Способ определения частоты

союз советснихСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 94 С 01 К 23/О ЕТЕНИЯ ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗ ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЧАСТОТЫ (57) Изобретение относится к техник дискретного спектрального анализа. Устройство, реализующее способ, содержит аналого-циФровые преобразова тели 1 и 2, блоки 3 и 4 дискретного преобразования Фурье, блоки 5 и 6 80135239 поиска номера максимальной спектральной составляющей и блок 6 определения частоты. В процессе реализацииспособа одновременно проводят дискретизацию входного сигнала с получением М и Иточки. Затем определяютномера максимальных составляющихспектра и по этим номерам определяютзначение частоты входного сигнала всоответствии с формулой, приведен"ной в тексте описания. Использование способа позволяет расширить диапазон однозначного определения частоты и добиться необходимых соотношений между диапазоном и требуемойдискретностью определения частоты.2 ил.40 113523Изобретение относится к технике дискретного спектрального анализа.Целью изобретения является расщирение диапазона однозначного опреде 5 ленин частоты.На фиг.1 представлена блок-схема устройства, реализующего способ; на фиг.2 - диаграммы, поясняющие физический смысл способа, 10Устройство (фиг,1) содержит аналого-цифровые преобразователи (АЦП) 1 и 2, блоки 3 и 4. дискретного преобразования Фурье (ДФП) блоки 5 и 6 поиска номера максимальной спектраль ной составляющей, блок 7 определения частоты.Входом устройства являются объединенные входы АЦП 1 и 2, выходы которых соединены соответственно с входа ми ДФП 3 и 4, выходы последних соединены соответственно с входами блоков 5 и 6 поиска номера максимальной спектральной составляющей. Выходы блоков 5 и 6 соединены с входами блока 25 7 определения частоты.Сущность способа определения частоты состоит в том, что одновременно проводят дискретизацию входного сигнала с получением М и Мточки, оп ределяют номера максимальных составляющих спектров полученных с помощью дискретного преобразования Фурье и по этим номерам определяют значение частоты входного сигнала в З 5 соответствии с формулой2ф если К, КтГ =ОГК М-К,(М)+М(М),если К (К, где,ВГ=1/Т - дискретность спектра,Т - интервал, рассмотрения входного сигнала;К и К - номера максимальныхспектральных составляющих М и Мточечных45дискретных спектров соответственно;М - количество точек дискретного преобразованияФурьеУстройство работает следующим об 50 разом.Входной сигнал дискретиэируется в . АЦП 1 и 2, причем на одной реализации получают М и Мдискретное зна 55 чение соответственно. Эти значения поступают на входы блоков ДПФ 3 и 4 соответственно и после вычисления ДПФ получают дискретные спектры. В 90 2блоках 5 и 6 определяют номера максимальнчх спектральных составляющих К, и К соответственно, которые пос 1тупают на блок определения частоты сигнала 7.Запищем выражение для определения частоты по каждому спектру в отдельностис -(Кс +11 М)и о-(К,+12(М)1. Перейдем к относительной частотеР = Гр/лГтогда+ 1 М (1),Р = К + 1,(М), (2) где 1 и 1 - номера периодов дискретных спектров для М и Мточечных ДПФ соответственно. Так как М 7 М, то 1, 4 1, тогда 1 =1+Х, где Х=0,1, подставив значения 1 в (2), получим Р=К+(1+Х) х х (М). Выразим 1, как Р - Кг - ХМ М- подставим это выражение в (1)Р-К-Х(М) Р - К + - .с 3 М У умножим обе части равенства на М, получим(М)Р=К (М)+Р М-КМ-Х(М)М, раскроем скобки и выразим Р, получим Р=-К,.М-К,(М)+Х М(М), Обозначим К =КМ-К,(М) и Му=М(М), получим Р=К+М Х, где Х=0,1,.., К, (К +М Х)ЛГ По аналогии с прототипом диапазон однозначного определения частоты устройства определяется по формулеП,=М,Г = М (М) .Частота входного сигнала определяется по формулеК М-К(М), если КК,1,=Л3КМ-К,(М- )+М(М),если КсК,Пусть входной сигнал - гармоническое колебание с частотой Ц (на фиг;2 а - спектр такого сигнала).После дискретизации входного сигнала и получения М и Мточечных дискретных спектров (фиг.2,б и в соответст" венно) невозможно однозначно определить частоту входного сигнала по каждому из полученных спектров в отдельности, а, сопоставив их, находим, что истинная частота находится в точ 13523ке, где максимумы периодических спектров совпадают.Проведем сравнительный анализ по критерию, отражающему относительное5 расширение диапазона однозначного определения частотыРчпРпгде и - относительное расширение 10этого диапазона;Р и Р- диапазоны однозначного определения частоты для прототипа и устройства соответственно. 15. о=11 ; Рэ=11ф);и = - = Н(раз).РуР,Применение данного способа определения частоты в радиолокации поз О воляет расширить диапазон однозначного определения частоты, причем можно добиться необходимых соотношений .между диапазоном и требуемой дискретностью определения частоты. 25Формула изобретенияСпособ определения частоты, заключающийся в получении Б дискретных ЗО значений входного сигнала, определении номера максимальной спектральной 904составляющей, полученного с помощью дискретного преобразования Фурье, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения диапазона однозначного определения частоты, одновременно проводят дискретизацию входного сигнала с получением Нточек, определение номера максимальной спектральной составляющей из вновь полученного спектра с помощью дискретно" го преобразования Фурье и по полученным номерам максимальных спектральных составляющих определяют значение частоты входного сигнала в соответствии с формулойК Б-К(Н), если КК,; ЮО=ОК Н -К,(Н)+Н(Я),если К (К, где д Г 1/Т - дискретность спектра; Т - интервал рассмотрения входного сигнала; К К - номера максимальных спектральных составляющих И и (Я) точечных дискретных спектров соответственно; Я - количество точек дискретного преобразования Фурье..лароши Корре о л,Проектная,4 роизводственно-полиграфическое предприятие,г.ужг Заказ 5562/44 Тираж ВНИИПИ Государств по делам изобре 113035, Москва, Ж