Анализатор спектра

) С 06 Г ИЕ ИЗОБРЕТЕ ПИ ОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 24,1979. во ССС1982 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(54)(57) АНАЛИЗАТОР СПЕКТРА, содержащий регистр сдвига, пять сумматоров, умножитель и блок постояннойпамяти, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повыаения быстродействия, в него введены второй, третий и четвертый регистры сдвига,регистр и первый и второй ключи, входыкоторых подключены соответственнок первому и второму входам первогосумматора, выход которого являетсяпервым информационным выходом анали.затора и подключен к информационномувходу регистра и первому адресномувходу блока постоянной памяти,первый и второй информационные выходыкоторого подключены к первым входамсоответствено второго и третьего сумматоров, выходы которых подключенысоответственно к второму и третьему адресным входам блока постоянной па.мяти и информационным входам соответственно второго и третьего регистров сдвига, информационные выходы которых подключены к вторьм входам соответственно второго и третьего сумматоров, выход второго сумматора подключен к первому входучетвертого сумматора, выход которогоподключен к первому входу умножителя, выход которого подключен кпервому входу пятого сумматора,выход которого является вторым информационным выходом анализатораи подключен к информационному входучетвертого регистра сдвига, информационный выход которого подключенк второму входу пятого сумматора,третий и четвертый . информационные выходы блока постоянной памяти подключены к первым входам соответственно первого и второго ключей, второй вход второго ключаподключен к информационному выходупервого регистра сдвига,информационный вход которого соединен свторым входом первого ключа и является информационным входом анализатора, а информационный. выход регистра подключен к вторым:входамчетвертого сумматора и умножителя.Изобретение относится к специаль иым средствам цифровой вычислительной техники, предназначеннзм для спектрального анализа сигналов, и может использоваться в акустике, радиолокации, гидролокации, сейсмологии, биомедицине при решении задач распознавания, идентификации, диагностикив бортовой аппаратуре специальных объектов, где требуется высокое быстродействие средств цифровой вычислительной техники.Известно устройство для выполнения цифрового динамического спектрального анализа одномерных целых, действительных сигяалбв (в устройстве реализован рекуррентный способ дискретного преобразования фурье),содержащее одно или несколько соединенных последовательно арифметических устройств с несколькими арифметическими каналами в каждом, предусматривающими наличие элемента задержки, упрощенного умножителя, сумматора, причем рекурсивные арифметические каналы включены параллельно,в арифметическом устройстве имеется также ключ для последовательной селекции. сигналов и второй умножитеЛь Г 13.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство, предназначенное для спектрального анализа сигналов в скользящем режиме обработки с получением комплексных коэффициентов Фурье, содержащее. шесть сумматоров, три умножителя,регистр сдвига, два блока памяти, два входа опорных сигналов, при этом в устройстве первый, блок памяти может быть организован на основе регистров сдига,а вычитатели - на основе сумматоров, причем вход анализатора спектра Фурье подсодинен к входу первого блока памяти и к второму входу первого вычитателя, первый вход которого связан с выходом первого блока памяти, а выход - с первым входом первого сумматора, второй вход которого подключен к выходу третьего блока памяти и является первым выходом из устройства,выход первого сумматора подключен к первым входам первого умножителя и третьего вычитателя, второй вход третьего .Вычитателя связан .с втО" рым выходом из устройства, выходом второго блока памяти, первым входом второго умножителя, второй вход которого является первым входом опорных сигналов и вторым вхо-дом третьего сумматора, первый вход которого связан с вторйм входом опорньх сигналов и вторым входом первого умножителя, а выход подключен к второму входу третьего умножителя, первый вход связан с выходом третьего вычитателя,а выход - с вторым входом второговычитателя и первым входом второго сумматора, первый и второйвходы которых соответственно связа 5 ны с выходами первого и второгоумножителей, а выходы - с входамитретьего и второго блоков памяти,Схема устройства содержит умножители, затраты времени на вычисления10 в которых даже при специальной конФигурации аппаратуры .их микроэлектронной организации на пять-десятьтактов больше, чем в остальных элементах схемы. Это зависит и от раз 15 Рядности представления чисел, Умножители снижают быстродействие устройства 23Недостатками известного устройства являются ограниченные Функциональные возможности и малоебыстродействие. Целью изобретения является повышение быстродействия устройства.Поставленная цель достигается 25 тем, что в анализатор спектра, содержащий первый регистр сдвига, пятьсумматоров, умножитель и блок постоянной памяти, введены второй, третийи четвертый регистры сдвига, регистр и первый и второй ключи, входыкоторых подключены соответственно к первому и второму входам первого сумматора, выход которого является первым информационным выходом анализатора .и подключен к информационному входу регистра и первому адресному входу блока постоянной памяти, первый и второй информационные выходы которого подключены к первым входам соответственно второго и третьего сумматоров, выходыкоторых подключены соответственно квторому и третьему адресно входамблока постоянной памяти и информационным входам соответственно второго и третьего регистров сдвига,информационные выходы которых подключены к вторым входам соответственно второго и третьего сумматоров, выхщ второго сумматора подключен к первому входу четвертогосумматора, выход которого подключенк первому входу умножителя,выходкоторого подключен к первому Входупятого .сумматора, выход которого 55 является вторым информационным выходом анализатора и подключен кинформационному входу четвертогорегистра сдвига, информационный выход которого подключен к второму Я входу пятого сумматора, третий ичетвертый информационные выходыбЛОка постоянной памяти подключены к первым входай соответственно первого и второго ключей, второйвход второго ключа подключен ксдвига и сумматора 8 определяет способ построения аппаратуры для организации рекуррентных вычислений.Узел 15 памяти содержит значения ьЕ м ы/(р+1 Ц, ь ,яй.5 Узлы 16 и 17 памяти знаков содержат .значения знаков функций сев идля ь ,н)г, р о,м- . Узлы 18 и 19 памяти номеров содержат значения номеров соответствия ассов рр) значениям сов а и у ы . В узлы 22 и 23 памяти квадратов занесены величины Р 6 , и Зе,) . Поступающая из сумматора 7 на вход узла 15 памяти величина аГ является исходным )5 адресом при работе блока 14. В узлы 20 и 21 памяти буферной последовательно, начиная с адреса дГ, из узла 15 памяти передаются МФ+ значения величин всмюр . После 20 этого информация из узлов 20 и 21 памяти буферной выбирается в соответствии с номерами, хранящимися в узлах 18 и 19 памяти номеров и являющимися адресной информацией 25 для узлов 20 и 21, Выходыузлов 20 и 21 памяти буферной сопровождаются значениями знакового разряда,коммутирующего из узлов 16 и 17 памяти знаковИнформация с выходов блоков 8 и 9 поступает на входы узлов 22 и 23 памяти квадратов, где хранятся значения квадратов действительной Оса( и ) и мнимой 3Р 1 частей комплексных коэффициентов фурье,Общий объем памяти зависит от требований по разрядности чисел при реализации аппаратуры анализатора спектра и величины М .Аналиэатор спектра обеспечивает большее быстродействие за счет отсутствия необходимости выполнять операции умножения комплексных чисел при вычислении коэффициентов фурье. Например, если в известном устройстве при И=64 необходимо выполнить 64 операции умножения при получении составляющих комплексных коэффициентов юурье, то в устройстве для этого достаточно 65 тактов считывания информации из блока постоянной памяти при аппаратной организации узла 15 памяти на базе мультиплексирования с постоянной коммутационной развязкой информации и параллельной ее передачей в узлы 20 и 21 буферной памяти, а при последовательной передаче - 80 тактов.1151987 Заказ 2326/39 .Тираж 719. ПодпиВНИИПИ Государственного комитета СССР