Спектроанализатор

 

СПЕКТРОАНАЛИЗАТОР, содержащий генератор функций Уолша, тактовый генератор, N биполярных ключей, N инт,еграт6ров первой группы информационный вход i-ro (,N) интегратора первой группы подключен к выходу }-го биполярного ключа, информационные входы N биполярных ключей объединены и являются первым информационным входом спектроанализатора , а управляющие входы N биполярных ключей подключены к информационному выходу генератора функций Уолша , отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет вычисления взаимного спектра, в него введены N сумматоров, N умножителей, N интег раторов второй группы, три коммутатора , двоичный счетчик, ин(юрмационный выход которого соединен с управляющим входом первого коммутатора, выход которого подключен к первым входам N умножителей, выход 1-го (i 1,N) умножителя соединен с входом i-ro интегратора второй группы, выход которого является i-ым инЛорма ционным выходом спектроанализатора, второй вход i-ro умножителя соединен с выходом i-ro сумматора, вход которого подключен к i-ому выходу второго коммутатора, i-ый вход кото:. рого подключен к выходу 1-го интегратрра первой группы, управляющий вход которого объединен с первым уп (Л равляющим входом третьего коммутатора и подключен к выходу переполнения двоичного счетчика, тактовый вход которого подключен к первому информационному выходу третьего коммутатора второй информационный выход которос го соединен с тактовым входом генератора функций Уолша, выход пере о полнения которбго подключен к второ00 му управляющему входу третьего коммуо татора, информационный вход которого соединен с выходом тактового генератора , а информационный вход первого коммутатора является вторым информационным входом спектроанализатора .

COOS СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

0% (И) Мп П 06 F 15/332

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV CBHPETEllbCTB Y !

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО.ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21)" 3394913/18.-24 (22) 05 ° 02,82 (46) 23,07.83. Бюл. М 27 (72) П ..M .Ч еголин, Н.В. Нечаев, P,Х,Садыхов и A,В.йаренков (71) Институт технической киберне" тики AH Белорусской CCP (53) 681.32(088.8) (56) 1. Хармут. Применение функций

Уолша в теории связи.-"Зарубежная радиоэлектроника", М 8, 1971, 2. Бебях Н.В., Ценисов Л.И. Анализатор спектра Уолша. "Изв, высш. учеб. заведений. Радиоэлектроника", 1978, и 7, т. XXl, с. 128-130 (прототип). (54)(57) СПЕКТРОАНАЛИЗАТОР, содержащий генератор функций Уолша, такто-. вый генератор, и биполярных ключей, М интеграторов первой группы информационный вход 1-го (i=1,ß) интегратора первой группы подключен к выходу i-ro биполярного ключа, информационные входы t4 биполярных ключей объединены и являются первым информационным входом спектроанализатора, а управляющие входы М биполярных ключей подключены к информационному выходу генератора функций Уолша, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет вычисления взаимного спектра, в него введены

Й сумматоров, и умножителей, Й интеграторов второй группы, три коммутатора, двоичный счетчик, инбюрмационный выход которого соединен с управляющим входом первого коммутатора, выход которого подключен к первым входам N умножителей, выход i-го (i

1, .4) умнонитепя соединен с входом

i-ro интегратора второй группы, выход которого является I ым информа-. ционным выходом спектроанализатора, второй вход i-ro умножителя соединен с выходом i-го сумматора, вход которого подключен к i-ому выходу второго коммутатора, i.-ый вход кото:. рого подключен к выходу 1-ro интегратрра nepsoA rpynnbi, управляющий вход которого объединен с первым управляющим входом третьего коммутатора и подключен к выходу переполнения двоичного счетчика, тактовый вход которого подключен к первому информационному выходу третьего коммутатора второй информационный выход которого соединен с тактовым входом гене-. ратора функций Уолша, выход пере» полнения котордго подключен к второму управляющему входу третьего коммутатора, информационный вход которого соединен с выходом тактового генератора, а информационный вход пер" вого коммутатора является вторым информационным входом спектроанализатора.

1 10308

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для спектрального анализа стационарных случайных процессов. 5

Известен вычислитель коэффициентов Уолша, содержащий блок фор>»>ирования функций Уолша, вход которого подключен к выходу преобразователя напряжение - унитарный код, выходы 1О которого соединены с входами вычислителя (1 ), Недостатком этого устройства является то, что оно позволяет вычислять только коэффициенты Уолша. 15

Наиболее близким к изобретению является анализатор спектра Уолша, содержащий генератор функций Уолша и Д -однотипных каналов, состоящих иэ биполярного ключа, интегратора и 20 квадратора (2).

Однако известное устройство позволяет вычислять только автоспектр

Уолша.

Цель изобретения — расширение 25 функциональных возможностей за счет вычисления взаимного спектра Уолша.

Поставленная цель достигается тем, что в спектроанализатор, содержа» щий генератор функций Уолша, тактовый генератор, М биполярных ключей, N интеграторов первой группы, информационный вход 1-го (i=1,N) интегратора первой группы подключен к выходу 1-го биполярного ключа, ин. Формационные входы М биполярных ключей объединены и являются первым информационным входом спектроанализатора, а управляющие входы М биполярных ключей подключены к информационному выходу генератора функций Уолша, введены N сумматоров, М умножителей, М интеграторов второй груп- пы, три коммутатора, двоичный счетчик, информационный выход которого

45 соединен с управляющим входом пер> " вого коммутатора, выход которого подключен к первым входам М умножителей, выход i-ro (i=1,È) умножителя соединен с входом >-ro интегратора второй группы, выход которого

HBJlReTcR 1-ым информационным выходом спектроанализатора, второй вход

i-го умножителя соединен с выходом

i-сумматора, вход которого подключен к i-му выходу второго коммутатора, i-ый вход которого подк.пючен к выходу i-го интегратора первой группы, управляющий вход, которого

07

2 объединен с первым управляющим входом третьего коммутатора и подключен к выходу переполнения двоичного счетчика, тактовый вход которого подключен к первому информационному выходу третьего коммутатора, второй информационный выход которого соединен с тактовым входом генератора функций Уолша, выход переполне. ния которого подключен к второму управляющему входу третьего коммутатора, информационный вход которого соединен с выходом тактового генератора, а информационный вход первого коммутатора является вторым информационным входом спектроаналиэаторд °

На чертеже приведена блок-схема спектроаналиэатора.

Спектроанализатор содержит генератор 1 функций Уолша, биполярные ключи 2, интеграторы 3 первой. группы, сумматоры 4, умножители 5, интеграторы 6 второй группы, коммутатор 7, двоичный счетчик 8, коммутатор 9, тактовый генератор 10 и коммутатор 11, Пусть стационарно связанные случайные процессы х(t) и у(t) заданы на интервале .t Î,Ì).

Взаимный спектр Уолша И.(i) равен

1О м 74„(j) =Р(j м1ЖИ ЮМ> о где r(i,t) — автокорреляционная функция i-й функции Уолша.

Пусть имеется Р реализаций х () и у (й) на интервале О,М) двух стационарно связанных эргодических процессов,х(t) и y(t) .

Рассмотрим значения (t) и y<(t)o в дискретных отсчетах С =К/ч/11, где М= )

=2, Тогда для 14„ можно испольэовать следующую оценку:

1 Р-" -М

@ (")= р + РЖЗ ЧЕ(1 +1)Хр(1)

Рg-о к=о

В матричном виде можно записать как

Р-" - -ъ

Юку= р рХ. EQ Зв1 Хо где

У (Ж У (+)> ") &)(У (М-"))> .ХЕ =(ХPtO),,",ХР(N-1)), Че(О),,ЧЕ(М-1).

СимволЯ+Ь)обозначает покомпонентъ

-ч ное умножение векторов ц и >.;

Q - -верхнетреугольная матрица.

30807

3 10

Таким образом, имеем асимптотически несмещенную и асимптотически состоятельную оценку взаимного спектра Уолша.

Оценку можно записать следующим образом: Р4, хч= Р Се""е3 е=о где =ЯМ; аЕ= М "ei а = .

M - матрица 3 олша.

Спектроанализатор работает следующим образом.

Нэ ada входа устройства в виде напряжения поступают исследуемые процессы x(t) и y(t) Напряжение, соответствующее процессу y(t),ïîñòóïàåò на информационные входы биполярных ключей 2, работой которых управляет генератор 1 функций Уолша, в результате чего в ключах происходит повторение напряжения, если на управляющем входе ключей присутствует напряжение, или инвертирование, если напряжение на управляющем входе равно нулю, Преобразованное таким образом напряжение с выходов ключей 2 поступает на вход интеграторов 3. Такое преобразование происходит в течение времени Т, где Тинтервал задания функций Уолша.

По окончании времени й=T на выходах интеграторов 3 присутствуют напряжения, пропорциональные коэффициентам Уолша. Эти напряжения в свою очередь через коммутатор 11 поступают на входы сумматоров 4, весовые сопротивления .которых устанавливаются в соответствии со значениями строк матрицы G. В результате суммирования выходных напряжений интеграторов 3 в сумматорах 4.на выходах последних по истечении времени Т будут присутствовать на" пряжения, пропорциональные коэффициентам преобразования no Q.

По окончании времени й=Т счетчик генератора 1 функций Уолша вырабаты-. вает импульс переполнения, который дает разрешение нг прохождение тактовых импульсов с выхода тактового !

О генератора 10 на вход двоичного счетчика 8 и запрет на прохождение тактовых импульсов на вход счетчика генератора 1 функций Уолша, В результате этого с тактовой частотой ком15 мутатор 7 с одного канала на Ч подключает последовательно входной процесс x(t) к входам умножителей 5, в результате чего происходит перемножение процесса x(t) с коэффициентами преобразования по Q и результат перемножения запоминается в интеграторах 6.

По истечении времени АТИС (С период следования тактовых импульсов)

25 двоичный счетчик вырабатывает импульс переполнения, который дает запрет на прохождение тактовых импульсов на его вход и разрешение на прохождение их в счетчик генератора 1 функций Уолша, а также этот импульс сбрасывает интеграторы 3 в нулевое сос- . тояние. С этого момента начинается следующий цикл работы, аналогичный предыдущему. После обработки И циклов (п й) на выходе выходных интеграS торов 6 будут присутствовать напряжения, пропорциональные значениям взаимного спектра Уолша Ид(l).

Таким образом, гредлагаемый спектроанализатор позволяет вычислять оценку взаимного спектра Уолша, который является как несмещенной, так и сос. тоятельной.

1030807

Составитель A.Áàðàíoâ

Редактор H,Äæóãýí Техред И.Гайду Корректор 0.Билак

Заказ 5214/49 Тираж 06 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, N-35, Раушская наб., д, 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул, Проектная, 4