Устройство для вычисления спектра мощности

Устройство для вычисления спектра мощности

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

121);АКОГ! О н. » : oI." QP K авт. сН!! д в

1, (51) М, Кл. „-C6!

1

1 1,,: О:, II !!-,;;. г .P. = Ко i1 (688,8) Ill, D

3, 1 Q РИИ;1СВ, А. 11. Ьаок1:.н. ): 1- " -I - ° . =. ; Ф: J .а1 : Н; 5 ° . : Г" I II 7;IIIH, в — % .ОЦ 1. 1 Ор1 . ОСИ Н211 С Ьо ОДО: 1! > 1

&Т. с. - ..Iа!wон.1 Г.-. О,, роllCTBD —, зволяет BE.lHIICнить CD .. гевал; ..О: 1. -". ОГ1ектра: О : ностп и ирн Рто1 .1

; но;;,1г -.=- К вЂ” .неко Dp=;». заранее заданнан !, ",- 2II! а Бе.шн11на), но 21 так. 12

i 1ННГi Π—, .ГОС11Н, С ИЛ11 СИН ч,:, .Е:., З ., l .зB! О

2. Р Н . .-ИОБНОСТИ.

-2ЛИНЕНИЕ ТОННОС.::а Выниснения

; н, л:1=:.аи.= . — . Воз11ояностей12 —;, :.;::,....,: . -;-,.:ОВ С ЛЮбОИ

-,ст1:Г з-. -:.-.. .: —,-:,i I 2.:,:, ТО B -стройство..3- 2", :СЛЦЕC О. i. К Г И-". а ° .Т ,2НВ1 C 2 . I!I! ОРИ .:.Нат, СН2ТЧИК ВЕСОВО1 1- азу.н1ие-нта. I:ëôpàòî .. Иеин1фратор, ::;. 2 О\ЗаЗОВИТЗ 1 P! : ° НВЛЯЕМЬН1 РЕГИСТР., .-.л О1:. Оиреиеле. ;...;.: .—.-.О вог": козффии 2нта, са.-.";:а cp&BIIB.!1ин,:=!2.22.:т И, ключевой эне-:-нт 1 изр21к —. О--.а" ели Гь.кои б;.Ока оире-Г1 ран. :.= З.".3,. !Зз : D 1 3:DРО НОДК."ЕО-.2é К ИН» тзтрзто;. -, 11ц";, О=: а1 .г.;в, ы --DBООГзазова-=аз -6! ":Оав: I.„-- . II 3 .= .. .ЗДа:v1 J.1О а ОП= редене:.ля . Ор1"-.лг11яон1 ой а-: 1исц1НI..:-,НD!Iè-ТО1 Q, Я1аза оаз1., -ID

1Н1 В:-;; .; —.:.:.: КОЗффнннен-DВ

532863 деления корреляционной функции подключен к первому сигнальному входу первого пере ключателя, выход которого связан с входом запоминающего блока, выход последнего подключен к входу второго переключателя, а его первый выход подключен к первому входу блока умножения. Второй вы ход второго переключателя соединен с сигнальным входом управляемого регистра, выход которого подключен к входу цифро- д аналогового преобразователя. Выход интегратора подключен к второму сигнальному входу первого переключателя, а также через последовательно соединенные блок определения весового коэффициента бб и шифратор — к первому входу схемы сравнения, второй вход которой связан с выходом счетчика весового коэффициента, а выход схемы сравнения подключен к управляющему входу второго переключателя и 20 к первому входу элемента И, второй вход которого связан со счетным выходом счетчика гармоник. Выход элемента И соединен с управляющим входом ключевого элемента, выход которого подключен к счетчику весового коэффициента и к первому управляющему входу управляемого регистра.

Выход блока синхронизации связан с сигнальным входом ключевого элемента, со вторым управляющим входом управляемого регистра и через счетчик ординат — с управляющим входом первого переключателя, а через делитель — с входом счетчика гармоник. Выход сумматора-накопителя подключен к первому сигнальному входу третьего переключателя, через преобразователь кода — к второму сигнальному входу третьего переключателя и через дешифратор— к его управляющему входу. Выход третьего переключателя через блок памяти связан с вторым входом блока умножения.

В результате составляющие спектра мощности нормируются по некоторому весовому коэффициенту, определяемому из тех же составляющих спектра мощности

С„.

А (б) аббес. коэбр

Приращение величиныfq будет равно (27

0ч + ввс коэф. причем приращение ь A ввс коэф сравнимо сь G1 так как вычисляется по тем же сос) тавляющим 4; . Погрешность определения спектра

А я б = ti «ь А бес.кое б g Q,. (:.. получается меньше, чем в прототипе, где она определяется первым членом правой части последнего выра <ения.

Кроме того. генератор тригонометрических функций имеет более широкие возможности, так как вырабатывает значения косинусоидальных или синусоидальных составляющих с любой фазой в зависимости от исходного состояния сумматора-накопителя.

На чертеже представлена блок-схема устройства, Она содержит блок определения корреляционной функции 1, переключатель 2., запоминающий блок 3, перебблю -атель 4, блок умножения 5, управляемый регистр 6, цифро-аналоговый преобразователь 7, интегратор 8, блок определения весового коэффициента 9, шифратор 10, схему сравнения

11, счетчик 12 весового козффициечта, элемент И 13, ключевой элемент 14, делблтель 15, счетчик гармоник 16, .сумматорнакопитель 17, переключатель 18 дешифратор 19, преобразователь кода 20, блок памяти 21, блок синхронизации 22, счетчик ординат 23.

При определенбли спектра лошности по вычисляемой корреляционной функции устройство реализует алгоритм

Ц

Г (С-,(Я= 1 Е й(б б-= ) й).Р (а " б ) й)

I где — число ординат корре; о :-.ой фун,, цт ц °

К вЂ” текущая ордината K0pi .-. яционной функции;

1=, ...т - номер вычисляемой сос -am;,;.;,oïåé спектра мощности; ьб, — шаг дискретизации ко::реляционной фу нкции;

7,1(К-1)ьбl — корреляционная функиич бк- ..

Pfzii(— — " 3 - тригонометрическая функция вида

С05 ) 29Г l J т 1иэО SLIT "2Й

При вычислении касинусоидальных составляющих спектра мощности устройство работает следующим образом, В блоке 1 осуществляется вы исление И ординат корреляционно: функции МHK -л |ü 1 входного сигнала Х (";,, которые

1 в виде тп -разрядного двоичного кода через открытый первый сигнальный вход первого переключателя 2 поступают в запоминающий блок 3, Счетчик ор инат 23, отсчитав

Н ординат корреляционной функции, формирует сигнал, запрещающий дальнейшее прохождение ординат корреляционной функции на вход запоминающего блока 3 и подключает выход интегратора 8 через второй сигнальный вход первого переключателя 2 на вход запоминающего блока 3, Одновременно сигнал с выхода делителя 1- уста532863

Б ный код единицы. Генератор тригонометрических функций находится в исходном coc— тоянии. При вычислении кэсинусэидальных составляющих исходное состояние характеризуется исходным кодом сумматора-нако8 пителя 17, равным 2 -И/4-, a при вычислении синусоидальньж = 2, где 1 — неко( торое целое число, удовлетворяю cB vcJIoвие и . (. И

4 2

При этом емкоот ь сумматора--накопителя и

17 равна 2 — — 1, а дешифраrop 19

4 для кодов,,равных эт 2 — „qa 2 -- 1 сумматора-накопителя 17, формируется сиг— нал, разрешающий прохождение прямых коgoa через третий переключатель 18 на вход блока памяти 21, а для кодов эт 2

20 до 2 + — — 1 — дополнительных кодов с ф выхода преобразователя кода 20 через переключатель 18 HB вход блока памяти 2- .

М

В блоке памяти 2 хранится (—,;. + 1} к".— довых значений ординат первогo к:-: вЂ,: а " 9

QgF косинусоидальной функции Co& (2с адресами.

Формирование знака тригэнэ.:;ет,,,-:=Cкой функции hB блок=с:". :.зме ..—. показанэ-.Пос .;=. записи в запоминающий блэк 3 N значений

30 ординат корреляционной функции перв-, и им=пульс блока синхронизации 22 осуществляет вывод из запоминающего блока 3 первой ординаты корреляционной функц ш Ч (О} через второй переключатель 4 на первый вход блока умножения 5. На выходе ";. м— матора — накопителя 17 установлен, как бы—

Н ло указано выше, код равнь и 2 — — „, который через первый сигнальный вход третье—

ro переключателя 18 поступает на блок памяти 21, При этом формируется кэд и;:: вой ординаты косинусэидальнэй функции

Cos 32l((к-< l!N), который соответствует

Cos (О} =1 и поступае- на второй вход блока умножения 5. Вычисленное в блоке умножения 5 произведение R (О} 1 поступает в интегратор 8. Очередной импульс блока синхронизации 22 эсушествляет вы-. вод из запаминаюшего блока 3 второй эр динаты корреляционной функции к (л Г), 00 которая поступает на вход блэка умножения 5. В зто же время в сумамтэре-накопителе 17 в результате сложения с кодом счетчика гармоник 16, равным единице, образуется код, равный (2 — " } кото4 рый через третий переклю-;атель 18 поступает на вход блока памяти 21 в качестве адреса второй ординаты кэсинусэидалЬной функции и выбирает кэд, соответствующий соя (2Й

Влек у;!ноженля 5 вь...исля

) ет произведение М (ь Г}. Cos (., ) s код

2 З которого поступает в интегратор 8, где суммируется с хранимым в нем значением.

Далее цикл вычислений повторяется (— 2 3 раз, образуя 1 квадрант коси14 нусоидальной функции, О. (4" ч-<) -й импульс блока синхронизации 22 осушествляет вывод из запоминающего блока 3 (— + 1 ) - и ординаты корреляционной

4 функции, код которой поступает в блок умножения 5. Одновременно в сумматоренакопителе 17 образуется сумма, равная

2В

Код этой суммы проходит в дешифратор 19, который открывает третий переключатель 18 на прохождение дополнительного кода, равного 2, с выхода преобраЬ зователя кода 20 на вход блока памяти

2l, Этому коду соответствует код (Н +. ) -й эрдинаты кэсинусоидальнэй

4 Х

Функции, равный СOs (r ) который поступает на второй вход блока умножения 5.

Произведение, равное Я (—, ЬТ ) COS (2 ) >

Н, 7t с выхода блока умножения з поступает в интегратор 8. (5..„

Далее до (2 < g — ro импульса блока синхронизации 22 адреса блока памяти 21, формируемые преобразователем кола 2О, измеЯ няются от 2 - 1 до 2 — — +1 . Этим

4 адресам на выходе блока памяти 21 соответствуют коды 2 — го квадранта косинусоидальной функции.

{ 2 ) — и импульс блока синхронизаг ( ции 22 выбирает из запоминаюшего блока

3 код (+ 3 — и ординаты корреляционной функции. Сумматор-накопитель 17 в результате суммирования с — единицй

2 ми кода счетчика гармоник 16 переполняется и возвращается в исходное состояние — В исходное состояние возврашаетН

4 сэ также дешифратор 19 и третий перек; ючатель 18.

Генератор тригонометрических Функций Н ,.;и поступлении импульсов с — +4.) — го

N -й начинает снова выводить из блопамяти 21 ординаты косинусоидальной нкции 1 и 2-го квадрантов, .чтэ равно.-1:но формированию в 3 и 4. квадрантах с эбратнымп знаками. О= - эвременно осуи."ствляется последовательный выоор с (†". + ) -й по g -ю эрдинаты кэрре". 2 ляционной функции, которые последователь но перемножаются в блоке у-множения 5 и суммируются в интеграторе 8.

После N --го суммирования в интеграторе 8 накапливается значение спектра мощности, равное CIq (E } на основной частоте

2З: 21Г .Ф = — = —.

Т Кд-

Код этой ординаты поступает в блок 9 т».)

О «Г)) гт . .. т . : "n

;,! O r, r

| (чт . т т

3 т ) Р 1 .) тт и через первь и переключатель 2 зат-, -,с--.

CH B 3QII0:iII11IQIDr1i Олок 3,,",Н-:. ).г pQ)-тт).

8 обнуляется, а сумматор-.накопитс..:

УстапаЗЛИВаЕтСЯ О ИСХОД то" Г:-.;:" -,S:!;:-.

ПОСЛЕ ВЫЧИСЛЕН):Я IIrB):rBOй COOT iBQЯК)--!= .I спектра мощности Cr () .,,.iI:T=-,) ь 1 з ст" навливае;)«B ст1е«)«тт2No I Qp)„fоник 1 5 ко ра)тrgifj дт,i,",1 тт

i IQ ЧИННЕТСЯ 1ЮОДЕСС ВЬ)ЧИСЛЕг1.: и -, r .));тт

СО"-таВЛЯЮГЦЕй С.i!IITPQ:.!Orlf)

Г!ротЕКаЕТ QН ;.:) г10 )ЧГ10, 1) f тп .=, - )1 торс- 11акОГЧ11=>:3 1, ;. 1))р11::.I>, fu,: „-,;,,:;—

И)Я))УЛтвса ОЛОЕа СЯНХ,ВОПИ та Н!;";, 2 дтf T C r „1)тн)1 3DPQII(IrB !B) O Or-.. т)тк, ". 101, СЧЕТЧИКа ГаОМОНт)К ) 6 раВ -С О, )) зультате из блока Г)амяти . ;- «1 .=Biár)pQ;o-r с)Я значения косинуcQ через одн o©. !i.:, -:о

"i- - * соо-.ветствует второй гар:.111Н.Г:-:, В ИПТЕГРатОРС 8 Нака).Х)- ""-В ) т "О ).

ОТВЕ1CГВУ)ОП1тни 6, .;: ),ОТОРЬ:й )О -, !QЕ"

B бт(ок и в rci Ir О i i)т) ) Отк и О

),IО If,--OCT 1 ПантОГ) Qti:II Д.,I!! т,т-,: пик. щих спектра моГ11нос.. ), ii: )1) г О.

:ЫМ ОбраЗОМтнг При ",)М Нсхr rrr-3)ir г .Q)ifi:I )". ) )1аттт)1 а 0;

РОI Й 1(ват Ра)IТН, . бРН) 3 и

)т, ОД)>1 г 0(1аВ т)Я)ОЩ)) Х, НЕ. : и . Ч, Г) (т т ... тт т-;. r, 0 r,, *,)тя(нт )

ПОСТУПЛЕНИЯ Вб.,);С)К ) =-I„Q;I! Ifr:ir», I.-ГГ Г т!

ДНННОМ-" КРИтЕРИК)т КОтO!Pi!=.fr инто:

J зависимОсти oT i. "). QB)1ен1)Г)й: да= )), 1:),»

МЕО, Пг)1т ВЫЧ ИС т)Е;, и ))00),"100:=, .):т.)0

Ра МОПНОСТИ В О "(0)КP. ) )тr,f ò;то„,н - ГС1...;,, „.— О

СИЯ, Q IIPN ВЫЧИСЛЕНИИ щИрОКО)10,,100), Х т 1 т Кт ров в блоке О нэкотооый;.ес.."сй ктг)эт.. фипиент преобразуется в сосгтвзтст):уютп,гт : код в шифраторе 1) ); )1осту:. НОГ;:.а вход с«хемы сравнент)я 1) 1. Цост)е ь) .)1

ПОСЛЕдНЕй Ст -„(< ) СостаВЛЯ10 )11й С.. мощности, счетчик 1армоник:, . -. -: .рг)ба) тт-ВаЕт СИГН ап, КОтОрЫй ЧЕРЕЗ ОТК)). Г г,.:.), мент и 13 постугает на к.г)10т1ев:т

14, открывая его для прокс1)Где)11т» и, с0В блока синхронизации 22 на С1е;-1ит1

12 и первый управляют«ий вход управ)немого регистра 6. В момент раве)1ств:3 ".. да счетчика 12 и кода щифрат,ра 1). .) -:.:;:c— ма сравнения 11 формирует сигнал, заир .:=

ВаЮщнй ЭЛЕМЕНТ И 13 И ПЕрЕКГ)оча)ОИ))т-, втоРой пеРеключатель 4 на в)тнтзгсд зпа!C-, 5„(f),и запоминающего блока 3 на

; —;)т:,), й, . ) 1 Са

l i,3IiIÕ0 O s«1 От C. )„BQН ГХ Г.гМ), . .-, -, ИЗ

i := : г-"rOi,r!1т« = .:ОД т ПЕРВО-532863

Составитель Г. Осипов

Редактор Е. Гончар Техред М. Левицкая Корректор Т норова

Заказ 5450/204 Тираж 864 Подписное

ИНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, .ул. Проектная, 4

ro переключателя, выход которого связан с входом запоминающего блока, выход последнего подключен к входу второго переключателя, первый выход которого подключен к первому входу блока умножения, второй 5 выход второго переключателя соединен с сигнальным входом управляемого регистра выход которого подключен к входу цифроаналогов ого преоб раз ователя, выход интегратора подключен ко второму сигнальному- 10 входу первого переключателя, а также через последовательно соединенные блок определения весового коэффициента и шифратор — к первому входу схемы сравнения, второй вход которой связан с выходом счетчика весового коэффициента, а выход схемы сравнения подключен к управлякццему входу второго переключателя и к первому входу элемента И, второй вход которого связан со счетным выходом счетчика гармоник, выход элемента И соединен с управляющим входом ключевого элемента, выход которого подключен к счетчику весового

10 коэффициента и к первому управляющему входу управляемого регистра, выход блока спнхронизции связан с сигнальным входом ключевого элемента, со вторым управляющим входом управляемого регистра и через счетчик ординат — с у-правляющим входом первого переключателя, выход сумматоранакопителя подключен к первому сигнальному входу третьего переклкчателя, через преобразователь кода — ко второму- сигнальному входу третьего переключателя и через дешифратор — к его управляющему входу, выход третьего переключателя через блок памяти связан с о вторым входом блока умножения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авт. св. СССР ¹ 123769, М.Кл

С 01 R 29/00, 1959.

2. Патент Франции ¹ 2088191 М.Кл.

С 06 Р 1 5/00 опубликован в 1 972 г. (прототип) .