Адаптивный анализатор спектра Советский патент 1992 года по МПК G01R23/16 

Предлагаемый анализатор спектра относится к области измерительной техники и предназначен для использования в радиотехнических системах различного назначения, в частности радиолокационных, радионавигационных,системах радиосвязи, для спектрального анализа многокомпонентных случайных процессов.

Известен анализатор спектра с линейным предсказанием, основанный на дискретизации входного процесса (частотный диапазон 0-F) с тактовой частотой F в соответствии с теоремой Котельникова R} , его фильтрации в решетчатом фильтре М-го порядка, измерении дисперсии входного процесса, определении по ошибкам прямого и обратного предсказания коэффициентов частной корреляции (КЧК), далее по КЧК вычисляют коэффициенты линейного предсказания, которые преобразуют в соответствии с БПФ и получают оценку спектра.

Однако недостатком известного спект- роанализатора является недостаточно высокое быстродействие связанное с необходимостью последовательного выполнения М операций типа умножения в решетчатом фильтре на каждый отсчет входных данных, что приводит к снижению верхней частоты входного процесса или пропорциональному уменьшению точности оценивания.

Из известных адаптивных анализаторов спектра наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является адаптивный анализатор спектра, содержащий последовательно соединенные блок формирования микрокоманд, решетчатый фильтр, измеритель дисперсии и блок деления, аналого-цифровой преобразователь, преобразователь Фурье, а также блок коммутации и регистр коэффициента.

Однако общим недостатком известных адаптивных спе ктроанализаторов является сравнительно не высокое быстродействие при обеспечении заданных требований к точности оценивания спектра. При заданном порядке фильтра М и времени г выполнения операций типа умножение частотный диапазон входного процесса определяется:

(3M+M2+Mlog2M)

При (в случае высокой разрешающей способности) т- с диапазон аналисл

С

зируемых частот Гц и следовательно возможен анализ в реальном масштабе времени только низкочастотных сигналов, При этом уменьшение порядка фильтра не: да приемлемо, поскольку связано с. укень- шением точности опенки спектра.

Адаптивный анализатор сноп ра, содержащий аналого-цифровой преобразователь, вход которого является входом адаптивного анализатора спектра, выход которого по- следовательно соединен с адаптивным решетчатым Фильтром, и ом ер и го о ом дисперсии и блоком деления, выход которого является выходом адаптивного анализа- топа спектра, блок дискретного преобразования Фурье, выход котмрсго Mi- единен с вторым входом блока делгння, блок формирования микрокоманд, первый выход которого соединен с входом синхронизации аналого-цифрового прсоПр-тзогва- теля, второй и третий выходы ко юрою соединены соответственно с вторым и третьим входами синхронизации адаптивного решетчатого фильтра, чешсргь й выход которого соединен со входом синхроиизя- ции блока деления, причем адаптивный решетчатый фильтр включает М -идентичных звеньев, соединенных через первый и агорой выходы последовательно, пэрзыйи второй входы первого звена объединены и являются информационным сходом сдпп- тивного решетчатого фильтра, первого и второго квадраторов, первые -зходь: которых соединены COOTBGIстройно с парным и вторым выходами последнего эвена. LM-.IXO- ды которых соединены соответственно с первым и вторым входами сумма горя, вм- ход которого является информационном выходом адаптивного решетчатого фильтра, причем третий пыход каждого звена я ел лет- ся одним из М, соответствующих кыхо.цпв адаптивного решетчатого фипьтрз, к; из М идентичных звеньев сослот из гс-рро- го и nroporo блока задержки, первого, г,ю- рого и третьего сумматора, первого масштабного усилителя, первого, гшшого, третьего и четьяртого блоков .ннч, причем первый информационный вход звена соединен с первыми входами и

четвертого блоков умножения, перво

матора, второй информационный вход звена является входом nepporu G,юга задержки, выход первого сумматора является первым выходом звена и СОРДИЧОН с первым входом третьего блоке уыюжения, выход первого масштабного усилителя ссадине: i с. первым входом т ретьсго сумматора, выход первого блока умножения соединен с первым входом второго сумматора, выход которого является вторым выходом звена и

5

10 15 2025 303ii 40 45

50

F.FI

соединен с вторым входом четвертого блока умножения, выход первого блока задержки соединен с первым и вторым входами соответственно второго и третьего блоков умножения п вторым входом второго сумматора, вгорыз входы первого и второго блоков умножения, обьединены и соединены через гглрой блок задержки с вторым входом сумматора, выход второго блока умножения соединен с вторым входом первого сумматора, входы синхронизации первого и второго, а также третьего и четвертого блоков умножения соответственно объединены, отличается тем, что, с целью повышения быстродействия при со- xp incH /n г; ,Tii г /пждоп ЗЕ ено адаптив- нот решетчршго фильтра введен второй масштабный усилитель, причем входы третьего и четвертого умножителей соединены C-OOTBS101BCHHO с входами первого и второго масштабных усилителей, а выход второго масштабного усилителя соединен с третьим входом третьего сумматора, выход которого является информативным входом звена, вход:- синхронизации первого и второго блоков задержки объединены и являются третьим входом звена, входы гпчхрглшзацн-.i персою, второго, третьего и четвертого блоков умножения объединены и являются четвертым входом звена, входы ипхропизацУ И первого, второго и третьего сумматоров объединены и являются пятым РЧОДОМ звена, трен-ч всех звеньев и входы ел1 (xpoiu-.зэцин первого и второго кпздрагорой сбьедигчены ii являются первым «ходом синхронизации адаптивного решег окзк; фильтра, четвертые сходы всех гнлп,ев оиьединонь и 1вляются- вторым входом синхронизации адаптивного решетчатого фильтра, гчятые входы всех звеньев и вход синхронизации сумматора объединены г ясллю:ся третьим входом синхронизации лддьтивного решетчатого .фильтра, введен блок ннчисленмя коэффициентовли- пойного предсказания, М информационных входов которого соединены соответственно с М информационными выходами адаптивного решетчатого фильтра, а М выходов которого соединены, соответственно, с М входами блока дискретного преобразовании Фурье, первый выход блока формирования микрокоманд соединен с первыми входами синхронизации адаптивного решетчатого фильтра, измерителя дисперсии, блока дискретного преобразования Фурье и бпока вычисления коэффициентов линейного прздсказ ния, второй и третий выходы бтоко формирования микрокоманд соединены, соответственно с вторым м третьим входами синхронизации адаптивного решетчатого фильтра, блока вычисления коэффициентов линейного предсказания, четвертый выход блока формирования микрокоманд соединен с четвертым входом синхронизации блока дискретного преобразования Фурье, пятый и шестой выходы блока формирования микрокоманд соединены, соответственно с пятым и шестым входами синхронизации блока дискретного преобразования Фурье, причем блок вычисления коэффициентов линейного предсказания состоит из М вычислительных каскадов, которые имеют регулярную структуру и которые соединены последовательно, и число информационных входов и выходов, у которых равно порядковому номеру звена причем информационные входы каждого звена, соответствующие порядковому номеру звена являются информационными входами блока вычисления коэффициентов линейного предсказания, информационные выходы последнего вычислительного каскада являются М выходами блока вычисления коэффициентов линейного предсказания, первые, вторые и третьи входы синхронизации всех вычислительных каскадов объединены и являются соответственно, первым, вторым и третьим входами синхронизации блока вычисления коэффициентов линейного предсказания, при этом каждый вычислительный каскад содержит ряд из М умножителей, ряд из М сумматоров и блок задержки, 1-й информационный вход (,M) М-го каскада соединен с первым входом 1-го умножителя и первым входом i-ro сумматора, вторые входы умножителей объединены и соединены с (М+1)-м входом каскада и подключены к первому входу блока задержки, выход 1-го умножителя соединен со вторым входом (М-1+1)-го сумматора, выход 1-го сумматора является i-м информационным выходом каскада (М+1)-м выходом является выход блока задержки, при этом в каждом вычислительном каскаде первый вход синхронизации соединен с входом синхронизации блока задержки, второй вход синхронизации подключен к входу синхронизации каждого умножителя, а третий вход синхронизации соединен с входами синхронизации каждого сумматора.

Положительный эффект в заявленном устройстве достигается благодаря возможности обработки каждого отсчета входных данных вне зависимости от предыдущего и реализации одновременной обработки (М+3) отсчетов как на уровне блоков спект- роанализатора, так и на внутриблочном уровне, за счет чего удается сократить количество последовательно выполняемых операций при обработке одного поступившего

входного отсчета до М операций. Благодаря этому возможно анализировать входной процесс с верхней частотой

,

5 что для реальных значений (М 10, т 10 с) позволяет анализировать входной процесс с частотой дискретизации до 50 кГц, не уменьшая точности оценки спектра.

Таким образом, предлагаемое изобре0 тение обладает новизной, существенными отличиями и имеет положительный эффект по сравнению с известными устройствами. На фиг,1 представлена структурная схема адаптивного анализатора спектра.

5 На фиг.2 представлена структурная схема адаптивного решетчатого фильтра.

На фиг.З представлена структурная схема блока вычисления коэффициентов линейного предсказания.

0 На фиг.4 представлена структурная схема преобразователя Фурье.

На фиг.5 представлена временная диаграмма распределения синхроимпульсов. В анализаторе реализован принцип по5 точно-конвейерной обработки информации на двух уровнях: уровне блоков анализатора и внутриблочном уровне.

Адаптивный анализатор спектра содержит аналого-цифровой преобразователь 1,

0 вход которого являетсп входом адаптивного анализатора спектра, выход которого последовательно соединен с адаптивным решетчатым фильтром 2, измерителем дисперсии 3 и блоком деления 4. выход которого явля5 ется выходом адаптивного анализатора спектра, блок дискретного преобразования Фурье 7, выход которого соединен со вторым входом блока 4 деления, блок 5 формирования микрокоманд, первый выход

0 которого соединен со входом синхронизации аналого-цифрового преобразователя 1, второй и третий выходы которого соединены соответственно с вторым и третьим входами синхронизации адаптивного

5 решетчатого фильтра 2, четвертый выход которого соединен со входом синхронизации блока деления 4, причем адаптивный решетчатый фильтр 2 включает М идентичных звеньев 8-1...8-М, соединенных через пер0 вый и второй выходы последовательно, первый и второй входы первого звена 8-1 объединены и являются Информационным входом адаптивного решетчатого фильтра 2, квадраторов 9, 10;первые входы которых

5 соединены соответственно с первым и вторым выходами последнего звена 8-М, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами сумматора 11, выход которого является информационным

выходом адаптивного решетчатого фильтра 2, причем третий выход каждого звена является одним из М, соответствующих выходов адаптивного решетчатого фильтра 2, каждое из М идентичных звеньев 8-1...0-М состоит из блоков 12, 13 задержки, блоков 14, 15,16, 17 умножения, сумматоров 18,19, масштабных усилителей 21, 22, причем первый информационный вход звена соединен с первыми входами блоков 14 и 17 умноже- ния, сумматора 18, второй информационный вход звена является входом блока 12 задержки, выход сумматора 18 является первым выходом звена и соединен с первым входом блока 16 умножения, выход масш- табпого усилителя 21 соединен с первым входом сумматора 20, выход блока 14 умножения соединен с первым входом сумматора 19, выход которого является вторым выходом звена и соединен с вторым входом блока 17 умножения, выход блока 12 задер- жки соединен с первым и вторым входами соответственно блоков 15, 16 умножения и вторым входом сумматора 19, вторые входы блоков 14, 15 умножения объединены и со- единены через блок 13 задержки с вторым входом сумматора 20, выход блока 15 умножения соединен с вторым входом сумматора 18, входы синхронизации блоков 14, 15, 16,17 умножения соответственно объедине- ны, входы умножителей 16, 17 соединены соответственно с входами масштабных усилителей 21, 22, а выход масштабного усилителя 22 соединен с третьим входом сумматора 20, выход которого является ин- формационным выходом звена, входы синхронизации блоков 12, 13 задержки объединены и являются третьим входом звена, входы синхронизации блоков 14, 15, 16, 17 умножения объединены и являются четвертым входом звена, входы синхронизации сумматоров 18, 19, 20 объединены и являются пятым входом звена, третьи входы всех звеньев и входы синхронизации квадратов 9, 10 объединены и являются первым входом синхронизации адаптивного решетчатого фильтра 2, четвертые входы всех звеньев объединены и являются вторым входом синхронизации адаптивного решетчатого фильтра 2, пятые входы всех звеньев и вход синхронизации сумматора 11 объединены и являются третьим входом синхронизации адаптивного решетчатого фильтра 2, блок 6 вычисления коэффициентоалинейно- го предсказания, М информационных охо- дов которого соединены соответственно с М информационными выходами адаптивного решетчатого фильтра 2. а М выходов которого соединены, соответственно, с М входами блока 7 дискретного преобразования

Фурье, первый выход блока 5 формирования микрокоманд соединен с первыми входами синхронизации адаптивного решетчатого фильтра 2, измерителя дисперсии 3, блока.7 дискретного преобразования Фурье и блока 6 вычисления коэффициентов линейного предсказания, второй и третий выходы блока 5 формирования микрокоманд соединены, соответственно с вторым и третьим входами синхронизации адаптивного решетчатого фильтра 2, блока 6 вычисления коэффициентов линейного предсказания, четвертый выход блока 5 формирования микрокоманд соединен с четвертым входом синхронизации блока 7 дискретного преобразования Фурье, пятый и шестой выходы блока 5 формирования микрокоманд соединены соответственно с пятым и шестым входами синхронизации блока 7 дискретного преобразования Фурье, причем блок 6 вычисления коэффициентов линейного предсказания состоит из М вычислительных каскадов 23-1...23-М, которые имеют регулярную структуру и которые соединены последовательно и число информационных входов и выходов, у которых равно порядковому номеру звена, причем информационные входы каждого звена, соответствующие порядковому номеру звена, являются информационными входами блока 6 вычисления коэффициентов линейного предсказания, информационные выходы последнего вычислительного каскада 23-М являются М выходами блока 6 вычисления коэффициентов линейно о предсказания, первые, вторые и третьи входы синхронизации всех вычислительных каскадов 23-1...23-М объединены и являются соответственно первым, вторым и третьим входами синхронизации блока 6 вычисления коэффициентов линейного предсказания, при этом каждый вычислительный каскад 23 М содержит ряд из М умножителей 24-1...24-М, ряд из М сумматоров 25- 1.,.25-М и блок 26 задержки, 1-й информационный вход (,М) М-го каскада 23-М соединен с первым входом i-ro умножителя 24-i и первым входом 1-го сумматора 25-1, вторые входы умножителей 24-1..,24-М объединены и соединены с (М+1)-м входом каскада и подключены к первому входу блока 26 задержки, выход i-ro умножителя 24-i соединен со вторым входом (М-1+1)-го сумматора 25-(M-i+1), выход i;ro сумматора 24-1 является i-м информационным выходом каскада 23-М, (М+1)-м выходом является выход блока 26 задержки, при этом в каждом вычислительном каскаде23-1...23-М первый вход синхронизации соединен с входом синхронизации блока 26 задержки, второй

вход синхронизации подключен к входу синхронизации каждого умножителя 24-1...24- М, а третий вход синхронизации соединен с входами синхронизации каждого сумматора 25-1 ...25-М, блок дискретного преобразо- вания Фурье который состоит из М последовательно соединенных вычислительных ячеек 27-1 ...27-М, ПЗУ коэффициентов 28, счетчика адреса 29, регистра сдвига 30 и блока коммутации 31, при этом М информационных входов регистра сдвига 30 подключены к М соответствующим информационным входам блока дискретного преобразования Фурье 7, выход регистра сдвига 30 соединен со вторым информационным входом первой вычислительной ячейки 27-1, первый информационный вход вычислительной ячейки 27-1, соединен с выходом ПЗУ коэффициентов 28, адресный вход которого подключен к счетчику адреса 29, информационный выход м-й вычислительной ячейки 27-м (,М), подключен к м-му информационному входу блока коммутации 31, выход которого подключен к выходу блока дискретного преобразования Фурье 7, первые входы синхронизации всех вычислительных ячеек 27-1...27-М, входы синхронизации счетчика адреса 29, регистра сдвига 30 и блока коммутации 31 соединены и подключены к первому входу синхронизации блока дискретного преобразования Фурье 7, вторые входы синхронизации всех вычислительных ячеек 27-1...27-М соединены и подключены ко второму входу синхронизации блока дискретного преобразования Фурье 7. третьи входы синхронизации всех вычислительных ячеек 27-1...27-М соединены и подключены к третьему входу синхронизации блока дискретного преобразования Фурье 7, при этом каждая из М вычислительных ячеек состоит из блоков 32, 33, 34 задержки, блока 35 умножения и блока 36 сумматора, первый информационный вход вычислительной ячейки 27-1 подключен к информационному входу блока 33 задержки, выход которого соединен с первым информационным входом умножителя 35 и является вторым выходом вычислительной ячейки 27-1, третий выход вычислительной ячейки 27-1 подключен к выходу умножителя 35 и первому информационному входу сумматора 36, выход сумматора 36 подключен к информационному входу блока 34 задержки, выход которого соединен с вторым входом сумматора 36 и является первым входом вычислительной ячейки 27-1, второй информационный вход вычислительной ячейки 27-1 подключен к информационному входу блока 32 задержки, выход которого

соединен с вторым входом блока умножения 35, первый синхровход вычислительной ячейки 27-1 подключен к входам синхронизации всех блоков задержки 32, 33. 34, вто- 5 рой вход синхронизации к синхровходу умножителя 35, третий вход синхронизации вычислительной ячейки 27-1 к синхровходу сумматора 36.

Q Адаптивный анализатор спектра работает следующим образом.

В исходном состоянии в блоке 4 формирования микрокоманд (фиг.1) установлены начальные условия. Предварительно также

g в измерителе 3 дисперсии, блоках 12, 13, 26 задержки, преобразователе 7 Фурье записаны нулевые значения.

При измерении спектра на вход анализатора подается исследуемый сигнал x(t), a

n в блоке 5 формирования микрокоманд на первом выходе вырабатывается сигнал, который поступает на управляющий вход аналого-цифрового преобразователя 1. Полученный отсчет XL с выхода преобразос вателя 1 поступает на информационный вход адаптивного решетчатого фильтра 2, в фильтре 2 отсчет XL поступает в первое звено 8-1 на первый сумматор 18, первый умножитель 14, первый блок 12 задержки. В

соответствии с синхроимпульсами С2, СЗ поступающих соответственно с второго и третьего выхода блока 5 формирования микрокоманд на первом и втором информационных выходах первого звена 8-1 форми5 руются ошибки прямого и обратного предсказания bi,i и n.t (для времени L) по соотношениям:

bi.L bo,L-qi,.L-i

M.L ro.L-1 -qi,,L

0 Ошибки предсказания bm.L-m+1, rm.L-m+i, m 2,M звеньев 8-2,...8-М в момент времени L формируются одновременно для отсчетов сигналов, пришедших в предыдущие моменты времени по соотношениям

5bm.L-m+1 bm-1,l-m+1 - Qm,L-m+1 rm-l.L-m

Гт.Ыл-М - Гт-I.L-m - qm,L-m+1 bm-1.L-m+1

При этом коэффициенты частной корреляции qm.L вычисляются одинаково во всех звеньях 8-М (,M) в третьем и четвертом Q блоке 16, 1-7, умножения, первом и втором масштабном усилителе 21, 22, третьем сумматоре 20, втором блоке 13 задержки, по соотношению:

5.Pm,L-nH-1 qm.L-m+ /J(rm,,L-m+

+ bm,.L-m-l)

при последовательном поступлении со второго и третьего выходов блока 5 формирования микрокоманд на управляющие входы адаптивного решетчатого фильтра 2 импульсов С2, СЗ. Одновременно работают все звенья фильтра 2, На практике / выбирается в пределах от 0,1 до 1.

Ошибки предсказания Ьт,. fm.L-m-n с выходов последнего звена 8-М адаптивного решетчатого фильтра 2 возводятся в квадрат по стробу С1 и суммируются по стробу С2 в квадраторах 9, 10, и сумматоре 11. С первого выхода фильтра 2 ошибка е M.L-M-M Ь2м,ьмн - ML-M+I поступает на вход измерителя дисперсии 3 который реализует функцию А(52ц-м-м + е M.L-M+I и заносит результат в память типа очередь длиной 3 слова, с выхода которой в блок 4 деления, поступает задержанное значение дисперсии .

Одновременно с обработкой в адаптивном решетчатом фильтре 2 входного сигна- ла происходит формирование коэффициентов линейного предсказания в блоке 6 вычисления коэффициентов линейного предсказания.

По синхросигналу С1 поступающему с выхода 1 блока 5 формирования микрокоманд, М коэффициентов линейного предсказания qi...qw поступают на М входов блока 6 вычисления коэффициентов линейного предсказания, в блоке вычисления 6 коэффициент отражения qm поступает на (М+1) вход М-го каскада 23-(м+1) (.М-1), на первые информационные входы м умножителей 24-1...24-м и вход блока задержки 26, одновременно по синхросигналу С1 на первый м входов м-ro каскада 23-(м+1), поступают м коэффициентов линейного предсказания с соответствующих выходов (м-1)-го каскада 23-м, где по синхроимпульсу С2 умножаются на коэффициент отражения qm, далее по синхросигналу СЗ поступающему с третьего выхода блока формирования микрокоманд на выходах м- го каскада формируются коэффициенты линейного предсказания Ai,L-m-i...Am-i,L-m-i, а по синхросигналу С1 - Am,L-m-i по соотношениям:

An,L-m An.L-m-1 4 .L-m-1,

где п номер отсчета импульсной характеристики (гМ.,.м).

В остальных каскадах вычисление коэффициентов отражения, происходит аналогично.

В итоге на выходе последнего вычислительного каскада 23-М будут сформированы значения коэффициентов линейного предсказания (импульсной характеристики), задержанные на М+1 такт дискретизации (синхросигнал С 1) относительно момента прихода соответствующего отсчета XL.

Одновременно с адаптивным решетчатым фильтром 2 и блоком 6 вычисления ко- эФфициенгов линейного предсказания, работает преобразователь Фурье 7, реали- зующий дискретное преобразование Фурье по соотношению

М-1

Кп2 2 Am ехр Н 2 я n m/M), т 0

д используя известную конвейерную схему обработки 3.

По стробу С1 поступающему с первого выхода блока 6 формирования микрокоманд М коэффициентов линейного предсказания

5 подаются на М информационных входов преобразователя Фурье 7, в котором записываются в сдвиговый регистр 30. По синхросигналу С4 поступающему с четвертого выхода блока 6 формирования микрокоQ манд, с выхода регистра сдвига 30 последовательно выдаются значения AI.L-M-I, А2,,...Ам.1-м-1 поступающие на информационный вход первой вычислительной ячейки 27-1, где записывается в блоке задержки

5 33. По синхросигналам С5, С6 поступающих с пятого и шестого выходов блока 6 формирования микрокоманд в первом умножителе 35, первом сумматоре 36, блоке задержки 34, вычисляют первый коэффициQ ент квадрата амплитудно-частотной характеристики по соотношению:

К21,п К21,п,1 + ( ) где п - номер такта вычислений. Следующие коэффициенты К22п. К2з,п...К2м,п вычисляют5 ся аналогично в вычислительной ячейке 27- 2,27-3...27-М по соотношению: K2m,n K2m,n-i + ( )

При этом в соответствии с адресом формируемым счетчиком 29 по стробу С4 с

0 выхода ПЗУ 28 значения комплексных экспонент поступают на информационный вход блока задержки 32 первой ячейки и с выхода последнего на первый вход второй ячейки 27-2 и так далее до ячейки 27-М.

5 Таким образом, через М тактов в первой вычислительной ячейки 27-1 формируется значение К i.i-M-2. поступающее на коммутатор 31, который выдает по стробу С4 это значение на выход преобразователя Фурье

0 7. одновременно на вход преобразователя Фурье 7 поступают отсчеты AI.L-M, A2.L-M,... AM.L-M импульсной характеристики отклика адаптивного решетчатого фильтра на следующий отсчет входных данных XL и работа

5 преобразователя Фурье 7 начинается снова.

блок 31 коммутации может быть выполнен по известной схеме состоящей из последовательно соединенных циклического счетчика и мультиплексора на М входов.

С выхода преобразователя Фурье 7, отсчеты квадратов АЧХ K2m.L поступают на первый вход блока 4 деления, на второй вход которого подают значения дисперсии O L-M-Z, с выхода измерителя дисперсии 3. По импульсам С4, поступающим с четвертого выхода блока 5 формирования микрокоманд на управляющий вход блока деления 4, происходит вычисление оценки спектра по соотношению

GbM-2(f) 02L-M-2/K2L-M-2(f).

Оценка спектра для следующего отсчета данных хьн будет сформирована на следующий такт L-M-1 аналогично предыдущей оценке спектра.

Сумматоры, блоки умножения, блоки задержки, постоянное запоминающее устройство, счетчики, регистры могут быть выполнены на стандартных элементах по известным схемам.

Таким образом, на выход анализатора поступает оценка спектра исследуемого случайного процесса полоса анализа которого шире в 12-14 раз, чем для известных адаптивных анализаторов, что позволяет производить анализ спектра в реальном масштабе времени для систем радиосвязи, радионавигации и других.

Формула изобретения

Адаптивный анализатор спектра, содержащий аналого-цифровой преобразователь, вход которого является входом адаптивного анализатора спектра, выход которого последовательно соединен с адаптивным решетчатым фильтром, измерителем дисперсии и блоком деления, выход которого является выходом адаптивного анализатора спектра, блок дискретного преобразования Фурье, выход которого соединен с вторым входом блока деления, блок формирования микрокоманд, первый выход которого соединен с входом синхронизации аналого-цифрового преобразователя, второй и третий выходы которого соединены соответственно с вторым и третьим входами синхронизации адаптивного решетчатого фильтра, четвертый выход которого соединен с входом син- хронизации блока деления, причем адаптивный решетчатый фильтр включает М идентичных звеньев, соединенных через первый и второй выходы последовательно, первый и второй входы первого звена объединены и являются информационным входом адаптивного решетчатого фильтра, первого и второго квадраторов, первые входы которых соединены соответственно с первым и вторым выходами последнего звена, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами сумматора, выход которого япляется инфор

мационным выходом адаптивного решетчатого фильтра, причем третий выход каждого звена является одним из М соответствующих выходов адаптивного решетчатого 5 фильтра, каждое из М идентичных звеньев состоит из первого и второго блоков задержки, первого, второго и третьего-сумматоров, первого масштабного усилителя, первого-четвертого блоков умножения,

0 причем первый информационный вход звена соединен с первыми входами первого и четвертого блоков умножения, первого сумматора, второй информационный вход звена является входом первого блока

5 задержки, выход первого сумматора - первым выходом звена и соединен с первым входом третьего блока умножения, выход масштабного усилителя соединен с первым входом третьего сумматора, выход первого

0 блока умножения - с первым входом второго сумматора, выход которого является вторым выходом звена и соединен с вторым входом четвертого блока умножения, выход первого блока задержки соединен с первым

5 и вторым входами соответственно второго и третьего блоков умножения и вторым входом второго сумматора, вторые входы первого и второго блоков умножения объединены и соединены через второй блок

0 задержки с вторым входом третьего сумматора, выход второго блока умножения соединен с вторым входом первого сумматора,входы синхронизации первого и второго, а также третьего и четвертого бло5 ков умножения соответственно объединены, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия при сохранении точности, в каждое звено адаптивного решетчатого фильтра введен второй масш0 табный усилитель, причем входы третьего и четвертого умножителей соединены соответственно с входами первого и второго масштабных усилителей, а выход второго масштабного усилителя - с третьим входом

5 третьего сумматора, выход которого является информативным входом звена, входы синхронизации первого и второго блоков задержки объединены и являются третьим входом звена, входы синхронизации перво0 го - четвертого блоков умножения объединены и являются четвертым входом звена, входы синхронизации первого - третьего сумматоров объединены и являются пятым входом звена, третьи входы всех звеньев и

5 входы синхронизации первого и второго квадраторов объединены и являются первым входом синхронизации адаптивного решетчатого фильтра, четвертые входы всех звеньев объединены и являются вторым входом синхронизации адаптивного решетчатого фильтра, пятые входы всех звеньев и вход синхронизации адаптивного решетчатого фильтра, введены блок вычисления ко- эффициентов линейного предсказания, М информационных входов которого соедине- ны соответственно с М информационными выходами адаптивного решетчатого фильтра, а М выходов которого соединены соответственно с М входами блока дискретного преобразования Фурье, первый выход бло- ка формирования микрокоманд соединен с первыми входами синхронизации адаптивного решетчатого фильтра, измерителя дисперсии, блока дискретного преобразования Фурье и блока вычисления коэффициентов линейного предсказания, второй и третий выходы блока формирования микрокоманд соединены соответственно с вторым и третьим входами синхронизации адаптивного решетчатого фильтра, блока вычиспе- ния коэффициентов линейного предсказания, четвертый выход блока формирования микрокоманд соединен с четвер- тым входом синхронизации блока дискретного преобразования Фурье, пятый и шестой выходы блока формирования микрокоманд - соответственно с пятым и шестым входами синхронизации блока дискретного преобразования Фурье, причем блок вычисления коэффициентов линей- ного предсказания состоит из М вычислительных каскадов, которые имеют регулярную структуру, соединены последовательно и число информационных входов и

выходов, у них равно порядковому номеру звена, причем информационные входы каждого звена, соответствующие порядковому номеру звена, являются информационными входами блока вычисления коэффициентов линейного предсказания, информационные выходы последнего вычислительного каскада являются М выходами блока вычисления коэффициентов линейного предсказания, первые -третьи входы синхронизации всех вычислительных каскадов объединены и являются соответственно первым - третьим входами синхронизации блока вычисления коэффициентов линейного предсказания, при этом каждый вычислительный каскад содержит ряд из М умножителей, ряд из М сумматоров и блок задержки, 1-й информационный вход (,М) М-го каскада соединен с первыми входами 1-х умнох ителя и сумматора, вторые входы умножителей объединены, соединены с (М+1)-м входом каскада и подключены к первому входу блока задержки, выход 1-го умножителя соединен с вторым входом (M-i+1)-ro сумматора, выход 1-го сумматора является 1-м информационным выходом каскада, (М+1)-м выходом является выход блока задержки, при этом в каждом вычислительном каскаде первый вход синхронизации соединен с входом синхронизации блока задержки, второй вход синхронизации подключен к входу синхронизации каждого умножителя, а третий вход синхронизации соединен с входами синхронизации каждого сумматора. .

Использование: в радиотехнических системах различного назначения, в частности радиолокационных радионавигационных системах радиосвязи, для спектрального анализа многокомпонентных случайных процессов. Сущность изобретения: содержит входной аналого-цифровой преобразователь 1, последовательно соединенные адаптивный решетчатый фильтр 2, измеритель дисперсии 3 и блок деления 4, блок 5 формирования микрокоманд, блок 6 вычисления коэффициентов линейного предсказания, блок 7 дискретного преобразователя Фурье, Особенностью изобретения является введение блока 6, а также выполнение фильтра 2. 5 илч

-.«

Фае. f

V-H(

4LU

3 P91 - П

№Лз-/:&,ч.л-г

3w//; -/

Фиг. 2.

S

-«-7rWi./

LQQLUl

s

Ј

фиЈ.5