Устройство для вычисления коэффициентов фурье

Союз СоветскикСоциапистичесиикРеепубпии ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯк двтоском свидетельству и 894 18(51)М. Кл, С 06 Р 15/332 1 ооударствениый комитет но делам изобретений и открытий(088,8) Дата опубликования описания 30,1281 В.С. Голубев, А.Я. КунИ. Шагурин и Ю.И. Щетини(5) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИС.ПЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТОВФУРЬЕ и зат- стродеиствия.Поставленная тем, что в устр ния коэффициент Фильтр, блок Фо сигнала и блок торого соединен ка формирования вход которого я ройки устройств вход устройства ль достигает иство для вычислесодержащее опорноговход ковыходом б в Фурье, мировани правлени лоигнала, дом насионныиинформ опорно яется вх информац единен с Изобретение относится к выцислйтельной технике и может быть исполь. зовано для вычисления коэффициентов Фурье - преобразования последователь ности цифровых отсчетов сигнала.Известны устройства, использующие способы определения коэффициентов Фурье преобразования, основанные на пропускании сигнала через Фильтр или методом быстрого преобразован я Фурье 11 1,Недостатками известного устройства являются относительно высокие затраты оборудования и низкое быстро действие, обусловленные сложной процедурой получения действительных и мнимых коэффициентов Фурье.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для вычисления коэффициентов Фурье 2 .Для выцисления коэффициентов Фурье известное устройство требует выполнения сложных вычислительных процедур, цто приводит к низкомубыстродействию и значительным аппаратурным затратам. Кроме того, известное устройство имеет ограниченныефункциональные возможности.Оно не 5обеспечивает получения всех коэффициентов фурье: действительного, мнимого, модуля и Фазы, а также не позволяет одновременно получить корреи и и исследуемошениеие бы ляционные характер ст к го сигнала. Цель изобретения -умень рат оборудования и повышен50 онным входом Фильтра, дополнительновведены два сумматора и два умножителя, причем инФормационный вход устройства соединен с первыми входамисумматоров, выходы которых соединены с первыми информационными входамисоответствующих умножителей, выходыКОторых яВляются первым и вторымвыходами устройства, второй и третий выходы блока Формирования опорного сигнала соединены соответственно со вторыми входами первого и второго сумматоров, второй выход блокауправления соединен со входами синхройизации умножителей, вторые информационные входы которых подключенык выходу Фильтра.На Фиг. 1 приведена структурнаясхема устройства; на фиг. 2 - блокуправления. 20Устройство содержит фильтр 1,блок 2 Формирования опорного сигнала, блок 3 управления,два сумматора4 и 5, два умножителя 6 и 7. Блок2 Формирования Опорного сигнала содержит генератор 8 опорннх сигналов,управляемый делитель 9 и двухразрядный распределитель О импульсов,Кроче того на схеме обозначенывхОД 11 устройстВа, Выходы 12 и 13, 30а также входы 14 делителя 9Блок 3 управления содержит генератор 15, делитель ",б,счетчик 17и регистр 18,В качестве блОкОВ 4 и 5 В частном 35случае могут сыть использованы корреляционные сцетчики, в качестве фильтра - Фильтр с аналоговым выходом, ав качестве умножителей - цифроаналоговые преобразователи.40Устройство для вычисления коэффициентов Фурье-преобразования работает следующим образом,Входной сигнал подается на вход11 устройства. Генератор опорногосигнала 7 обеспецивает получение двухсигналов, сдвинутых по Фазе на л,(2,и управляющего сигнала для запускаблока 3 управления. В случае выполнения сумматоров 4 и 5 для выцисления корреляционных функций накорреляционных счетчиках, в качествесигналов, сдвинутых на Ф(2, можноиспользовать логические сигналы.При этом генератор 8 обеспечиваетна. своем выходе формирование импульсов с постоянной частотой,Дляполучения требуемой частоты импульсов, связанной с частотой исследуе мой гармоники входного сигнала, импульсы с выхода генератора 8 пропускают через управляемый делитель 9, на управляющие входы которого подается код, характеризующий частоту исследуемой гармоники, Для перестройки устройства на другую частоту код, задаваемый на входы 1 Ч, может изменяться. Импульсы с выхода делителя 9; имеющие цастоту, в постоянное число раз превышающую заданную частоту исследуемой гармонической составляющей,. поступают на входы блока 3 управления и узла 10, формирующего опорные сигналы,в качестве которого для данного конкретного случая можно использовать двухразрядный распределитель,на выходах которого логические сигналы сдвинуты на четверть периода, Этими сигналами управляются сумматоры 4 и 5 для выцисления корреляционных Функций, выполненные на корреляционных счетчиках, которые в зависимости от значения этих управляющих сигналов и знака входного сигнала прибавляют или вычитают) единицу на каждом из отсчетов к величине, зафиксированной счет" чиком. Таким образом, на выходе сумматоров 4 и 5 информационные сигналы представляют собой коэффициенты корреляции исследуемого сигнала с двумя опорными сигналами, сдвинутыми на Й(2, В случае использования корреляционных сцетциков эти информационные сигналы немеют форму цифрового кода, подаваемого на цифровые входы умножающих цифроаналоговых преобразователей, используемых в качестве умножителей 6 и 7 На аналоговые входы в этом случае подается сигнал с выхода фильтра, представляющий собой значение модуля гармонической составляющей, выделяемой Фильтром 1 из исследуемого сигнала, поданного на вход 11. Настройка Фильтра на требуемую частоту осуществляется. сигналом, подаваемым на управляющий вход фильтра 1 от блока 3 управления 3, в котором он формируется из сигналов, подаваемых на вход этого блока от блока 2 Формирования опорного сигнала. Кроме того, в моменты, конда требуется получение входной информации, блок 3 управления формирует разрешающий сигнал, подаваемый на управляющие входы умножителей 6 и 7, которые по этому сигналу обеспечивают проведение операции умножения коэффициентов корреляции, полученных сумматорами 4 и 5 корреляционных Функций, на модуль, получаемый на выходе фильтра Таким образом, на вцходах 12 и 13 Формируются сигналы, представляющие собой мнимый и действительный коэффициенты Фурье-преобразования. Одновременно на выходе Фильтра 1 Формиру ется сигнал, характеризующий модуль составляющей, а на выходах сумматоров 4 и 5 корреляционных Функций сигналы соответствуют коэффициентам корреляции исследуемого и опорного сигналов, т.е, характеризуют Фазовые соотношения между этими сигналами.Таким образом, предлагаемый способ и устройство для его реализации позволяют получить модуль,действительный и мнимый коэффициенты Фурье, а также коэффициент корреляции иссле дуемого сигнала относительно опорного при,относительно высоком быстро действии и сравнительно низких аппаратурных затратах.Формула изобретенияУстройство для вычисления коэфФициентов фурье, содержащее фильтр, .блок Формирования опорного сигнала и блок управления, вход которого соединен с первым выходом блока Формирования опорного сигнала, входкоторого является входом настройкиустройства, информационный входустройства соединен с информационнымвходом .Фильтра, о.т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью уменьшениязатрат оборудования и повышениябыстродействия, в него введены двасумматора и два умножителя, причеминформационный вход устройства соединен с первыми входами сумматоров,выходы которых соединены с первымиинформационными входами соответствующих умножителей, выходы которых3являются первым и вторым выходамиустройства, второй и третий выходыблока Формирования опорного сигналасоединены соответственно со вторымивходами первого и второго сумматоров,6цвторои выход блока управления соединен со входами синхронизации умножителей, вторые информационные входыкоторых подключены к выходу Фильтра.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент Японии М 50-36546,кл. 97/8/ Е 2, кл. С 06 С 7/19,опублик, 1969,2. Патент Японии У 50-36547,кл,97/8/ Е 2, кл. С 06 С 7/ 19опублик. 1969 (прототип).К умножителяи би 7 Составитель В. АедоницкийПнелинская ТехредИ Тепер орректор А, Фере одпи иал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,аказ 11 И 1 Л 9 ВНИИПИ Госу по дела 1 3031 р Моска