Устройство цифрового анализа спектра сигнала квантованного по частоте и кодированного для распознавания нескольких особых частот

. СОЮЗ СОВЕТСНИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК А 3(51 С 01 К 23/16 БРЕТЕНИ анция) СесМЧцез арр 1 саИзд, 2-е,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОН ПАТЕНТУ(71) ЛЕ Матерьель Телефоник(56) 1. 1,Мах. МесЬойез еЙе йгаИешепС Йц з 1 рпа 1 еТй 1 оп ацх шезцгез рЬуз 1 оцез1977.(54)(57) УСТРОЙСТВО ЦИФРОВОГО АНАЛИЗА СПЕКТРА СИГНАЛА, КВАНТОВАННОГО ПОЧАСТОТЕ И КОДИРОВАННОГО ДЛЯ РАСПОЗНАВАНИЯ НЕСКОЛЬКИХ ОСОБЫХ ЧАСТОТ, содержащее умножитель свертки, первыйвход которого являетсяювходом устройства, а второй вход соединен сблоком памяти окна взвешивания, причем выход умножителя свертки соединенс цифровым фильтром, логический решающий блок, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения быстродействия при одновременном уменьшении схемных затрат, цифровой фильтрвыполнен в виде цифровых идеальных резонаторов, число которых равно числу распознаваемых частот, причем каждый из цифровых резонаторов состоитиз первого сумматора, первый входкоторого является входом резонатора,а выход соединен с входом двух последовательно соединенных блоков за 801077 держки, причем выход первого блока задержки соединен через блок умножения на (2 соз 2 пГРТ), где Гр - час- тота настройки рассматриваемого резонатора, п - шаг дискрета, Т - период дискретизации, с вторым входом первого сумматора, выход второго блока задержки соединен через блок умножения на (-1) с третьим входом первого сумматора, выход первого сумматора также соединен с первымвходом второго сумматора, выход которого составляет выход действительной части амплитуды сигнала, на частоту которого настроен рассматриваемый резонатор, выход первого лока о задержки также соединен с одной сто- Ъ роны с блоком умножения на (-сон 2 оГЕТ),ньссод которого соединен с С вторым входом второго сумматора, и с другой стороны - с блоком умноже- Я ния на (з 1 п 2 п Т), выход которого составляет выход мнимой части ампли- ды, туды сигнала, выход умножителя сверт-а ки подключен к входам идеальных ре- ,юр эонаторов, а входы обоих блоков задержки каждого резонатора соединены со средством сброса в "0", причем выходы действительной и мнимой час- ф тей амплитуды сигнала каждого резонатора подключены каждый к двум входам умножителя, выходы которых соеди-нены с входами третьего сумматора, при этом выходы всех третьих сумматоров соединены с логическим решающим блоком.Изобретение относится к анализаторам, которые позволяют измерять спектральную плотность энергии или амплитуду составляющих спектра дискретныхсигналов, представленных в виде числовой последовательности х (пТ), гдвуТ - период дискретизации, п - рангдискрета.Известны устройства для измеренияспектральной плотности энергии, которые содержат умножитель свертки, первый вход которого является входомустройства, а второй вход соединен сблокам памя ги окна вевешивания, причем выход умножителя свертки соединен 15с цифровым фильтром, квадратичныйинтегратор и преобразователь Фурье,логпческий решакиций блок1 .Педостатками устройства являютсясхемпая сложность и ограниченность 20анализа частотами, кратными 1/ИТ,где Б - длительность сигнала,Целью изобретения является повышение быстродействия анализа при одновременном уменьшении схемных затрат.Поставленная цель достигается засчет того, что в устройстве цифрового анализа спектра сигнала, квантованного по частоте и кодированного дляраспознавания нескольких особых частот, содержащем умножитель свертки,первый вход которого является входомустройства, а второй вход соединен сблокам памяти окна взвешивания, причем выход умножителя свертки соеди 35нен с цифровым фильтром, логическийрешающий блок, цифровой фильтр выполнен в виде цифровых идеальных резонаторов, число которых равно числураспознаваемых частот, причем каждый 4 Оиз цифровых резонаторов содержит первый сумматор, первый вход которогоявляется входом резонатора, а выходсоединен с входом двух последовательно включенных блоков задержки приЭ5чем выход первого блока задержки соединен через блок умножения на (2 соз2 пГТ), .где Г - частота настройкирассматриваемого резонатора, п - шагдискрета, Т - период дискретизации,с вторым входом первого сумматора,50выход второго блока задержки соединен через блок умножения а (-1) стретьим входом первого сумматора,выход первого сумматора также соединен с первым входом второго сумматора, выход которого составляет выходдействительной части амплитуды сигнала, на частоту которого настроен рассматриваемый резонатор, выхол.первого блока задержки также соединен с одной стороны с блоком умножения на (-соз 2 п Г Т), выход которого соединен с вторым входом второгосумматора, и с другой стороны - сблоком умножения на (з 1 п 2 п К Т), выход которого составляет выход мнимойчасти амплитуды сигнала, выход умнажителя свертки подключен к входамвсех идеальных резонаторов, а входыобоих блоков задержки каждого резонатора соединены со средством сбро 3са в О , причем выходы действитель-ной части и мнимой частей амплитудысигнала каждого резонатора подключены каждый к двум входам умножителя,выходы которых соединены с входамитретьего сумматора, при этом выходывсех третьих сумматоров соединены слогическим решающим блоком,Не чертеже представлена структур"ная схема цифрового анализа.Устройство содержит умножитель 1свертки, подключенный к блоку 2 памяти окна взвешивания, выход умножителя 1 соединен с цифровым фильтром 3,который состоит из ряда идеальныхрезонаторов 3-1-:3-8. Каждый идеальный резонатор, например первый, состоит из первого 4 и второго 5 сумматоров, первого блока 6 умножения на(-1),блока 8 умножения на (-соз 2 п г Т),блока 9 умножения на (зп 2 п Г Т) идвух блоков 1 О и 11 задержки, кото-.рые соединены со средством 12 сброс а в О . В состав анализатора входят также умножители 1 3 и 1 4 , третьисумматоры 1 5 и логический решающийблок 1 6 ,Устройство работает следующим образом .Входной сигнал х () после дискр е ти з а ции , ква нтова ния и кодирования принима ет вид х ( пТ) и поступаетНа умножитель 1 свертки, в которомэтот сигнал умножается на ампли 2 Ттуды Б(пТ) окна ограничения, записанные в блоке 2 памяти. СигналБ(пТ) является нулевым вне интервала 04 пИ, где С - максимальная амплитуда преобразования величины а(пТ).Сигналы е (пТ), выходящие из умножителя 1 свертки, обрабатываютсяцифровым фильтром 3, состоящим извосьми идеальных резонаторов 3-1-,3-8с двумя выходами С и 8. Эти резонаторы включены параллельно и каждый настроен на одну из восьми частот рассматриваемого кода. Выходы С и Б каждого резонатора соединены с умно- жителями 13 и 14. Выходы каждой пары 5 умножителей подключены к сумматорам 15.Выходы сумматоров 15 содержат ис" комые величины Х, и Х. после промежутка времени Т=ИТ, за которым следует появление первого показательного дискрета на входе умножителя 1. Выходы других сумМаторов могут также содержать данные заметно более слабых уровней чем Х 2 и Х, Речь особенноФ1идет о различных помехах, связанных с гармониками иГ и иГ , сигналов кода, В самом деле, в дискретиэированном спектре появляются частоты иГ;йшРе; иаГе, которые могут быть 2 О равными другой частоте кода или быть соседнимиОднако вследствие компенсации системы уровень этих помех по отношению к Х. и Х, не может бытьбольшим уровня гармоник п Г, и и Г в1 передаваемом сигнале, таком как определенный в спецификациях различных систем многочастотных кодов ( К, М.Ф.Сокотель", "клавир" ).Логический решающий блок 16 позво- ЗО ляет классифицировать уровни Х Х1 3 сравнивать их и решать, принадлежат ли они к коду в соответствии со спецификациями.ИзмеРение Х. и Х получают после истечения временй ь =МТ. Обычные средства, подключенные в основном к блоку 8, должны быть предусмотрены, чтобы вернуть в начальное состояние блоки задержки резонаторов 3-1-:3-8, когда КЪИ, Те же средства должны обеспечить повторное открытие окна ограничения, которое закрывается после прохождения Ы дискретов, следовательно после времени Т. Выбор момента времени МТ)ЯТ возврата в начальное положение остается на усмотрении пользователя, так как в принципе Х, и Х не изменяются после времени ИТ.3По отношению к известным устройствам предлагаемый анализатор позволяет сэкономить большое число фильтров и блок памяти со схемами управления за счет непосредственного подключения умножителя свертки окна взвешивания с входами резонаторов, Кроме того, скорость анализа в устройстве значительно выше благодаря применению в цифровом фильтре идеальных резонаторов со сбросом на ноль схем задержки.