Акустоэлектронный фурье-процессор

(19 1)5 0 06 Р 15/332 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК.АВТОРСКОМУ 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. ЬЬ 30:- : кретного преобразования Фурье, и может (71) Львовский научно-исследовательский . быть использовано в системах радйо- и гид-радиотехнический институт ролокации, радионавигации и связи. Цель (72) П.В.Федосюк, А.А,Чубанов и В.М.Воина изобретения - повышение точности. Уст- (56) Рабинер ЛГоулд Б, Теория и примене- ройство содержит блоки памяти 1 и 2, умнониецифровойобработкисигналов. 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. М,: 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, блокпостоянной памяти 20, опорный генератор . (54) АКУСТОЗЛЕКТРОННЫЙ ФУРЬЕ-ПРО, квадратурный фазовращатель 22, блок ЦЕССОР управления 23. 1 ил. Изобретение относится к радиотехнике,в частности к устройствам вычисления дис- .уд,дкретного преобразования Фурье и может . У(К в) =е и , Я(п, в) хбыть использовано в системах радио- и гид- . и = ррОлокации, радионавигации и связи., гггга .гага в ЗЦелью изобретения является повыше-: хед е м, (1)ние точности вычисления ДПФ,На чертеже представлена структурная где У(Кв) - к-я спектральная составляющая. схема предлагаемого устройства обрабатываемого сигнала в т-ом элементеАкустозлектронный фурье-процессор дальности;содержит блоки,йамяти 1 и 2, умножители 3 Я(п,а) - и-я межпериодная комплекснаяи 4, блок постоянной памяти 5, цифроанало- выборка обрабатываемого сигнала т-го элеговые преобразователи 6 и 7, аналоговые " мента дальности;умножители 8 и 9, айалоговый сумматор 0, М - число элементом дальности;фильтр сжатия 11, аналоговые умножители й - число точек ДПФ.12 и 13, фильтры нижних частот 14 и 15, Так как при использовании достаточноаналоговые преобразователи 1.6 и 17, умно- быстродействующих АЦП скорость поступж 11 тели Ф 8 и 19, блок постоянной памяти 20, ления данных Я(п,т) на вход Фурье-процесопорный генератор 21, квадратурный фа- сора можно сделать во много раз большезовращатель 22; блок управления 23. требуемой скорости обработки межпериодПредлагаемое устройство реализует ал- . ных выборок 3(п) из одного элемента дальгоритм Блюстейна всоответствии с выраже- ности, то в предлагаемом устройстве естьнием возможность накапливать данные Я (п,в)ааеяйпо М элементам дальности, Последовательная обработка данных по каждому из М элементов дэльйости достигается зэ счет двухкамерной Мхй элементов (матрйчной) организации блоков 1 и 2 памяти (ОЗУ), при 5 которой запись входной информации осу- ществляется построчно по М элементов в каждой стрМкеа чтение - постолбцово. Последовательность выборок Я (п,в) в трансформйроВанном масштабе времени (за счет 10 из постолбцовбТосчитывания с часготой записи) свыхода блоков памяти 1 и 2 поступает на входы умножителей 3 и 4, где умножается напоследовательность весовых коэффици 5 г. 15 ентов е и, хранящуюся в блоке постоянной памяти 5 в виде косинусных и синусных составляющих, Далее квадратур. ные составляющие последовательностиу,2 20 Я(п,пз) = 3(п,т) е и с помощью цифроаналоговых преобразователей 6 и 7 преобразуются в аналоговые сигналы косинусного и синусного каналов, которые затем с помощью аналоговых умножителей 25 8 и 9 и аналогового сумматора 10 переносятся на ао - цейтральную частоту фильтра .сжатия 11.Импульсная характеристика фильтра сжатия 11 для реализации вычисления свер тки в формуле (1) должна иметь вид гны г+а г11(т)= , 6 о(т-цТс) е ( и(2). я =,о 35 т г1 р Чр Тс+ То + -- вобй)Вь Мгде р -0,12 й - 1;l - скорость распространения ПАВоь - центральная частота ЛЗ; где по(т) - импульсная характеристика ВШП одиночного отвода ЛЗ;ц - номер отвода ЛЗ;й - число точек ДПФ; 40Тс - период считывания выборок входного сигнала из блоков памяти 1 и 2,Исходя из его импульсной характеристики (2) фильтр сжатия 11 может быть вы, полнен в виде 2 Й - отводной ЛЗ на ПАВ, 45"входной преобразователь (возбудитель) и преобразователи каждого из отводов ЛЗ образованы встречно-штыревыми преобразователями (ВШП), причем все отводы ЛЗ, за исключением входного, электрически сое динены между собой, а .положение р-го ВШП относительно входного определяется формулой Тс - период считывания выборок входного сигнала из блоков памяти 1 и 2;Й - число точек ДПФ.С точки зрения обеспечения компромисса между полосой пропускания фильтра сжатия и потерями в нем, ВШП одиночного вывода ЛЗ целесообразно выполнить из двух пар штырей.Конструктивно фильтр сжатия 11 представляет собойподложкуиз ниабата литйя, кварца илйдругого материала с одним входным и 2 Йвыходными ВШП, причем последние электрически соединены между собой для суммирования откликов всех отводов 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 фильтра сжатия 11 с помощью аналоговых умножителей 12 и 13, ФНЧ 14 и.15 выде-, ляются квэдратурные составляющие, которыезат м с помощью АЦП 16 и 17 снова преобразуются в цифровую форму. С помощью умножителей 18 и 19 и блока постоянной памяти 20 выборки обрабатываемого сигнала умножаются на последовательУс игность е 1 иРезультат последнего умножителя и представляет собой искомое ДПФ. По сравнению с прототипом точность вычисления ДПФ у предлагаемого устройства выше примерно в 2 раза, Это достигается. выполнением умножения на весовые коэффициенты-,г у ге и, е и в цифровом виде, точность которого определяется только разрядностью применяемых блоков постоянной памяти 5 и 20 и разрядностью представления входных данных. Формула изобретения Акустоэлектронный Фурье-процессор, содержащий четыре аналоговых умножителя, аналоговый сумматор, фильтр сжатия и опорныйгенератор, выходы первого и второго энэлоговйх умножителей подключены соответственйо к первому и второму входам аналогового сумматора, выход которого подключен к входу фильтра сжатия, выход которого подключен к первцм 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 цельюан гКорректор М. Петроват дак Заказ 2895 Тираж ВНИИПИ Государственного комитета"пб изобрете 113035, Москва, Ж, РаушскаПодписноеям и открытиямнаб., 4/5 КНТ ССС изводственно-издательскийкомбйнат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 повышения точности, в него введены два ны к первым входам соответственно треть- блока памяти, два блока постоянной памя- . его и четвертого умножителей, выходы кототи, четыре умножителя,два цифроаналого рых являются выходами соответственно вых преобразователя, квадратурныйкосинусной исинусной составляющих нрофазовращатель, два аналого-цифровцх пре цессора, первым ивторым информационныобразователя и блок управления, выходы ми входами которого являются первого и второго блоков памяти подклю-" информационные входы соответственно : чены к первым входам соответственно пбрвогоивторогоблоковпамяти, адресные первоо и вторрго умножителей, выходы входы и входы управления записью считыкоторых подключены к входам соответст ванием которых подключены соответственвеннопервогоивторогоцифроаналоговых но кпервому 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- . го-цифровых преобразователей.