Способ измерения спектра информационных акустических сигналов телерадиовещания и устройство для его осуществления

Способ измерения спектра информационных акустических сигналов телерадиовещания и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники

Изобретение относится к технике связи, в частности к цифровым способам и устройствам измерения спектра информационных акустических сигналов и может быть использовано.

Уровень техники

Известен цифровой способ измерения спектра (Кристоф Раушер «Основы спектрального анализа». М. Rohde & Schwarz, Горячая линия-Телеком. 2006 г. стр.20, рис.3.6), принятый за прототип. Данный способ включает низкочастотную фильтрацию, а затем аналого-цифровое преобразование, а также запоминание кодовых комбинаций цифрового сигнала; быстрое преобразование Фурье,. цифровую индикацию.

Известно устройство цифрового анализатора спектра (Кристоф Раушер «Основы спектрального анализа». М. Rohde & Schwarz, Горячая линия-Телеком. 2006 г. стр.20, рис.3.6) для осуществления цифрового способа измерения спектра, содержащее: фильтр низких частот, вход которого является входом устройства, а выход соединен со входом аналого-цифрового преобразователя, а также оперативное запоминающее устройство, блок быстрого преобразования Фурье, блок индикации с дисплеем.

Недостатком известного способа и устройства является понижение точности измерения спектра информационных акустических сигналов на коротких временных интервалах (мгновенных значениях спектра) вследствие низкой разрешающей способности, и повышенной осцилляцией оценок амплитуды спектральных составляющих. Также в известном способе и устройстве при быстром преобразовании Фурье используется окно без перекрытия, что приводит к появлению разрывов анализируемых функций. Возникающие вследствие этого в спектре боковые лепестки преобразования окна, называемые просачиванием, будут искажать амплитуды соседних спектральных составляющих. Просачивание приводит не только к появлению амплитудных ошибок в спектрах сигналов, но также маскирует составляющие с малыми амплитудами в информационных сигналах и, следовательно, препятствует их измерению. В известном способе и устройстве не существует привязки мгновенных значений спектра к отрезкам временного акустического сигнала, на которых этот спектр измеряется. Кроме того, в известном способе и устройстве не существует возможности измерения модуля спектра и фазочастотной характеристики измеряемого сигнала.

Сущность изобретения

Задачами предлагаемого изобретения являются:

1. Повышение точности цифрового метода измерения спектра информационных акустических сигналов и уменьшение длительности отрезков этого сигнала, на которых измеряется спектр.

2. Расширение функциональных возможностей устройства за счет привязки мгновенных значений спектра к регулируемым по длительности отрезкам временного акустического сигнала, на которых этот спектр измеряется, а также за счет измерения модуля спектра и фазочастотной характеристики сигнала на этих отрезках.

Предлагаемый способ измерения спектра информационных акустических сигналов телерадиовещания, включающий низкочастотную фильтрацию, а затем аналого-цифровое преобразование, а также запоминание кодовых комбинаций цифрового сигнала, быстрое преобразование Фурье, цифровую индикацию. В отличие от прототипа, после аналого-цифрового преобразования сигнала осуществляют выделение первого регулируемого по длительности участка цифрового временного сигнала из N кодовых комбинаций этого сигнала, после чего осуществляют разветвление цифрового временного сигнала с выделенного первого участка на второй и третий одинаковые с первым участки с, соответственно, основным и дополнительным цифровыми сигналами, при этом, основной цифровой сигнал со второго участка задерживают, а затем запоминают, после чего осуществляют цифровую индикацию этого сигнала. А из дополнительного цифрового сигнала с третьего участка осуществляют формирование последовательности сегментов цифрового сигнала из К кодовых комбинаций этого сигнала в каждом сегменте, после чего осуществляют наложение оконной функции Наттолла на каждый сегмент и получают последовательность сегментов дополнительного цифрового сигнала из 2К кодовых комбинаций этого сигнала в каждом сегменте, а затем осуществляют накопление этих 2К кодовых комбинаций в каждом сегменте, после чего в каждом сегменте производят прямое быстрое преобразование Фурье накопленных 2К кодовых комбинаций и формируют 2К пар коэффициентов преобразования, соответствующих представлению каждого сегмента дополнительного цифрового сигнала в спектральной области. А после быстрого преобразования Фурье в каждом сегменте последовательно осуществляют в цифровом виде поворот фазы 2К пар коэффициентов преобразования, обратное быстрое преобразование Фурье с получением 2К кодовых комбинаций в каждом сегменте, сложение с 50% перекрытием каждого сегмента с предыдущим ему сегментом и компенсацией неравномерности оконной функции Наттолла, а сформированный таким образом ортогональный, по отношению основному цифровому сигналу, дополнительный цифровой сигнал, запоминают одновременно с запоминанием основного цифрового сигнала. При этом в запомненных основном и ортогональном дополнительном цифровых временных сигналах с, соответственно, второго и третьего участков, в их одинаковых и регулируемых на длительности участков местах, осуществляют выделение одинаковых, соответственно, первого и второго регулируемых по длительности отрезков, соответственно, основного и ортогонального дополнительного цифровых временных сигналов из В кодовых комбинаций в отрезке, после чего над В кодовыми комбинациями с первого регулируемого по длительности отрезка производят первое дискретно-косинусное преобразование и формируют первые В спектральных коэффициентов, над которыми осуществляют цифровую индикацию, а над В кодовыми комбинациями со второго регулируемого по длительности отрезка производят второе дискретно-косинусное преобразование и формируют вторые В спектральных коэффициентов, после чего, используя первые В и вторые В спектральные коэффициенты, формируют цифровые сигналы, соответствующие модулю спектра и фазочастотной характеристике измеряемого сигнала, над которыми осуществляют цифровую индикацию.

Поставленная задача решается также тем, что в устройство измерения спектра информационных акустических сигналов телерадиовещания, содержащее фильтр низких частот, вход которого является входом устройства, а выход соединен со входом аналого-цифрового преобразователя, а также оперативное запоминающее устройство, блок быстрого преобразования Фурье, блок индикации с дисплеем, дополнительно введены блок выделения и запоминания участка цифрового сигнала, первый блок ключей, первый блок дискретно-косинусного преобразования, блок удвоения частоты импульсов дискретизации, блок сегментации и наложения оконной функции Наттолла, блок поворота фазы коэффициентов преобразования, блок обратного быстрого преобразования Фурье, блок перекрытия сегментов и компенсации неравномерности окна Наттолла, блок управления, второй блок ключей, второй блок дискретно-косинусного преобразования, блок определения модуля и фазы спектра.

При этом первый выход аналого-цифрового преобразователя соединен с первым входом блока выделения и запоминания участка цифрового сигнала, а второй выход аналого-цифрового преобразователя соединен со входом блока удвоения частоты импульсов дискретизации и со вторым входом блока выделения и запоминания участка цифрового сигнала, третий, четвертый и пятый входы которого подключены, соответственно, к первому, второму и третьему выходам блока управления, четвертый и пятый выходы которого соединены, соответственно, с седьмым и восьмым входами блока выделения и запоминания участка цифрового сигнала, первый выход которого подключен к первому входу блока сегментации и наложения оконной функции Наттолла, а его второй выход соединен с первым входом блока индикации с дисплеем и с первым входом первого блока ключей. При этом третий выход данного блока выделения и запоминания участка цифрового сигнала соединен с первым входом второго блока ключей, а его четвертый выход подключен к третьему входу блока индикации с дисплеем, ко второму входу первого блока ключей и ко второму входу второго блока ключей, а пятый выход блока выделения и запоминания участка цифрового сигнала соединен со вторым входом блока индикации с дисплеем. При этом выход блока сегментации и наложения оконной функции Наттолла через последовательно соединенные - оперативное запоминающее устройство, блок быстрого преобразования Фурье, блок поворота фазы коэффициентов преобразования, блок обратного быстрого преобразования Фурье, подключен к первому входу блока перекрытия сегментов и компенсации неравномерности окна Наттолла, выход которого соединен с шестым входом блока выделения и запоминания участка цифрового сигнала. При этом выход первого блока ключей соединен со входом первого блока дискретно-косинусного преобразования, выход которого подключен к четвертому входу блока индикации с дисплеем и к первому входу блока определения модуля и фазы спектра, второй вход которого соединен с выходом второго блока дискретно-косинусного преобразования, вход которого соединен с выходом второго блока ключей, а первый и второй выходы блока определения модуля и фазы спектра подключены, соответственно, к пятому и шестому входам блока индикации с дисплеем. Причем второй выход аналого-цифрового преобразователя соединен также со вторым входом блока сегментации и наложения оконной функции Наттолла и третьим входом блока перекрытия сегментов и компенсации неравномерности окна Наттолла, при этом выход блока удвоения частоты импульсов дискретизации соединен с третьим входом блока сегментации и компенсации неравномерности окна Наттолла и со вторым входом блока перекрытия сегментов и компенсации неравномерности окна Наттолла.

Перечень чертежей

Предложенный способ и устройство поясняются фигурами, где:

Фиг.1. Структурная схема устройства измерения спектра информационных акустических сигналов телерадиовещания.

Фиг.2. Схема блока выделения и запоминания участка цифрового сигнала.

Фиг.3. Схема другого варианта реализации блока выделения и запоминания участка цифрового сигнала.

Фиг.4. Схема блока сегментации и наложения оконной функции Наттолла.

Фиг.5. Временные диаграммы работы блока сегментации и наложения оконной функции Наттолла.

Фиг.6. Схема блока перекрытия сегментов и компенсации неравномерности окна Наттолла.

Фиг.7. Временные диаграммы работы блока перекрытия сегментов и компенсации неравномерности окна Наттолла.

Фиг.8. Схема блока определения модуля и фазы спектра.

Осуществление изобретения

Особенностью предлагаемого способа измерения спектра информационных акустических сигналов телерадиовещания, в отличие от прототипа, является использование дискретно-косинусного преобразования (ДКП) для получения спектральных характеристик сигналов вместо быстрого преобразования Фурье (БПФ). Использование ДКП позволяет повысить точность цифрового метода измерения спектра информационных акустических сигналов как за счет увеличения разрешающей способности, так и за счет уменьшения в спектре уровня боковых лепестков преобразования окна и уменьшения осцилляции оценки амплитуды спектральных составляющих на 4 дБ. Использование ДКП позволяет также уменьшить длительности отрезков информационного акустического сигнала, на которых измеряется мгновенный спектр. Дело в том, что ДКП обладает в 2 раза большей разрешающей способностью по сравнению с БПФ. Кроме того, разрешающая способность БПФ дополнительно уменьшается за счет использования сложных оконных функций, которые для ДКП не требуются. Особенностью ДКП является то, что в отличие от БПФ, это преобразование не позволяет измерять модуль спектра и фазочастотную характеристику сигнала. С целью расширения функциональной возможности ДКП по измерению модуля спектра и фазочастотной характеристики сигнала, предложено осуществлять формирование вместо одного, двух цифровых акустических сигналов (основного и дополнительного), причем дополнительный цифровой акустический сигнал является ортогональным по отношению к основному, т.е. все его спектральные составляющие сдвинуты на 90° относительно основного. Особенностью предлагаемого метода является также то, что здесь осуществляется привязка измеряемых мгновенных значений спектра, модуля спектра и фазочастотной характеристики сигнала к регулируемым по временному положению и по длительности отрезкам временного акустического сигнала, на которых этот спектр измеряется.

Способ измерения спектра информационных акустических сигналов телерадиовещания реализуется следующим образом. Над входным аналоговым информационным акустическим сигналом телерадиовещания осуществляют низкочастотную фильтрацию, а затем аналого-цифровое преобразование. Частота дискретизации может быть, например 48 кГц, а количество разрядов в кодовой комбинации 16. После этого осуществляют выделение первого регулируемого по длительности участка цифрового временного сигнала из N кодовых комбинаций этого сигнала, соответствующих N дискретным отсчетам акустического сигнала. Длительность этого участка может регулироваться в широких пределах и принимать различные значения, например 16 сек (время оперативной слуховой памяти). После этого осуществляют разветвление цифрового временного сигнала с выделенного первого, регулируемого по длительности участка, на второй и третий одинаковые с первым участки с, соответственно, основным и дополнительным цифровыми сигналами. Таким образом, закладывается основа для формирования вместо одного, двух цифровых акустических сигналов - основного и дополнительного, причем дополнительный цифровой акустический сигнал с третьего участка нужно будет сформировать ортогональным по отношению к основному сигналу со второго участка. Процесс формирования дополнительного ортогонального цифрового сигнала с третьего участка связан с временной задержкой этого сигнала. Поэтому для выравнивания времени задержки для основного цифрового сигнала со второго участка по отношению времени задержки дополнительного цифрового сигнала с третьего участка, основной цифровой сигнал из N кодовых комбинаций со второго участка задерживают. Затем этот основной цифровой сигнал со второго участка запоминают, после чего осуществляют цифровую индикацию этого временного сигнала.

А из дополнительного цифрового сигнала из N кодовых комбинаций с третьего участка осуществляют формирование последовательности сегментов цифрового сигнала из К кодовых комбинаций этого сигнала в каждом сегменте. После чего осуществляют наложение оконной функции Наттолла на каждый сегмент и получают последовательность сегментов дополнительного цифрового сигнала из 2К кодовых комбинаций этого сигнала в каждом сегменте. Эта оконная функция, в отличие от прямоугольного окна без перекрытия, используемого в прототипе, не приводит к появлению разрывов анализируемых функций и возникновению вследствие этого в спектре боковых лепестков преобразования окна, которые заметно искажают амплитуды соседних спектральных составляющих. Использование оконной функции Наттолла с последующим 50% перекрытием каждого сегмента из 2К кодовых комбинаций сигнала в каждом сегменте с предыдущим ему сегментом и компенсацией неравномерности данной оконной функции позволяет увеличить защитное отношение, характеризующее уровень помех и искажений в сигнале, до 92 дБ. Это очень существенно для передачи сигналов художественного вещания. Наименьшим уровнем боковых лепестков, из существующих оконных функций, обладает именно окно Наттолла.

После наложения оконной функции Наттолла на каждый сегмент осуществляют накопление этих 2К кодовых комбинаций в каждом сегменте, а затем в каждом сегменте производят 2К прямое быстрое преобразование Фурье накопленных 2К кодовых комбинаций дополнительного цифрового сигнала и формируют 2К пар коэффициентов преобразования, соответствующих представлению каждого сегмента дополнительного цифрового сигнала в спектральной области. Это преобразование определяется известной формулой [1, 2]:

которая записывается также в следующем виде:

где: N - число отсчетов, n - номер гармоники, k - индекс отсчета сигнала от 0 до N-1.

А после быстрого преобразования Фурье в каждом сегменте осуществляют в цифровом виде поворот фазы 2К пар коэффициентов преобразования путем изменения в каждой паре коэффициентов знака коэффициента при jsin 2πnk/N, что соответствует повороту фазы на 90° всех спектральных составляющих во временной области в исходном аналоговом сигнале.

Затем осуществляют обратное быстрое преобразование Фурье из 2К пар спектральных коэффициентов в каждом сегменте в 2К кодовых комбинаций в каждом сегменте дополнительного цифрового сигнала с третьего участка. Для более качественного восстановления сигнала в случае использования окна Наттолла осуществляют сложение с 50% перекрытием каждого сегмента дополнительного цифрового сигнала с предыдущим ему сегментом, задержанным на длительность, равную половине длительности сегмента и получают таким образом цифровой сигнал, состоящий из К кодовых комбинаций в каждом сегменте или из N кодовых комбинаций третьего участка. Поскольку окно Наттола не относиться к числу окон обеспечивающих единичный коэффициент передачи при использовании 50% перекрытий, то увеличение точности восстановленного дополнительного цифрового сигнала осуществляют путем компенсации неравномерности оконной функции Наттолла. Такая компенсация позволяет увеличить защитное отношение, характеризующее уровень помех и искажений в сигнале, до 92 дБ.

Таким образом оказался сформированным дополнительный цифровой сигнал из N кодовых комбинаций третьего участка как ортогональный (сдвинутый на 90°) по отношению основному цифровому сигналу из N кодовых комбинаций со второго участка. Далее этот дополнительный ортогональный цифровой сигнал с третьего участка запоминают одновременно с запоминанием основного цифрового сигнала со второго участка.

При этом в запомненных основном и ортогональном дополнительном цифровых временных сигналах с, соответственно, второго и третьего участков, в их одинаковых и регулируемых на длительности участков местах, осуществляют выделение одинаковых, соответственно, первого и второго регулируемых по длительности отрезков, соответственно, основного и ортогонального дополнительного цифровых временных сигналов из В кодовых комбинаций в отрезке. Длительность этих одинаковых по месту выделения и по длительности отрезков может регулироваться в пределах от 8-16 мсек до длительности всего участка. А одинаковые места выделения этих отрезков на длительности участков могут регулироваться от начала этих участков до их окончания.

После этого над В кодовыми комбинациями с первого регулируемого по длительности отрезка основного цифрового временного сигнала производят первое дискретно-косинусное преобразование (ДКП) массива данных Х(m), m=0,1,. ., N-1, в соответствии с известной формулой [1]:

где L_x(b) - есть b-й коэффициент ДКП, N - число отсчетов;

и формируют первые В спектральных коэффициентов основного цифрового сигнала, над которыми затем осуществляют цифровую индикацию. А над В кодовыми комбинациями со второго регулируемого по длительности отрезка ортогонального дополнительного цифрового временного сигнала производят второе дискретно-косинусное преобразование и формируют вторые В спектральных коэффициентов ортогонального дополнительного цифрового сигнала. После чего, используя первые В спектральных коэффициентов основного цифрового сигнала и вторые В спектральных коэффициентов ортогонального дополнительного цифрового сигнала, формируют цифровые сигналы, соответствующие модулю спектра и фазочастотной характеристике измеряемого сигнала, в соответствии с известными формулами [2]:

где s(ω)_осн=S(ω)_cos - спектральная плотность основного сигнала, состоящая из В спектральных коэффициентов;

S(ω)_доп=S(ω)_sin - спектральная плотность дополнительного сигнала, состоящая из В спектральных коэффициентов;

а затем над цифровыми сигналами, соответствующими модулю спектра и фазочастотной характеристике измеряемого сигнала, осуществляют цифровую индикацию.

Предлагаемый способ обеспечивает повышение точности цифрового метода измерения спектра информационных акустических сигналов за счет увеличения разрешающей способности в 2 раза и уменьшения в спектре уровня боковых лепестков преобразования окна и уменьшения осцилляции оценки амплитуды спектральных составляющих на 4 дБ. Описанный способ обеспечивает уменьшение длительности отрезков информационного акустического сигнала, на которых измеряется мгновенный спектр за счет использования дискретно косинусного преобразования вместо быстрого преобразования Фурье. Кроме того, предлагаемый способ позволяет расширить функциональные возможности за счет привязки мгновенных значений спектра к регулируемым по длительности отрезкам временного акустического сигнала, на которых этот спектр измеряется, а также за счет измерения модуля спектра и фазочастотной характеристики сигнала на этих отрезках.

Способ осуществляют при помощи устройства

Устройство измерения спектра информационных акустических сигналов телерадиовещания (фиг.1) состоит из фильтра низких частот 1, аналого-цифрового преобразователя 2, блока выделения и запоминания участка цифрового сигнала 3, первого блока ключей 4, первого блока дискретно-косинусного преобразования 5, блока индикации с дисплеем 6, блока удвоения частоты импульсов дискретизации 7, блока сегментации и наложения оконной функции Наттолла 8, оперативного запоминающего устройства 9, блока быстрого преобразования Фурье 10, блока поворота фазы коэффициентов преобразования 11, блока обратного быстрого преобразования Фурье 12, блока перекрытия сегментов и компенсации неравномерности окна Наттолла 13, блока управления 14, второго блока ключей 15, второго блока дискретно-косинусного преобразования 16, блока определения модуля и фазы спектра 17.

Вход фильтра низких частот 1 соединен со входом устройства, а выход фильтра соединен со входом аналого-цифрового преобразователя 2, первый выход которого соединен с первым входом блока выделения и запоминания участка цифрового сигнала 3, а второй выход аналого-цифрового преобразователя 2 соединен со входом блока удвоения частоты импульсов дискретизации 7 и со вторым входом блока выделения и запоминания участка цифрового сигнала 3, третий, четвертый и пятый входы которого подключены, соответственно, к первому, второму и третьему выходам блока управления 14, четвертый и пятый выходы которого соединены, соответственно, с седьмым и восьмым входами блока выделения и запоминания участка цифрового сигнала 3, первый выход которого подключен к первому входу блока сегментации и наложения оконной функции Наттолла 8, а второй выход блока выделения и запоминания участка цифрового сигнала 3 соединен с первым входом блока индикации с дисплеем бис первым входом первого блока ключей 4, при этом третий выход блока выделения и запоминания участка цифрового сигнала 3 соединен с первым входом второго блока ключей 15, а четвертый выход блока выделения и запоминания участка цифрового сигнала 3 подключен к третьему входу блока индикации с дисплеем 6, ко второму входу первого блока ключей 4 и ко второму входу второго блока ключей 15, а пятый выход блока выделения и запоминания участка цифрового сигнала 3 соединен со вторым входом блока индикации с дисплеем 6, при этом выход блока сегментации и наложения оконной функции Наттолла 8 соединен со входом оперативного запоминающего устройства 9, выход которого подключен ко входу блока быстрого преобразования Фурье 10, выход которого подключен ко входу блока поворота фазы коэффициентов преобразования 11, выход которого соединен со входом блока обратного быстрого преобразования Фурье 12, выход которого подключен к первому входу блока перекрытия сегментов и компенсации неравномерности окна Наттолла 13, выход которого соединен с шестым входом блока выделения и запоминания участка цифрового сигнала 3, при этом выход первого блока ключей 4 соединен со входом первого блока дискретно-косинусного преобразования 5, выход которого подключен к четвертому входу блока индикации с дисплеем 6 и к первому входу блока определения модуля и фазы спектра 17, второй вход которого соединен с выходом второго блока дискретно-косинусного преобразования 16, вход которого соединен с выходом второго блока ключей 15, а первый и второй выходы блока определения модуля и фазы спектра 17 подключены, соответственно, к пятому и шестому входам блока индикации с дисплеем 6, причем второй выход аналого-цифрового преобразователя 2 соединен также со вторым входом блока сегментации и наложения оконной функции Наттолла 8 и третьим входом блока перекрытия сегментов и компенсации неравномерности окна Наттолла 13, при этом выход блока удвоения частоты импульсов дискретизации 7 соединен с третьим входом блока сегментации и наложения оконной функции Наттолла 8 и со вторым входом блока перекрытия сегментов и компенсации неравномерности окна Наттолла 14.

Предлагаемый способ осуществляется при помощи предлагаемого устройства следующим образом (Фиг.1). Аналоговый информационный акустический сигнал телерадиовещания поступает на вход устройства и попадает далее на вход фильтра низких частот (ФНЧ) 1, при помощи которого осуществляется ограничение спектра акустического сигнала в отношении высокочастотных составляющих, например частотой 20 кГц. Далее информационный акустический сигнал с выхода ФНЧ 1 подается на вход аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 2, где он преобразуется в цифровой информационный сигнал, например с частотой дискретизации 48 кГц и с количеством разрядов в кодовой комбинации 16. Цифровой сигнал в виде параллельных кодовых комбинаций с первого выхода АЦП 2 подается на первый вход блока выделения и запоминания участка цифрового сигнала (БВЗУЦС) 3.

В блоке 3 под действием короткого сигнала, поступающего на третий вход БВЗУЦС 3 с первого выхода блока управления (БУ) 14, а также под действием импульсов дискретизации, поступающих на второй вход БВЗУЦС 3 со второго выхода АЦП 2, из цифрового временного сигнала осуществляется выделение регулируемого по длительности первого участка этого сигнала. Данный участок состоит из N параллельных кодовых комбинаций, соответствующих N дискретным отсчетам акустического сигнала. Длительность этого первого участка может регулироваться в широких пределах и принимать различные значения, например 16 сек (время оперативной слуховой памяти). Для данного примера, на выделенном первом участке цифрового сигнала будет N=48000·16=768000 параллельных кодовых комбинаций. Первый управляющий сигнал, при помощи которого осуществляется регулирование длительности участка, формируется в БВЗУЦС 3 и задается при помощи сигнала (в виде кодовых комбинаций), поступающего на четвертый вход БВЗУЦС 3 со второго выхода БУ 14. Для нашего примера это будет кодовая комбинация 10111011100000000000.

В БВЗУЦС 3 осуществляется также разветвление цифрового временного сигнала с выделенного первого регулируемого по длительности участка на второй и третий одинаковые с первым участки с, соответственно, основным и дополнительным цифровыми акустическими сигналами. При этом в других блоках устройства дополнительный цифровой акустический сигнал с третьего участка нужно будет сформировать ортогональным по отношению к основному сигналу со второго участка. Процесс формирования дополнительного ортогонального цифрового сигнала с третьего участка связан с временной задержкой этого сигнала. Поэтому в БВЗУЦС 3 с целью выравнивания времени задержки для основного цифрового сигнала со второго участка по отношению времени задержки дополнительного цифрового сигнала с третьего участка, основной цифровой сигнал из N кодовых комбинаций со второго участка подвергается задержке. Кроме того, в БВЗУЦС 3 основной цифровой сигнал со второго участка запоминается, а затем в виде параллельных кодовых комбинаций со второго выхода БВЗУЦС 3 подается на первый вход первого блока ключей (БК) 4 и на первый вход блока индикации с дисплеем (БИД) 6, на экране которого осуществляется индикация сигнала с этого участка в виде временной осциллограммы информационного акустического сигнала.

А дополнительный цифровой сигнал из N параллельных кодовых комбинаций с третьего участка подается на первый выход БВЗУЦС 3, а далее на первый вход блока сегментации и наложения оконной функции Наттолла (БСНОФН) 8. На второй вход данного блока поступают импульсы дискретизации со второго выхода АЦП 2, а на третий вход БСНОФН 8 поступают импульсы с удвоенной частотой дискретизации с выхода блока удвоения частоты импульсов дискретизации (БУЧИД) 7. В блоке 8 осуществляется формирование последовательности сегментов цифрового сигнала из К параллельных кодовых комбинаций этого сигнала в каждом сегменте. Здесь же осуществляется наложение оконной функции Наттолла на каждый сегмент и получение последовательности сегментов дополнительного цифрового сигнала из 2К кодовых комбинаций этого сигнала в каждом сегменте. Цифровой сигнал с выхода БСНОФН 8 подается далее на вход оперативного запоминающего устройства (ОЗУ) 9, где осуществляется накопление 2К параллельных кодовых комбинаций в каждом сегменте. Затем цифровой сигнал с выхода ОЗУ 9 поступает на вход блока быстрого преобразования Фурье (ББПФ) 10, где осуществляется 2К точечное прямое быстрое преобразование Фурье накопленных 2К кодовых комбинаций дополнительного цифрового сигнала и формируется 2К пар коэффициентов преобразования, соответствующих представлению каждого сегмента дополнительного цифрового акустического сигнала в спектральной области. После этого 2К пар коэффициентов преобразования с выхода ББПФ 10 подаются на вход блока поворота фазы коэффициентов преобразования (БПФКП), 11, в котором осуществляется в каждом сегменте в цифровом виде поворот фазы 2К пар коэффициентов преобразования путем изменения в каждой паре коэффициентов знака коэффициента при jsin 2πnk/М, что соответствует повороту фазы на 90° всех спектральных составляющих во временной области в исходном аналоговом сигнале. Затем 2К пар коэффициентов преобразования с выхода БПФКП 11 поступают на вход блока обратного быстрого преобразования Фурье (БОБПФ) 12, где осуществляется преобразование из 2К пар спектральных коэффициентов в каждом сегменте в 2К кодовых комбинаций в каждом сегменте дополнительного цифрового сигнала с третьего участка. Кодовые комбинации с выхода БОБПФ 12 подаются далее на первый вход блока перекрытия сегментов и компенсации неравномерности окна Наттолла (БПСКНОН) 13. На второй вход данного блока поступают импульсы с удвоенной частотой дискретизации с выхода БУЧИД 7, а на третий вход БПСКНОН 13 поступают импульсы дискретизации со второго выхода АЦП 2. В БПСКНОН 13 с целью более качественного восстановления сигнала в случае использования окна Наттолла осуществляется сложение с 50% перекрытием каждого сегмента дополнительного цифрового сигнала с предыдущим ему сегментом, задержанным на длительность, равную половине длительности сегмента. Таким образом, снова получаем цифровой сигнал, состоящий из К кодовых комбинаций в каждом сегменте или из N кодовых комбинаций третьего участка. Поскольку окно Наттолла не относиться к числу окон обеспечивающих единичный коэффициент передачи при использовании 50% перекрытий, то увеличение точности восстановленного дополнительного цифрового сигнала осуществляется в БПСКНОН 13 путем компенсации неравномерности оконной функции Наттолла. Такая компенсация позволяет увеличить защитное отношение, характеризующее уровень помех и искажений в сигнале, до 92 дБ.

Таким образом, на выходе БПСКНОН 13 оказался сформированным дополнительный цифровой сигнал из N кодовых комбинаций третьего участка как ортогональный (сдвинутый на 90°) по отношению основному цифровому сигналу из N кодовых комбинаций со второго участка. Далее этот дополнительный ортогональный цифровой сигнал с третьего участка с выхода БПСКНОН 13 подается на шестой вход БВЗУЦС 3, в котором этот сигнал запоминается одновременно с запоминанием основного цифрового, сигнала со второго участка. Затем дополнительный ортогональный цифровой сигнал с третьего участка в виде параллельных кодовых комбинаций с третьего выхода БВЗУЦС 3 подается на первый вход второго БК 15.

В БВЗУЦС 3 осуществляется также формирование второго управляющего сигнала для задания места начала выделения на втором и третьем участках, регулируемых по длительности одинаковых, соответственно, первого и второго отрезков, соответственно, основного и ортогонального дополнительного цифровых временных сигналов из В кодовых комбинаций в отрезке. При формировании второго управляющего сигнала учитывается, что место начала выделения одинаковых отрезков основного и ортогонального дополнительного цифровых временных сигналов на длительности второго и третьего участках должно быть одинаковым для этих отрезков и задается при помощи сигнала (в виде кодовых комбинаций), поступающего на седьмой вход БВЗУЦС 3 с четвертого выхода БУ 14. Под действием сформированного в БВЗУЦС 3 второго управляющего сигнала это место начала выделения отрезков цифровых временных сигналов может устанавливаться в любом месте на длительности второго и третьего участков. Так, например, для второго и третьего участков длительностью 16 с, задаем место начала выделения первого и второго отрезков равным, например, 8 с от начала участка (384000 дискретных отсчетов). Тогда с четвертого выхода БУ 14 на седьмой вход БВЗУЦС 3 должна поступить кодовая комбинация 01011101110000000000.

В БВЗУЦС 3 осуществляется также формирование третьего управляющего сигнала для регулирования длительности одинаковых первого и второго отрезков, соответственно, основного и ортогонального дополнительного цифровых временных сигналов. Начало формирования третьего управляющего сигнала задается вторым управляющим сигналом, а длительность третьего управляющего сигнала задается при помощи сигнала (в виде кодовых комбинаций), поступающего на восьмой вход БВЗУЦС 3 с пятого выхода БУ 14. Под действием сформированного в БВЗУЦС 3 третьего управляющего сигнала эта длительность одинаковых по месту выделения и по длительности отрезков может регулироваться в пределах от 8-16 мс до длительности всего участка. Например, для длительности отрезков 16 мс (768 дискретных отсчетов) на восьмой вход БВЗУЦС 3 с пятого выхода БУ 14 должна поступить кодовая комбинация 00000000001100000000.

Третий управляющий сигнал, определяющий место выделения и длительность одинаковых первого и второго отрезков, соответственно, основного и ортогонального дополнительного цифровых временных сигналов подается на четвертый выход БВЗУЦС 3 и далее поступает на третий вход БИД 6, второй вход первого БК 4 и второй вход второго БК 15. При этом под действием третьего управляющего сигнала, поступающего на третий вход БИД 6, на его экране осуществляется отмечание цветом или яркостью выделенного отрезка информационного акустического сигнала на временной осциллограмме этого акустического сигнала со второго участка.

Под действием третьего управляющего сигнала, поступающего на второй вход первого БК 4 и второй вход второго БК 15, производится выделение одинаковых, соответственно, первого и второго регулируемых по длительности отрезков, соответственно, основного и ортогонального дополнительного цифровых временных сигналов с, соответственно, второго и третьего участков. Каждый выделенный отрезок основного и ортогонального дополнительного цифровых сигналов состоит из В ко