шумового сигнала, и ре жима записи в блок 14 памяти вновь обработанных амплитудных значений спектральных отсчетов. Для вычисления

мгновенных спектров шумового сигнала, прошедшего через второй и третий фильтры 5 промежуточной частоты, на вход 28 устройства подаются команды ФЛЧ 2 и ФПЧ 3, которые отличаются от команды ФПЧ 1 тем что при наличии этих команд осуществляется подключение с помощью коммутатора 6 соответственно второго или третьего фильтра 5 промежуточной частоты к входам фазовых детекторов 7 а также запись соответствующего начального адреса в счетчик 15 адресов. Таким образом, после проведения многократной обработки мгновенных спектров шумового сигнала в блоке 14 памяти будут записаны амплитудные значения отсчетов АЧХ фильтров 5 промежуточной частоты.

В основном режиме работы устройства вычисления спектра сигналов на вход 28 устройства подается команда Коррекция 1 (см. таблицу). При поступлении этой команды на вход блока 21 осуществляется ее трансляция через узел 30 ввода команд и узел 31 формирования адреса на вход постоянной памяти 32. В соответствии с таблицей команд, записанных в постоянную память 32, на ее выходе формируются - сигналы, которые переписываются в регистр 33 и выводятся на выход 27.

По сигналам, передаваемым по выходу 27, осуществляется подключение с помощью коммутаторов 1 входов фильтров 5 промежуточной частоты соответ- ственно к первому 23, второму 24 и третьему 25 информационным входам устройства, а также подключение с помощью коммутатора 6 выхода первого фильтра 5 промежуточной частоты к входам фазовых детекторов 7, перевод блока 10 ДПФ на осуществление вычислений по алгоритму БПФ, управление коммутаторами 2 и 3 и ключами 16 и 17, включение режима Считывание в блоке 14 памяти, запись начального адреса в счетчик 15 адресов и наращивание адресов в счетчике 15 адресов. Таким образом, входной сигнал, прошедший через первый фильтр 5 промежу- точной частоты, с помощью коммутатора 6 подается на входы фазовых детекторов 7. После преобразования в фазовых детекторах 7, фильтрах 8 нижних частот и аналого-цифровом преобраэо- вателе 9 обрабатываемый сигнал подается на блок ДПФ для вычисления его спектра. Амплитудные значения спект

5

0

-

5 ,

5 ™ 55,

40

45

ральных отсчетов входного сигнала подаются на первый вход умножителя 11 для умножения на корректирующие коэффициенты, которые представляют собой , обратные величины 1/В от амплитудных значений отсчетов В АЧХ фильтров 5 промежуточной частоты. Последовательности спектральных отсчетов, снимаемой с выхода блока 10 ДПФ, соответствует последовательность корректирующих коэффициентов, значения которой получаются благодаря поочередному считыванию из блока 14 памяти амплитудных значений АЧХ первого фильтра 5 промежуточной частоты. При этом ключ 16 разомкнут и информация с выхода блока 14 памяти через замкнутый ключ 17 поступает на вход блока 18 постоянной памяти и преобразуется в нем в последовательность корректирующих коэффициентов, которые через коммутатор 3 поочередно поступают на второй вход умножителя 11.

Таким образом, на выходе умножителя 11 получена последовательность спектральных отсчетов входного сигнала, которая скорректирована в соот- ветствии с видом и формой АЧХ первого фильтра 5 промежуточной частоты. Скорректированные отсчеты спектра сигналов поступают через коммутатор 2 на информационный выход 26 устройства для дальнейшей обработки.

Последний сигнал, который формируется на выходе 27 под действием команды Коррекция 1, переводит .узел 31 формирования адреса в состояние готовности для приема новой команды с входа 28 устройства.

Для вычисления спектра сигналов, прошедших через второй и третий фильтры 5 промежуточной частоты, на вход 28 устройства подаются команды Коррекция™ и Коррекция 3, которые отличаются от команды Коррекция 1 тем, что при наличии этих команд осуществляется подключение с помощью . коммутатора 6 соответственно второго или третьего фильтра 5 промежуточной частоты к входам фазовых детекторов 7, а также запись соответствующего начального адреса в счетчик 15 адресов.

Использование изобретения позволяет увеличить точность вычисления спектра сигналов путем повышения точности при определении усредненных значений АЧХ фильтров 5 промежуточной

частоты. При этом точность определения усредненных значений ЛЧХ фильтров 5 промежуточной частоты зависит от выбора величины постоянного коэффи- циента а в формуле (1) и обеспечивается на заданном уровне при выполнении условия а «1 ,

Формула изобретения

Устройство для вычисления спектра сигналов, содержащее пять коммутаторов, генератор шумового сигнала, три фильтра промежуточной частоты, блок синхронизации, два фазовых детектора, два фильтра нижних частот, два аналого-цифровых преобразователя, блок дискретного преобразования Фурье, умножитель, сумматор, блок памяти, счетчик адресов, два ключа и блок постоянной памяти, причем первые информационные входы с первого по третий коммутаторов объединены и подключены к выходу генератора шумового сигнала, выходы первого и второго фильтров нижних частот соединены соответственно с информационными входами первого к второго аналого-цифровых преобразователей, вторые информационные входы с первого по третий коммутаторов являются соответственно первым, вторым и третьим информационными входами устройства, выходы с первого по третий коммутаторов соединены соответственно с входами с первого по третий фильтров промежуточной частоты, выходы которых соединены соответственно с первого по третий информационными вхоцами четвертого коммутатора, входы фазовых детекторов подключены к выходу четвертого; коммутатора, выходы аналого-цифровых преобразователей подключены соответственно к входам реальной и мнимой частей сигнала бло- ка дискретного преобразования Фурье, первьй выход пятого коммутатора подключен к первому входу сумматора, адресный вход блока памяти подключен к информационному выходу счетчика адресов, выход блока памяти соединен с информационными входами первого и второго ключей, выходы которых соединены соответственно с вторым входом

с

JQ

15

20

25

30

дг

49566 О

суммлтора и адресным входом блока постоянной памяти, выходы первого и второго фазовых детекторон соединены с входами соответственно первого и второго фильтров нижних частот, о т- л и чающееся тем, что, с целью увеличения точности вычисления спектра сигнала, в него введены второй умножитель, пычитатель,регистр коэффициентов, тестой коммутатор,блок микропрограммного управления, причем выход блока дискретного преобразования Фурье подключен к первому входу первого умножителя, выход которого соединен с информационным входом пятого коммутатора, второй выход которого является информационным выходом устройства, выход сумматора подключен к первому входу вычитателя, выход которого соединен с информационным входом блока памяти, выход блока посто- янной памяти подключен к первому информационному входу шестого коммутатора, выход которого соединен с вторым входом первого умножителя, второй информационный вход шестого коммутатора и первый вход второго умножителя подключены к выходу регистра коэффициентов, второй вход второго умножителя соединен с выходом первого ключа, выход второго умножителя подключен к второму входу вычитателя, управляющие входы с первого по шестой коммутаторов, блока дискретного преобразователя Фурье, блока памяти, счетчика адресов, первого и второго ключей, информационные входы и вход синхронизации регистра коэффициентов подключены к соответствующим выходам блока микропрограммного управления, вход команд которого является входом команд устройства, входы синхронизации первого и второго аналого-цифровых преобразователей подключены к первому выходу блока синхронизации, входы синхронизации блока дискретного преобразования Фурье, блока памяти и блока микропрограммного управления подключены соответственно к второму, третьему и четвертому выходам блока синхронизации, вход запуска которого является одноименным входом устройства.

35

40

50

Фиг. 2

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к устройствам спектрального анализа сигналов, представленных в цифровой форме. Цепью изобретения является увеличение точности вычисления спектра сигналов. Поставленная цель достигается тем. что в устройство вычисления спектра сигналов, содержащее коммутаторы 1, 2, генератор 4 шумового сигнала, три. фильтра 5 промежуточной частоты, коммутатор 6, два канала, каждый из которых состоит из фазового детектора 7, фильтра 8 нижних частот и АЦП 9, блок 10 ДПФ, умножитель 11, сумматор 13, блок 14 памяти, счетчик 15 адресов, два ключа 16, 17, блок 22 синхронизации и блок 18 постоянной памяти, введены второй умножитель 12, вы- читатель 19, регистр 20 коэффициентов, пятый коммутатор 3, блок 21 микропрограммного управления. Сущность изобретения заключается в том, что увеличивается точность вычисления спектра сигналов за счет повышений точности при определении усредненных значений АЧХ фильтров промежуточной частоты. 3 ил., 1 табл.

CLK4

ClKg

IГ