Цифровой спектроанализатор Советский патент 1978 года по МПК G06F17/17 G06F17/10 

1

Изобретение относится к цифровой измерительной технике и предназначено, в частности, для использования в аппаратуре опознавания речевых образов.

Известен цифровой спектроанализатор 1, содержащий сумматоры, блоки памяти, коммутатор.

Недостатком известного устройства являются бо.тьшие затраты оборудования.

Наиболее близким по сущности техническим решением задачи является цифровой спектроанализатор 2, содержащий блок синхронизации, первую постоянную память, блок умножения, две буферные памяти, блок выработки адреса, первый сумматор, блок вычисления спектральных коэффициентов, три э.1емента И, выход первой постоянной памяти и первый вход спектроанализатора соединены со входами блока умножения, выход первого сумматора соединен с первы.ми входами первого и второго элементов И, выход первого эле.мента И -соединен с входом блока вычисления спектральных коэффициентов, выходы второго и третьего элементов И объединены и соединены с первым входом первой буферной памяти, выход которой соединен с первыми входами третьего элемента И и первого сумматора, второй вход которого соединен с выходом второй буферной памяти, первый вход которой соединен с первым выходом блока синхронизации, вторым входом первой буферной памяти н первым входом блока выработки адреса, выход и второй вход которого соединены соответственно со входом первой постоянной памяти и вторым выходом блока синхронизации, вход которого соединен со вторым входом спектроанализатора.

Недостатком известного спектроанализатора является недостаточная точность в результате одинаковой полосы пропускания для всех фильтров.

Целью изобретения является повышение точности.

Поставленная цель достигается тем, что в него введены вторая постоянная память, второй сумматор, коммутатор и группа эле.ментов И, причем выходы блока вычисления спектральных коэффициентов соединены с первыми входами соответствующих элементов И группы, вторые входы которых соединены с выходом второй постоянной памяти. первым входом коммутатора и третьим входом блока выработки адреса, третьи входы элементов И группы соединены с третьим выходом блока синхронизации, четвертый выход которого соединен со вторым входом коммутатора, выход которого соединен с третьим входом первой буферной памяти и вторым входом первого элемента И, пятый выход блока синхронизации соединен со вторыми входами второго и третьего элементов И и второй буферной памяти, третий вход которой через второй сумматор соединен со своим выходом и с выходом блока умножения, входы второй постоянной памя ти соединены с шестым выходом блока синхронизации и третьим входом спектроанализатора, выходы элементов И группы соединены с выходом спектроанализатора. Блок-схема спектроанализатора приведена на чертеже. Спектроанализатор содержит блок 1 синхронизации, блок 2 умножения, постоянные памяти 3, 4, буферные памяти 5, 6, сумматоры 7, 8, блок 9 выработки адреса, коммутатор 10, блок И вычисления спектральных коэффициентов, элементы 12, 13, 14 И, группа элементов 15 И. Спектроанализатор работает следующим образом. Импульсами с блока синхронизации 1 осуществляется запуск блока выработки адреса 9 постоянной памяти 3, откуда соответствующие значения синусоидальной и косинусоидальной функций поступают на первый вход блока у.множения 2, на второй вход которого подаются значения анализируемого сигнала в цифровой форме. На выходе этого блока формируются пары чисел Х«„ ,„, и „„ Аксозак,,, которые через сумматор 8 поступают в буферную память 6. В буферной памяти 6 происходит накопление сумм Е.,н 1У,„. На определенном этапе блок 1 открывает элемент И 13 и и ZY,, .передаются из буферной памяти 6 через сумматор 7 в буферную память 5. При этом ячейки буферной памяти 6 обнуляются, вследствие чего процесс накопления в ней начинается сначала. С помощью элемента И 14 информация буферной памяти 5 циркулирует без изменения до окончания следующего цикла накопления ZX,, и ZYkn в памяти 6. Длительность цикла накоплений определяется в результате опроса блоко.м I памяти 4, в которую перед началом анализа вводится информация о полосе пропускания каждого из воспроизводимых фильтров. Через коммутатор 10 управляющие сигналы блоков 1 и 4 открывают элемент И 12 и результат сложения на сумматоре 7 содержимого соответствующих ячеек блоков памяти 5 и 6 вводится в блок вычисления спектральных коэффициентов И. Содерн имое памяти 6 переписывается через сумматор 7 и элемент И 13 в намять 5, па.мять 6 обнуляется и цикл работы начинается заново. Блок вычисления спектральных коэффициентов 11 осуществляет возведение в квадрат поступающих в него сумм по каждому из фильтров, су.ммирование квадратов и вычисление квадратного корня из полученной суммы. Результаты полученных вычислений суммируются по каждому из фильтров. По окончании времени анализа, определяе.мого блоком синхронизации 1, им фор. разрешающий сигнал, поступающий на входы элементов И 15. При этом происходит полный опрос памяти 4 и формирование импульсов, поступающих через коммутатор 10 на управляющие входы соответствующих элементов И 15. Каждый из элементов И 15 подключен к выходам блока вычисления спектральных коэффициентов 11 таким образом, что при их отпирании и.митируется операция сдвига числа на выходе этого блока. При это.м для фильтров, для которых была определена наиболее узкая полоса пропускания, производится считывание полного числа с выхода блока вычисления спектральных коэффициентов И, для фильтров, для которых полоса пропускания была вдвое тире, при считывании с выхода б.юка вычисления спектральных коэффициентов 11 отбрасывается старщий двоичный разряд; для овальных фильтров отбрасываются два старщих разряда. Таким образом, компенсируется разница в объе.ме накоплений по каждо.му из фильтров, выполненных блоком вычисления спектральных коэффициентов II в процессе работы анализатора. Наличие в анализаторе двух последовательно включенных блоков буферной памяти 5 и 6 обеспечивает требуемое сглаживание результатов измерения. Таким образом, в предложенно.м анализаторе достигается возложность варьирования полосы пропускания фильтров уже в процессе выполнения анализа входного сигнала, что повыщает точность анализа и позволяет получать результаты анализа в реально.1 масштабе времени. . Формула изобретения Цифровой Спектроанализатор.. содержащий блок синхронизации, первую постоянную память, б.лок умножения, две буферные памяти, блок выработки адреса, первый сумматор, блок вычисления спектральных коэффициентов, три элемента И, выход первой постоянной памяти и первый вход спектроанализатора соединены со входа.ми блока умножения, выход первого сум.матора соединен с первыми входа.ми первого и второго элементов И, выход первого эле.мента И соединен с входом блока вычисления спектральных коэффициентов, выходы второго и