Дискретно-аналоговый анализатор скользящего спектра

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Сеетсиии Сецалиетичеова Республик(22) Заяалеио 160178 (21) 2569484/1с присоединением заявки Ио 51)М. Кл. С 01 В 23/00 рственныйСССР ел ам нзоб н открыт мнтет осуда 3) Приорите теннй убликоааио 0 5,06,7еллетень Мо 21 ата опубликоеаиия описания 0506 2 Авторы изобретеии.Чайковский и В,Я,Краковский Институт кибернетики АН Украинской ССР 4) ДИСКРЕТНО-АНАЛОГОВЫЙ АНАЛИЗАТОР СКОЛЬЗЯЩЕГО СПЕКТРАбластиналого- предназналиэа нных и ектра з ой сцен за отно ычисляемы Изобретение относится к оспециализированных средств авой вычислительной техники,наченных для спектрального аширокополосных детерминироваслучайных сигналов,Известны способ и устройства дляспектрального анализа сигналов наоснове аналогового моделированиядискретного преобразования Фурье.Устройство 11 содержит генераторимпульсов, подключенный через коммутатор к управляющим входам ключейквантователей, выходы которых подключены в соответствии с графомдискретного преобразования Фурье(ДПФ) ко входам матрицы аналоговыхвычислительных ячеек, на выходе каждой иэ которых образуются значениясоответствующего коэффициента Фурьеисследуемого сигнала, заданного наФиксированном интервале анализа.Применение такого устройства в режимскользящего анализа спектра принципиально невозможноНаиболее близким по техническойсущности к изобретению является устройство, осуществляющее скользящийанализ спектра на основе аналоговогомоделирования ДПФ для спектрального анализа (21, содержащее генермпульсов и последовательно саед ные матрицы аналоговьис вычислных ячеек.В таком устройстве вычисляемый спектр зависит от положения временного интервала анализа относительно начала отсчета, Кроме того, устройство сложно, так как оно содержит Н квантователей, Н ячеек памяти (где е) - 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 сп а счет независимости получаем ки от смещения интервала анали сительно начала отсчета на в е 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 генера40 тора импульсов, а выходы подключенйко входам первой матрицы аналоговыхвычислительных ячеек в соответствиис графом быстрого преобразованияФурье (БПФ) .Аналоговая вычислительная ячейкасодержит два дифференциальных операционных усилителя с входными резисторами с симметрирующими резисторами ис резисторами обратной связи, причемвыходы операционных усилителей являются выходами аналоговой вычислитель-)0ной ячейки, Число комплексных входовравно основанйю БПФ соответствующейитерации, а величина и место подключения весовых резисторов определяютсяграфом БПФ . 15На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства.Устройство содержит генератор импульсов 1, дискретно-аналоговую линии 20задержки 2 и матрицы З,состоящие изаналоговых вычислительных ячеек 4.Сигнальный вход дискретно-аналоговой линии задержки является входоманализатора, а ее управляющий входсоединен с выходом генератора импульсов. Выходы ответвлений линии задержки 2 соединены в соответствии с графом первой итерации БПФ с входамиячеек 4 первой матрицы 3.Каждая ячейка 4 состоит иэ двухдифференциальных операционных усилителей 5 с весовыми резисторами б, резисторами обратной связи 7 и симметрирующими резисторами 8 (8 ). Числокомплексных входов ячейки 4 равноосновании БПФ соответствующей итерации, а величина и место подключенийвесовых резисторов определяются всоответствии с конфигурацией дереваграфа БПФ, Выходы ячеек 4 первойматрицы подсоединены к определеннимвходам 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 задержки2, управляемой импульсами генератора1. Значения входного сигнала, фиксируемые в моменты появления управляющих импульсов генератора 1, последовательно появляются на ответвленияхлинии задержки 2, что обеспечиваетустранение 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 предлагаемыйанализатор не только для определенийспектра 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 поступаютв соответствии с деревом графа БПФна входы ячеек 4 первой матрицы Э.С выходов ячеек 4 последней матрицыв темпе поступления управляющих импульсов снимаются значения ортогональных составляющих комплексного спектраВ предложенном устройстве могутбыть обработаны комплексные входныесигналы,Кроме того, предлагаемое устройство позволяет упростить структуру анализатора за счет использования дис"кретно-аналоговой линии задержкивместо коммутатора, квантователей,ячеек памяти. Кроме того, устройствоне требует применения интервалов аналогового сигнала в аналоговых вычислительных ячейках . Формула и з обрет ени я1, Дискретно-аналоговый анализатор скользящего спектра, содержащийгенератор импульсов и последователь" но соединенные матрицы аналоговых вычислительных ячеек, о т л и ч а ю щ и й с я 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 экспертизе1, Авторскуе свидетельство СССР Р 456226, МКЛ Г 01 й 23/002. Авторское свидетельство ГССР Р 484528, МКЛС 01 В 23/00М:М Составитель В, Жовинскийр Л.утехинатехред Л. ЛлФероваКорректор А. Власен ое 3179/36ПН 11303 Филиал ППП Патент г.ужгород, ул,Проектная,4Г 4 1 1Тираж 10И Государствделам иэобрМосква, ХПодпиного комитета СССений и открытийРаушская наб.,д.4