Анализатор спектра фурье Советский патент 1977 года по МПК G06F17/14 G01R23/16 

Фурье на скользящем отрезке времени с компенсанией от смещения интервала анализа относительно начала отсчета. Это достигается тем, что в пердлагаемом анализаторе выход первого сумматора соединен с вторым входом второго сумматора, выход которого подсоединен к второму входу первого умножителя, выход третьего блока памяти подсоединен к второму входу второго умножителя, а выходы третьего и четвертого сумматоров соединены с входами второго и третьего блоков памяти соответственно. На чертеже показан анализатор спектра Фурье. Анализатор содержит аналого-цифровой преобразователь 1, блоки намяти 2, 3, 4, сумматоры 5, 6, 7, 8, умложители 9, 10, 11, 12, блок 13 формирования синусных и косинусных коэффициентов. Анализатор скользящего спектра работает следующим образом. При поступлении первых N отсчетов вычисление коэффициентов Фурье производится по следующей формуле: Л- -J - kp F, he . где Л-число отсчетов; fk - цифровые значения отсчетов; р - порядковый номер гармоники, cos(kp)-Jsm Значения коэффициентов Фурье в соответствии с выражением (1) при поступлении (N-1)-го отсчета и до поступления Л-го отсчета формируются и записываются в соответствующие яечйки второго и третьего блоков памяти 3 и 4. Одновременно с вычислением коэффициентов Фурье -в первом блоке памяти 2 производится последовательная запись обрабатываемых отсчетов fo-f{jv-i). При поступлении отсчета с номером N исключается влияние нулевого отсчета fo и учитывается дополнение отсчетом IN ,-wF-.F,-f,e F. + (f - fo).

Для получения спектра последовательности на интервале анализа необходимо исследуемый участок реализации сместить в начало координат, сдвинув его на величину интерва2лf (что соответствует

ла дискретизации

сдвигу на один отсчет).

Указанная процедура производится на основании теоремы сдвига, в результате чего можно записать

,lLlP F,F + (fr.-h)e .(4)

Процедура получения текущего спектра рекуррентна и аналогична для следующего ииФормула изобретения

Анализатор спектра Фурье, содержащий аналого-цифровой преобразователь, выход которого соединен с первым входом -первого сумматора и с входом первого блока памяти, выход которого соединен с вторым входом первого сумматора, второй блок памяти, выход которого соединен с первым входом второго сумматора, третий блок памяти и блок формирования синусных и косинусных весовых коэф1фициентов, первый выход которого подключен к первым входам первого и второго умнолштелей, а второй подключен к первым тервала анализа. Выражение (4), записанное В комплексном виде, имеет следующий вид: ReF, ReF + (f - f „) cos / -f/mfp sin -/, ItnF, ReF + (f - f.)I + + ImF lcos- p, Для получения вещественной и мнимой ReFp и ItnFp (косинусной и синусной) составляющих текущего спектра при поступлении очередного отсчета формируется разность С/Л-fo) с помощью первого сумматора, после чего полученная разность суммируется на втором сумматоре б с выдаваемой вторым блоком памяти 3 действительной составляющей спектра RePp и подается на первые входы первого и четвертого умножителей 9 и 12, где происходит их умножение на значение весовых коэффициентов (синуса и косинуса), выдаваемых блоком 13. Одновременно с этим каждый отсчет ImFp мнимой составляющей спектра, выдаваемый третьи.м блоком памяти 4 согласно выражениям (5) и (6) умножается на такие же весовые коэффициенты вторым и третьим умножителями 10 и 11. Полученные на выходе второго и четвертого умножителей произведения алгебраически суммируются четвертым сумматором 8, в результате чего на его выходе формируется отсчет текущего спектра ReFp, который поступает на первый выход анализатора и одновременно с этим записывается во втором блоке памяти. Аналогично происходит формирование и запись отсчета ImFp, который выдается третьим сумматором 7 на второй выход и вход третьего блока памяти 4. Предлагаемый анализатор спектра позволяет расщирить класс задач, решаемых спектральными методами, а также увеличить оперативность определения анализа по сравнению с быстрым преобразованием Фурье в режиме скользящего спектра. входам третьего и четвертого умножителей, вторые входы первого и третьего умножителей, а также второго и четвертого соеди-нены между собой, а выходы второго и третьего, первого и четвертого умножителей соединены с первыми и вторыми входами третьего и четвертого сумматоров соответственно, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в нем выход первого сумматора соединен с вторым входом второго сумматора, выход которого подсоединен к Второму входу первого умножителя, выход третьего блока памяти подсоединен к второму входу второго умножителя, а выходы третьего и четвертого сумматоров соединены с входами второго и третьего блоков памяти соответственно. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Авт. св. № 446063, кл. G 06F 15/34, 1974. 2.Патенг США № 3778606, кл. 235-156, 1973.