Процессор для обработки и анализа сигналов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИК 51)5 С 06 Р 15/3 ТЕН НАЛ аботоваикоскоп элекан,вычи лоспо СССР 1987. менные ТИИЭР. ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР ИСАНИЕ ИЗОБР ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Научно-исследовательскийтехнический институт при Горьгосударственном университетеим, Н.И.Лобачевского и Инститтронных управляющих машин.1981, т. 69. Р 11, с5-51,(54) ПРОЦЕССОР ДЛЯ ОБРАБОТКИЗА СИГНАЛОВ(57) Изобретение относится к об ке сигналов и может быть исполь но для разделения и анализа сне ральных компонент, Цель изобрет повышение разрешающей способнос Поставленная цель достигаетСя затого, что в процессор входят блок ления свертки, блок 4 вычислени гарифма, блоки 5 и 6 вычисления свертки, и блок 7 вычисления эк ненты. 1 ил(2) Изобретение относится к обработксигналов и может быть использованодля разделения и анализа спектральнькомпонент.5Целью изобретения является повышение разрешающей способностиНа чертеже представлена блок-схемапроцессора для обработки и анализасигналов. 10Процессор для обработки и анализасигналов, содержит блок 1 вычислениясвертки, информационный вход 2, тактовый вход 3, блок 4 вычисления логарифма, блок 5 вычисления свертки, 15блок 6 вычисления свертки, блок 7вычисления экспоненты и информационный выход 8.При описании работы устройстваиспользованы следующие обозначения:К - отсчеты корреляционнойфункции;К = 1 - условие нормировки;оЯ - спектральная плотность мощиности 25Г - энтропия;9 - множители Лагранжа;РК - вектор (К, Кд,Км)егде п = -М,0,1 М;)( - вектор (Йр) э 30Г- матрицаехр(Ф 2 х)/И тппразмерностью (2 М+1)И, гдеи=01, , И;Г - матрица, псевдообратная к;- единичная матрица,Х - неизвестная матрица,Особенность приводимого алгоритмазаключается в прямом вычислении неопределенных множителей Лагранжа прирешении задач спектрального оценивания методом максимальной энтропии, Б ехр(1 тп) и:о и выражение для энтропии в форме Нл Е, = -81 п 8 т)хОПоскольку функционал (3) строговыпуклый, то решение единственно идостаточно для нахождения максимума,Вычислим Эт.(т) /ЭБ и = О, откуда сточностью до постоянного слагаемого Б = ехр - -9 ехр(1шп),и)=-м (4) Для получения окончательного вида8определимЯ. Обычно подставляют(4) и (1), пслучают систему 2 М+1нелинейных уравнений и решают какимлибо итерационным способом.Для непосредственного определениязапишем (4) и (1) в матричной форме:Б = ехр - - Г Я(1)1Кеехр - - )хх%(6) откудар е,К: - ех р ( -- )Е ,Я ) ) Е ц- -К)еи )ЕеЕ Кц)Аналогично, домножая последнее вы+ражение на тГ, получим): -и ( т )е(в )г х)т,Можно показать, что дляехр х2х (1 - шп размером И (2 М+1) псевдоМ иобратной будем матрица - ехр(- - шпСуществует вариант представления для энтропии Нл Е = -1 п 8,ь-о Применение метода Лагранжа дает из (1) и (2) 1.(9) -. (."., -К К и) =-ИСвойство сопряженности корреляционной функции К) делает целесообразным использование в выражениях (3),551635194 суммы не только с нулевыми, но и сненулевыми нижними значениями, т.е,(8) Вычисления в предлагаемом устройстве осуществляются следующим образом15 На вход блока 1 по входу 2 подаются значения автокорреляционной функции Н, по входу 3 поступает для настройки величина М. Блок 1 выполняет вычисление сумм 2 М+1 парных произведений Результат с учетом нормировки и знака определяет значения 2 М+1 множителей Лагранжа, которые поступают в блок 6, выполняющий вычисление И сумм из 2 М+1 парных произведений29, ехр(3 - шп),Составитель А.БарановТехред А,Кравчук Корректор М.Шароши Редактор А,Лежнина Заказ 757 Тираж 413 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,10 2 иК ехр(-1 - рп),Р ГВсего таких сумм вычисляется И, С выхода блока 1 набор из И полученныхФ результатов поступает на вход блока4, в котором выполняется масштабирование и функциональное преобразование (логарифмирование. Результирующий Н-мерный вектор Вп поступает в блок 5, в котором вычисляются 2 М+1 сумм из М парных произведений2 ъВ ехр (- - шп) .б И Результирующий И-мерный векторпоступает на вход блока 7 вычисления:экспоненты (потенцирования), на выходе 58 которого формируется И-мерный век;тор спектральной плотности мощностиБ , При использовании выражения дляпэнтропии Я = -1 пЗ выкладки провофдятся аналогично и соответствуют функциональному преобразованию второговарианта - вычислению обратной вели-.чины:н-2 оЛ,= И( - -) ехр(- - пш);и:о Вд МмН =Л ехр( -ппь.-фФормула изобретения Процессор для обработки и анали эа сигналов, содержащий первый блоквычисления свертки, информационныйвход которого является информационным входом процессора, тактовым входом которого является тактовый вход 25 первого блока вычисления свертки,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения разрешающей способности, в него введены бЛок вычисления логарифма, второй и третийблоки вычисления свертки и блок вычисления экспоненты, информационныйвход которого подключен к выходу второго блока вычисления свертки, информационный вход которого подключен к выходу блока вычисления логарифма, информационный вход которогоподключен к выходу первого блока вычисления свертки, тактовые входывторого и третьего блоков .вычисления 40 свертки, блока вычисления логарифмаи блока вычисления экспоненты подключены к тактовому входу процессора,выходом которого является выход блока вычисления экспоненты.