Дискретно-аналоговый анализатор скользящего спектра

Дискретно-аналоговый анализатор скользящего спектра

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскии

Социалистически и

Республик

<" 666488 (61) Дополнительное к аат. саид-ау— (22) Зааалено160178 (21) 2569484/18-24 с присоединением заявки Ио(23) Приоритет(51)М. Кл.

G 01 R 23/00

Государственный комитет

СССР по дедам изобретений и открытий

Опублмкоаано0 506.79. Бюллетень Hо 21

Дата опубликоеания описания 05.06.79 (53) УДК 681. ЗЗЗ (088. 8) (72) Авторы изобретеии я

В.И.Чайковский и В.Я.Краковский (73) Заявитель

Институт кибернетики AH Украинской CCP (54) ДИСКРЕТНО-АНАЛОГОВЫЙ АНАЛИЗАТОР

СКОЛЬЗ ЯЩЕГО СПЕКТРА

Изобретение относится к области ,специализированных средств аналоговой вычислительной техники, предназначенных для спектрального анализа широкополосных детерминированных и случайных сигналов.

Известны способ и устройства для спектрального анализа сигналов на основе аналогового моделирования дискретного преобразования урье.

Устройство (1) содержит генератор импульсов, подключенный через коммутатор к управляющим входам ключейквантователей, выходы которых подключены в соответствии с графом дискретного преобразования Фурье (ДПФ) ко входам матрицы аналоговых вычислительных ячеек, на выходе каждой иэ которых образуются значения соответствующего коэффициента Фурье исследуемого сигнала, заданного на фиксированном интервале анализа.

Применение такого устройства в режиме скользящего анализа спектра принци- 25 пиально невозможно.;

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство, осуществляющее скользящий анализ спектра на основе аналогового моделирования ДПФ для спектрального анализа (21, содержащее генератор импульсов и последовательно соединенные матрицы аналогово вычислительных ячеек.

В таком устройстве вычисляемый спектр зависит от положения временного интервала анализа относительно начала отсчета. Кроме того, устройство сложно, так как оно содержит N квантователей, N ячеек памяти (где

N — число одновременно обрабатываемых отсчетов анализируемого сигнала), причем каждая аналоговая вычислительная ячейка содержит кроме собственно сумматоров два инвертора аналогового сигнала.

Цель изобретения — упрощение анализатора и расширение функциональных воэможностей анализатора спектра за счет независимости получаемой оценки от смещения интервала анализа относительно начала отсчета на вычисляемые коэффициенты Фурье.

Это достигается тем, что в предлагаемый анализатор введена дискрет- но-аналоговая линия задержки (вместо коммутатора, квантователей и ячеек памяти), информационный вход которой является входом анализатора, управляющий вход соединен с выходом генера666488

40 тора импульсов, а выходы подключенв1 ко входам первой матрицы аналоговых вычислительных ячеек в соответствии с графом быстрого преобразования

Фурье (БПФ) .

Аналоговая вычислительная ячейка содержит два дифференциальных операционных усилителя с входными резисторами с симметрирующими резисторами и с резисторами обратной связи, причем выходы операционных усилителей являются выходами аналоговой вычислитель-10 ной ячейки. Число комплексных входов равно основанйю БПФ соответствующей итерации, а величина и место подключения весовых резисторов определяются графом БПФ. 15

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит генератор импульсов 1, дискретно-аналоговую линии 20 задержки 2 и матрицы 3,состоящие из аналоговых вычислительных ячеек 4.

Сигнальный вход дискретно-аналоговой линии задержки является входом анализатора, а ее управляющий вход соединен с выходом генератора импульсов. Выходы ответвлений линии задержки 2 соединены в соответствии с графом первой итерации БПФ с входами ячеек 4 первой матрицы 3.

Каждая ячейка 4 состоит иэ двух дифференциальных операционных усилителей 5 с весовыми резисторами 6, резисторами обратной связи 7 и симметрирующими резисторами 8 (8 ). Число комплексных входов ячейки 4 равно основании БПФ соответствующей итерации, а величина и место подключений весовых резисторов определяются в соответствии с конфигурацией дерева графа БПФ. Выходы ячеек 4 первой матрицы подсоединены к определенным входам ячеек 4 второй матрицы (в соответствии с конфигурацией дерева графа) и т.д.

Устройство работает следующим образом.

Аналоговый входной сигнал поступает на сигнальный вход линии задержки

2, управляемой импульсами генератора

1. Значения входного сигнала, фиксируемые в моменты появления управляющих импульсов генератора 1 последовательно появляются на ответвлениях линии задержки 2, что обеспечивает устранение влияния смещения интервала анализа относительно начала отсчета на значения коэффициентов Фурье, т.е. инвариантность результатов анализа к сдвигу исследуемого сигнала. утмеченное свойство инвариантности позволяет использовать предлагаемый анализатор не только для определений спектра сигналов на фиксированном интервале анализа, но и в режиме отслеживания динамики развития спектрального образа, а также в различных системах согласованной фильтрации сигналов с неизвестным временем запаздывания.

Выборочные значения сигнала с ответвлений линии задержки 2 поступают в соответствии с деревом графа БПФ на входы ячеек 4 первой матрицы 3.

С выходов ячеек 4 последней матрицы в темпе поступления управляющих импульсов снимаются значения ортогональных составляющих комплексного спектра °

В предложенном устройстве могут быть обработаны комплексные входные сигналы.

Кроме того, предлагаемое устройство позволяет упростить структуру анализатора за счет использования дискретно-аналоговой линии задержки вместо коммутатора, квантователей, ячеек памяти. Кроме того, устройство не требует применения интервалов аналогового сигнала в аналоговых вычислительных ячейках.

Формула и зобрет ения

1. Дискретно-аналоговый анализатор скользящего спектра, содержащий генератор импульсов и последователь но соединенные матрицы аналоговых вычислительных ячеек, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения анализатора, в анализатор введена дискретно-аналоговая линия задержки, информационный вход которой является входом анализатора, управляющий вход соединен с выходом генератора импульсов, а выходы подключены ко входам первой матрицы аналоговых вычислительных ячеек в соответствии с графом быстрого преобразования Фурье.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а и щ е е с я тем, что аналоговая вычислительная ячейка содержит два дифференциальных операционных усилителя с входными резисторами, с симметрируищими, резисторами и резисторами обратной связи, причем выходы операционных усилителей являются вы- ходами аналоговой вычислительной ячейки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР

9 456226, МКЛ G 01 R 23/00

2. Авторское свидетельство ГССР

Р 484528, МКЛ С 01 R 23/00

666488

i Г4 !! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! !

;) !

Составитель B. Жовинский

Редактор Л.УтехинаТехред Л. Лл4ероваКорректор A. Власенко

Заказ 3179/36 Тираж 10 89 Подписное

IljfHHHH Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент,, г.ужгород, ул.Проектная,4