Акустоэлектронный фурье-процессор

Акустоэлектронный фурье-процессор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к устройствам вычисления дискретного преобразования Фурье, и может быть использовано в системах радиои гидролокации , радионавигации и связи. Цель изобретения - повышение точности. Устройство содержит блоки памяти 1 и 2, умножители 3 и 4, блок постоянной памяти 5, ЦАП 6 и 7, аналоговые умножители 8 и 9, аналоговый сумматор 10, фильтр 11 сжатия, аналоговые умножители 12 и 13, ФНЧ 14 и 15, АЦП 16 и 17, умножители 18 и 19, блок постоянной памяти 20, опорный генератор 21, квадратурный фазовращатель 22, блок управления 23. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„,> Я <„, 1755294 А1 (scjs G 06 F 15/332

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К -А8ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 2 (21) 4857699/24 (57) Изобретенйе относится к радиотехнике, (22) 12.06.90 ..-:.:, . в частности к устройствам вычисления дис(46) 15.08.92. Бюл. hl30: ...- :кретного преобразования Фурье, и может (71) Львовский научно-исследовательский . быть использовано в системах радйо- и гид- радиотехнический институт ролокации, радионавигации и связи. Цель (72) fl.Â.Ôåäîñþê, А.А.Чубанов и В.М.Воина изобретения — .повышение точности. Уст(56) Рабинер Л„Гоулд Б, Теория и примене- ройство содержит блоки памяти 1 и 2, умноние цифровой обработки сигналов. М.: Мир, . жители 3 и 4, блок постоянной памяти 5, 1978, с.633-693. :: - .. ЦАП 6 и 7, аналоговые умножители 8 и 9, Кочемасов В. и др. Акустоэлектронные - аналоговый сумматор 10; фильтр 11 сжатия, Фурье-процессоры. M. Радио и связь, 1987, аналоговые умножители 12 и 13, ФНЧ 14 и с.1987, с,45, рис.3.4.: 15, АЦП 16 и 17, умножители 18 и 19, блок постоянной памяти 20, опорный генератор (54) АКУСТОЗЛЕКТРОННЫЙ ФУРЬЕ-ПРО- 21, квадратурный фазовращатель 22, блок

ЦЕССОР управления 23. 1 ил.

4 (Я (Я

Ы

О ф

° аей

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к устройствам вычисления дискретного преобразования Фурье и может быть использовано в системах радио- и гидролокации, радионавигации и связи., е

Целью изобретения является повышение точности вычисления ДПФ, На чертеже представлена структурная . схема предлагаемого устройства, Акустозлектронный Фурье-процессор содержит блоки,йамяти 1 и 2, умножители 3 и 4, блок постоянной памяти 5, цифроаналоговые преобразователи 6 и 7, аналоговые умножители 8 и 9, аналоговый сумматор 10, . фильтр сжатия 11, аналоговые умножители

12 и 13, фильтры нижних частот 14 и 15, аналоговые преобразователи 16 и 17, умножители Ф8 и 19, блок постоянной памяти 20, опорный генератор 21, квадратурный фазовращатель 22; блок управления 23.

Предлагаемое устройство реализует ал- . горитм Блюстейна в соответствии с выражением

% kZN — 1, У(Кm) =е и S(n,m)x и =0 г .-, z

k — и хе " е N, (1) с где Y(k,m) — к-я спектральная составляющая обрабатываемого сигнала в m-ом элементе дальности;

S(n,m) — и-я межпериодная комплексная выборка обрабатываемого сигнала rn-го элемента дальности;

М вЂ” число элементом дальности;

N — число точек ДПФ.

Так как при использовании достаточно быстродействующих АЦП скорость поступления данных S(n,m) на вход Фурье-процессора можно сделать во много раз больше требуемой скорости обработки межпериодных выборок $ (и) из одного элемента дальности, то в предлагаемом устройстве есть возможность накапливать данные S (п,m) 1755294 по М элементам дальности, Последовательная обработка данных по каждому из М элементов дэльйости достигается зэ счет двухкамерной M

/Е и

Я(п,m) = S(n,m) е1 и с помощью цифроаналоговых преобразователей 6 и 7 преобразуются в аналоговые "сигналы косинусного и синусного каналов, которые затем с помощью аналоговых умножителей

8 и 9 и аналогового сумматора 10 переносятся на во — цейтральную частоту фильтра .сжатия 11.

Импульсная характеристика фильтра сжатия 11 для реализации вычисления свертки в формуле (1) должна иметь вид

2Н= N г+ — )

i>(t) =, ho(t-qTc) е1(" ° (2)

q =,О

1р Vtp Tc+ То + — modN)

ab N где р -0,1...„2N — 1; (3) V — скорость распространения ПАВ. во — центральная частота ЛЗ; где п,(т) — импульсная характеристика ВШП одиночного отвода ЛЗ;

q — номер отвода ЛЗ;

N — число точек ДПФ;

Тс — период считывания выборок входного сигнала из блоков памяти 1 и 2.

Исходя из его импульсной характеристики (2) фильтр сжатия 11 может быть выполнен в виде 2N — отводной ЛЗ на ПАВ, "входной преобразователь (возбудитель) и преобразователи каждого из отводов ЛЗ образованы встречно-штыревыми преобразователями (ВШП), причем все отводы ЛЗ, за исключением входного, электрически соединены между собой, а положение pro

ВШП относительно входного определяется формулой

Тс — период считывания выборок входного сигнала из блоков памяти 1 и 2;

N — число точек ДПФ.

С точки зрения обеспечения компро5 мисса между полосой пропускания фильтра сжатия и потерями в нем, ВШП одиночного вывода ЛЗ целесообразно выполнить из двух пар штырей.

Конструктивно фильтр сжатия 11 пред10 ставляет собой подложку из ниабата литйя, кварца илй другого материала с одним входным и 2N- 1 выходными ВШП, причем последние электрически соединены между .собой для суммирования откликов всех от15 водов ЛЗ в соответствии с формулой.

На этой же подложке с целью компенсации температурной нестабильности ДПФ, выполнена резонансная система опорного генератора 21, Из сигнала свертки с выхода

20 фильтра сжатия 11 с помощью аналоговых умножителей 12 и 13, ФНЧ 14 и 15 выде-, ляются квэдратурные составляющие, которые зат м с помощью АЦП 16 и 17 снова преобразуются в цифровую форму. С по25 мощью умножителей 18 и 19 и блока постоянной памяти 20 выборки обрабатываемого сигнала умножаются на последовательг

Яс п ность е 1 и

30 Результат последнего умножителя и представляет собой искомое ДПФ. По сравнению с прототипом точность вычисления

ДПФ у предлагаемого устройства выше примерно в 2 раза, Это достигается выполнени35 ем умножения на весовые коэффициенты -,2 у 2

-!в е и, е и в цифровом виде, точность которого определяется только разрядностью применяемых блоков постоянной

40 памяти 5 и 20 и разрядностью представления входных данных.

Формула изобретения

Акустоэлектронный Фурье-процессор, 45 содержащий четыре аналоговых умножителя, аналоговый сумматор, фильтр сжатия и опорный генератор, выходы первого и второго энэлоговйх умножителей подключены соответственйо к первому и второму входам

50 аналогового сумматора, выход которого подключен к входу фильтра сжатия, выход которого подключен к первым входам третьего и четвертого аналоговых умножителей, выходы которых подключены к входам соответственйо первого и второго фильтров нижних частот, выход опорного генератора подключен к первому входу первого и второму входу третьего аналоговых умножителей, отличающийся тем, что, с целью

Составитель А. Баранов

Техред М;Моргентал Корректор M. Петрова

Редактор Ю. Середа

Заказ 2895 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета"по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва. Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбйнат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 повышения точности, в него введены два ны к первым входам соответственно третьблока памяти. два блока постоянной памя- . его и четвертого умножителей, выходы кототи, четыре умножителя, два цифроаналого рых являются выходами соответственно вых преобразователя, квадратурный косинусной и синусной составляющих профазовращатель, два аналого-цифровых пре- 5 цессора, первым и вторым информационны.образователя и блок управления, выходы ми входами которого являются первого и второго блоков памяти подклю-" информационные входы соответственно

: чены к первым входам соответственно первогоивторогоблоковпамяти, адресные перво о и вторрго умножителей, выходы входы и входы управления записью считыкоторых подключены к входам соответст- 10 ванием которых подключены соответственвеннопервогоивторогоцифроаналоговых: но: к первому адресному и первому преобразователей, выходы которых подклю-". тактовому выходам блока управления, вточены соответственно к второму входу пер- рой адресный выход которого подключен к вого и первому входу второго аналоговых" адресному входу первого блока постоянной умножителей, выход опорного генератора 15 памяти, выход которого подключен к втонодключен к тактовому входу блока управ-. рым входам первого и второго умножителейия и входу квадратурйого фазовращате- . лей; третий адресный выход блока ля, выход которого подключен к вторым управленйя подключен к адресному входу входам второго и четвертого аналоговых" третьего блока постоянной памяти, выход умножителей, выходы первого и второго 20 которого йодключен к вторым входамтретьфильтров нижних частот подключены к ин- его и четвертого умножителей, а второй такформационным входам соответственно товый выход блока управления подключен к первого и второго аналого-цифровых пре-. тактбвым входам первого и второго аналообразователей, выходы которых подключе- ro-цифровых преобразователей.