Устройство для определения коэффициентов Фурье Советский патент 1991 года по МПК G06G7/19 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в системах гармонического анализа электрических сигналов.

Цель изобретения - упрощение устройства и расширение области его применения.

На чертеже изображена блок-схема устройства для определения коэффициентов Фурье.

Устройство содержит источник 1 анализируемого сигнала, квантователь 2, перемножители 3 и 4, первый и второй переключатели 5 и 6, первую 7 и вторую 8 группы по m запоминающих элементов (т - число отсчетов анализируемого сигнала), сумматоры 9 и 10, двухобмоточный лого- метр 11, блок 12 синхронизации, две матрицы 13 и 14 m п элементов задания весовых коэффициентов (п - наибольший номер определяемого коэффициента Фурье), элементы ИЛИ 15 и 16, блок 17 ввода номера коэффициента Фурье, а также с третьего по пятый переключатели 18-20.

В исходном состоянии в матрицу 13 записаны весовые коэффициенты

t

dt

коэффициентов Фурье, а в матрицу 14 записаны коэффициенты

К..

Устройство работает следующим образом.

Анализируемый сигнал S(t), интегрируемый в интервале О, Т, квантуется квантователем 2 с частотой прерывания 1/гл, значение которой выбрано в соответствии с теоремой Котельникова так, что отсутствуют потери информации о характере изменения этого сигнала. Частоту квантования задает блок 12 синхронизации.

Для каждого 1-го такта квантования с помощью переключателя 6 считываются из матриц 13 и 14 значения постоянных сигналов, соответствующие заранее рассчитанным коэффициентам KI.J и Ki,jb, которые через элементы ИЛИ 15 и 16 поступают на входы перемножителей 3 и 4 для умножения их с квантованным аналихзируемым сигналом S(t). Сигналы полученных произведений с помощью переключателей 5 и 18 распределяются по входам запоминающих элементов групп 7 и 8 соответственно. После суммирования запомненных сигналов на выходах сумматоров 9 и 10 в конце т-го такта квантования формируются сигналы, значения КОТОРЫХ равны искомым коэффициентам Фурье ап и bn анализируемого сигнала S(t):

ап у / S(t)

П

I, m

- in

| 2 s, / , 1 1 i( -i

2 лп t .

cos d t;

)

2 л n t

.Гг./Ч, И П I .

Ьп т J S(t) d t

I

I, m

i I Si / sin

1 1 1( -0

m v

2 7ГП t

dt

Выходные сигналы сумматоров 9 и 10 поступают на входы логометра 11 для непосредственного предъявления результата измерения сдвига фазы yvi arctg(bn/an) no шкале тангенсов этого логометра 11, что обеспечивает высокое быстродействие устройства.

При достижении переключателями 19 и

20 (т+1)-го положения осуществляется обнуление запоминающих элементов групп 7 и 8, устройство приходит в исходное состояние.

Таким образом, предлагаемое устройство одновременно с вычислением коэффициентов Фурье заданного номера jfЈ. 1. п позволяет определять сдвиг фазы рг, что расширяет область его применения. Упрощение устройства достигается за счет сокращения количества используемых перемножителей.

Формула изобретения Устройство для определения коэффици- ентов Фурье, содержащее первую группу из m запоминающих элементов (где m - число отсчетов анализируемого сигнала), подключенных сигнальными входами к соответствующим выходам первого переключателя, соединенного управляющим входом с первым выходом блока синхронизации, второй выход которого подключен к управляющему входу квантователя, соединенного сигнальным входом с выходом источника анализируемого сигнала, два перемножителя и первый сумматор, выход которого является выходом устройства, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства и расширения области его применения, устройство содержит вторую группу из m запоминающих элементов, второй сумматор, с второго по пятый переключатели, две матрицы m x n элементов задания весовых коэффициентов (где n - наибольший номер определяемого коэффициента Фурье), два элемента ИЛИ, двухобмоточный логометр и блок ь-;ода номера коэффициента Фурье, группа выходов которого подключена к первым группам n входов первой и второй матриц элементов задания весовых коэффициентов, соединенных вторыми группами m входов с выходами второго переключателя, а выходами-с входами первого и второго элементов ИЛИ соответственно, причем выход первого элемента ИЛИ подключен к первому входу первого перемножителя, соединенного выходом с сигнальным входом первого переключателя, а вторым входом - с выходом квантователя и первым входом второго перемножителя, подключенного вторым входом к выходу

второго элемента ИЛИ, а выходом - к сигнальному входу третьего переключателя, со- единенного выходами с сигнальными входами запоминающих элементов второй

группы, подключенных выходами к входам второго сумматора, а входами сброса - к (т+1)-му выходу четвертого переключателя, сигнальный вход которого соединен с шиной ввода опорного напряжения, сигнальным входом второго переключателя и сигнальным входом пятого переключателя, подключенного (т+1)-м выходом к входам сброса запоминающих элементов первой группы, выходы которых соединены с входами первого сумматора, причем выходы первого и второго сумматоров подключены к входам двухобмоточного логометра, а управляющие входы переключателей с третьего по пятый соединены с первым выходом

блока синхронизации, второй выход которого соединен с управляющим входом второго переключателя.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в системах гармонического анализа электрического сигнала. Целью изобретения явля: . ется упрощение устройства и расширение области его применения. Устройство для определения коэффициентов Фурье содержит квантователь 2, перемножители 3 и 4, переключатели 5, 6 и 18-20, две группы 7 и 8 запоминающих элементов, два сумматора 9 и 10, двухобмоточный логометр 11, блок 12 синхронизации, две матрицы 13 и 14 элементов задания весовых коэффициентов, два элемента ИЛИ 15 и 16. блок 17 ввода номера коэффициента Фурье. Упрощение устройства достигается за счет сокращения количества используемых перемножителей. Расширение области применения достигается за счет одновременного вычисления коэффициентов Фурье заданного номера и соответствующего им сдвига фазы. 1 ил. (ГП ИГ 1ШН iSrU а/ Ё О ел о ел о