SU1068886A1 - Устройство дл измерени относительной задержки импульсных сигналов - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ЗАДЕРЖКИ ШШУЛЬСНоХ СИГНАЛОб, содержащее аналого-цифровой преобразователь, выход которого подключен к входу первого процессора быстрого преобразовани  Фурье, вещественный и мнимый выходы которого подключены к входам блока вычислени  квадрата модул  дискретного преобразовани  Фурье,ключ, блок вычитани  среднего, первый посто нный запоминающий блок, блок потенциЕювани , первый процессор обратного быстрого преобразовани  Фурье, блок логарифмировани , цифроаналоговый преобразователь и блок управлени , отличающеес  тем, что, с целью повышени  разрешающей способности и точности измерени  относительной задержки импульсных сигналов , в него введены блох делени , первый и второй умножители, второй посто нный запоминающий блок, второй процессор быстрого преобразова- ни  Фурье, второй процессор обратного быстрого преобразовани  Фурье, причем к входу делимого блока делени  пoдклюfчeн первый выход ключа, к входу, делител  подключен выход блока потенцировани  и выход частного подключен к входу блока вычитани  среднего, вход ключа подключен к выходу блока вычислени  квадрата модул  дискретного прзобразовани  Фурье, а второй выход - к входу блока логарифмировани , выход(первого процессора обратного быстрого преобразовани  Оурье подключен к первому входу первого умножитеi л , выход первого умножител  подключен к входу второго процессора (Л быстрого преобразовани  Фурье, а второй вход - к выходу первого посто нного запоминающего блока, -первый вход второго умножител  подключен к выходу блока вычитани  среднего , второй - к выходу второго посто нного запоминаю его блока, а выход - к входу второго процессора обратного быстрого преобразовани  Фурье, выходом соединенного

Description

Изобретение относитс  к радиоте ническим устройствам, служащим дл  измерени  относительного временного сдвига близких по форме элементарных колебаний, образующих в сум ме обрабатываемый аддитивный сигна и может найти применение, например в радиолокационных станци х (РЛС), предназначенных дл  измерени  толщины слоев в природных средах. Известна система, содержаща  первый процессор быстрого преобразовани  Фурье (БПФ), блок комплексного логарифмировани , первый про цессор обратногЬ БПФ (ОБПО), фильт ( или лифтр) дл  формировани  „кепстрального окна , второй процессор БПФ, блок комплексного потенцирова ни  и второй процессор ОБПФ С 11. Однако дл  обработки радиолокационных сигналов, спектральна  функци  которых занимает конечную полосу частот, така  система не пригодна из-за низкой точ-ности, обусловленной .значительным увеличе нием вли ни  шумов за пределами по лосы частот, занимаемой (Сигналом, после комплексного логарифмировани . )аиболее близким по технической сущности  вл етс  устройство дл  измерени  относительной задержки, содержащее аналого-цифровой преобразователь (лип), выходом подключен ный к входу процессора БПФ, вещест венный и мнимый выходы которого подключены к входам блока вычислени  квадрата модул  ДПФ, выхол кото рого подключен к входу блока логари мировани , сумматор, вход которого подключен к выходу посто нного ЗУ (ПЗУ) , а вьсчод - к входу блока поте цировани , выход которого подключен к входу процессора ОКПФ, выход кото рого подключен к входу цифроаналого вогр преобразовател  (ПАП), блок управлени , блок вычитател , блок вычитани  среднего, блок ключа и оперативное ЗУ (ОЗУ), причем вход блока ключа подключен к выходу блока логарифмировани , первый ВЕЛход - к входу уменьшаемого блока вычитател , а второй выход - к вхо ду ОЗУ, выход, которого подключен к входу вычитаемого блока вычитател , выход которого подключен к входу блока вычитани  среднего, а выход последнего подключен к второму входу сумматора С21. Известное устройство имеет низкую точность измерени  относительной задержки при наличии даже малого шума, уровень которого ниже 4й-50 дВ относительно сигнала. Кроме того,здесь требуетс  нар ду с исследуемым аддиптивным сигналом иметь отдельно образец элементарного колебани , логарифм квадрата модул  ДПФ которого запоминаетс  на все врем  измерени . Форма образца не всегда с достаточной точностью соответствует элементарных колебаний в обрабатываемом сигнале, котора  может измен тьс  в процессе измерени . Цель изобретени  - повышение разрешающей способности и точности измерени  относительной задержки импульсных сигналов близкой формы, когда форма элементарного колебани  заранее известна и образец этого колебани  не может быть получен до или во врем  проведени  измерений . Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  измерени  относительной задержки импульсных сигналов, содержащее, аналого-цифровой преобразователь, выход которого подключен к входу первого процессора быстрого преобразовани  Фурье, вещественный и мнимый выходы которого подключены к входам блока вычислени  квадрата модул  дискретного преобразовани  Фурье, ключ, блок вычитани  среднего, первый посто нный запоминающий блок, блок потенцировани , первый процессор обратного быстрого преобразовани  Фурье, блок логарифмировани , цифроаналоговый преобразователь и блок управлени , введены блок делени , первый и второй умножители, второй посто нный запоминающий блок, второй процессор быстрого преоб)азова- . ни Фурье,второй процессор обратного быстрого преобразовани  Фурье, причем к входу делимого блока делени  подключен первый выход ключа, к входу делител  подключен выход блока потенцировани  и выход частного подключен к входу блока вычитани  среднего, вход ключа подключен к выходу блока вычислени  квадрата модул  дискретного преобразовани  Оурье, а второй выход - к входу блока логарифмировани , выход первого процессора обратного быстрого преобразовани  Фурье подключен к первому входу первого умножител , выход первого умножител  подключен к входу второго процессора бь1строго . преобразовани  Фурье, а второй вход к выходу первого посто нного запоминающего блока, первый вход второго умножител  подключен к выходу блока вычитани  среднего, второй - к выходу второго посто нного запоминающего блока, а выход - к входу второго процессора обратного быстрого преобразовани  Фурье, выходом соединенного с входом цифроаналогового преобразовател , при этом выход второго процессора быстрого преобразовани  Фурье соединен с входом блока потенцировани , выход блока логарифмировани  соединен с входом первого процессора обратного преобразовани Фурье, а выходы блока управлени  со динены с входами синхронизации и управлени  блоков устройства. На фиг. 1 представлена стрзп турна  схема предлагаемого устройства дл  измерени  относительной задержк импульсных сигналов; на фиг. 2 пример выполнени  блока вычитани  среднего; на фиг.З - пример выполне ни  блока вычислени  квадрата модул  дискретного преобразовани  Фурье (ДПФ); на фиг.4 - временные диаграм мы дл  импульсов управлени  и синхронизации , поступающие от блока управлени  на блоки устройства. Структурна  схема устройства дл измерени  относительной задержки импульсных сигналов содержит аналого-цифровой преобразователь 1 (АЦП), ;1ервый процессор 2 БПФ, блок 3 вычислени  квадрата модул  ДПФ, ключ 4, блок 5 логарифмировани , первый процессор 6 ОБПФ, первый умножитель 7, первый пс то нный запоминающий блок 8, вторюй процессор 9 БПФ, блок 10 потенцировани  (антилогарифмирование , возведение в степень-с основанием е) , блок 11 делени , блок 12 вычитани среднего , второй умножитель 13, второй посто нный запоминающий блок 14, второй процессор 15 ОБПФ, цифроаналоговый преобразователь 16 (идп) и блок 17 управлени . Выход блока  вл етс  цифровым вькодом устройст ва, а выход блока 16 - аналоговые |выходом устройства. Входные сигналы поступают на аналого-цифровой преобразователь 1 соединенный с первые процессором 2 быстрого преобразовани  Фурье (ПФ) выходы которого соединены с входом блока 3 вычислени  квадрата модул  дискретного преобразовани  Фурье (ДПФ), выходом соединенного с входо ключа 4. Первый вьтход ключа 4 через блок 5 логарифмирова-ни  соединён с первым процессором 6 обратного быстрого преобразовани  Фурье (ОБПФ выход которого соединен с первьм ум ножителем 7,второй вход которого со единен с первым посто нным запомина свдим блоком 8, а выход - с вторым процессором 9 ВТ1Ф, через блок 10 потенцировани  соединенного с блоком 11 делени , второй вход которог соединен с вторым выходом ключа 4, а выход - с входом блока 12 вычитани  среднего, выходом соединенного с входом второго умножител  13, второй вход которого соединен с .выходом второго посто нного запомннан цего блока 14, а выход - с входом второго процессора 15 ОБПФ выходом соединенного с ЩШ 16. Построение и принцип действи  устройства основаны на следующем. Сигнал на выходе линейно части приемника РЛС зондировани  природных слоистых сред, сформированный средой при отражении от слоев с хорошо отра ающими границами раздела, можно представить как аддитивный сигнал в виде суммы сигналов (отражений), отраженных от границ раздела. Так, например , если это тонкий пресный лед, то отражением, как правило,  вл етс  сигнал от границы раздела воздух - лед, а вторым, запаздывающим относительно первого, - сигнал от границы лед - :вода. Дл  такого льда толщийой 40-50 см оба отражени  имеют примерно одинаковую форму, близкую к форме зондируквдего сигнала . Пусть отраженный импульсный сигнал s(i;, прошедший приемник и преобразованный в областьвидео-или даже звуковых частот, стробос1 опическим методом, имеет два- отражени  S.(i) и Sj(t- , т.е. можно записать: sa)-s-,((t), где 5itbVoS((i-) , t - взаимный сдвиг, о. - относительна  амплитуда. В общем случае (X может быть больше или меньше , а модуль Gvl больше или меньше единицы. Вели спектральную функцию рервого отражени  S() записать как 54(ш) где (О т кругова  частота, ti- - величина сдвига относительно ,Jf-7, то спек траль-. на  функци  второго отражени , если среда линейна , а границы раздела имеют близкую к равномерной частотную характеристику ртражени , Ьоответственно равна ciS(ii).. Таким образом, спектральна  функци  сигнала 3(Й имеет вид:. 3-((«)-5/ц,).) Кз выражени  (1) получим квадрат МОДУЛЯ S6a) IS{()l-0«-2acoi«itta) (2) в исходном сигнале StBоба отражени  Вч( 1адёют конечную длительность и при t меньше некоторой минимальной величины они сливаютс  настолько, что отделить их один от другого становитс  невозможно и сигнал S( воспринимаетс  как одно отражение . Однако даже в этом случае можно измерить Ъ- , если с помощью некоторой обработки вьзделить в выражении (2) второй сомножитель (H-2Q.cDS(fc tvcg-) и вз ть от. него обратное преобразование Фурье. После

обратного преобразовани  Фурье в идеальном .случае получаетс  три Si -импульса и один при звО с относительной амплитудой 1 и два, симметрично расположенных относительно в точках на оси.времени с одинаковой относительной амплитудой о,/(1 + а).

Чтобы отделить сомножитель (l+2acos Л+-QI - ) г воспользуемс  кепстральным анализом.

Дл  получени  кепстра мощности сигнала St-t) необходимо вначале вычислить натуральный логарифм функции 15йш)1 / а затем от этого логарифма вз ть обратное преобразование Фурье. Рассмотрим более подробно , что получаетс  в кепстральной области.

После логарифмировани  выраже-ни  (2) получим

tn IS((s))( - Eh 13((й)VU1 (а1)

Таким образом, от произведени  сомножителей в выражении (2) переходим к сумме их логарифмов в выражении (3). Обратное преобразование Фурье выражени  (3) в кепстральной области приводит к сумме кепстров мощности слагаемых.

В случае, когда кепстр мощности элементарного колебани  занимает полосу не шире 2 tr , располага сь внутри интервала от -1 до t , его можно выделить окном по кепстру , подавив за пределами окна все компоненты , соответствующие второму слагемому в выражении (3). Преобразование Фурье, выделенного окном кепстра , позвол ет в частотной области получить функцию, близкую к (lH/S()i , .от которой путем потенцировани  / (антилогарифмировани ) можно перейти к функции, близкой к ) Полученна  таким путем функци  используетс  в качестве образцовой опорной функции - делител  дл  функции 1з(())(Дл  ослаблени  паразитных пульсаций логарифмической частотной функции, вызванных усечением кепстра с окном с разрывами на кра х, кепстр в пределах окна необходимо умножить на весовую функцию, имеющую малый уровень колебаний вне главного лепестка ее преобразовани  Фурье.. При таком методе получени  lS,)r обработка с целью измерени  временнго сдвига t .  вл етс  адаптивной. Здесь амплитудно-частотные искажени , возможны в результате воздействи .среды распространени , автомтически учитываютс  при получении f что уменьшает .искажак дее воздействие среды на оценку множител  il-«-2acnsi« t -o.) , полученную после

делени . Это позвол ет получить более высокую стабильность разрешени  и точности измерени  в реальньк услови х. ,.

После делени  IS(|Sia оценку IJto необходимо вычесть среднее значение из частн го . т.е. из оценки функции ( ) После обратного преобразовани  Фурье частного компенсируетс  импульс при и остаютс  только два импульса при , которые разрешаютс  значительно лучше , чем при отсутствии компенсации, так как удалены один от другого .на удвоенную величину исходного сдвига t. Дл  борьбы с вли нием шума полос частот, в которых произво- дитс  обработка, начина   с делени , ограничиваетс  шириной, где крадрат модул  спектральной функции )), наименее искажен шумом. Дл  видеосигналов эта полоса располагаетс  симметрично относительно и выдел етс  частотным окном, в пределах крторого функци , полученна  после вычитани  среднего, умножаетс  на весовую функцию. Усечение пр моугольным окном приводит к по влению боковых лепестков (растеканию) и расширению лепестка импульсов во временной области. Уменьшить пульсации около импульсов можно с помощью взвешивани . После взвешивани  выполн етс  обратное преобразо ание Фурье и затем полученный сигнал используетс  дл  измерени  t

Ограничение обработки, начина  с делени  и далее до обратного преобразовани  Фурье, пределами час- тОтного окна конечной ширины и взвешивани  после вычитани  среднего значени  (из частного), которое также выполн етс  только в пределах окна при идеальных услови х, когда шума нет, приводит к у1 еньшению амплитуды и расширению импульсов после обратного преобразовани  Фурье Однако, если дл  исходного отношени  сигнал/шум правильно подобрать ширину частотного окна, то можно не только увеличить это отношение пос-: ле обработки, но и обеспечить существенное увеличение разрешени  и точности измерени  временного сдвига отражений. Дл  данного элементарного колебани  требуетс  также подбор ширины окна по кепстру.

Устройство {фиг.1) работает следующим образом.

Весь период обработки одной реализации сигнала делитс  на два этапа . На 1-м э,тапе производитс  оценка ФУНКЦИЙ 13йЗ)1 и 11((Л)И где.О 2д((ыт), «г 0,1,2,...,N-1 Т - пери (Зд дискретизации, а на 2-м этапе выполн етс  деление, вычитание среднего , взвешивание и обратное дискретное преобразование Фурье. Переход от одного этапа к другому обеспечиваетс  автоматически ключом 4 ft блоком 17 управлени  с помощью импульсов 2. . , ., . Непрерывный (аналоговый) сигнал поступает на вход блока 1 АЦП. Здесь он дискретиэируетс  по времени и амплитуде и в цифровой форме о счеты сигнала лоступают на выход блока 1 и далее в первый процессор 2 ВПФ, где записываютс  в  чейки входного регистра. Частота вз ти  отсчетов сигнала определ етс  частотой тактовых импульсов, подаваемых на вход управлени  блока 1 по цепи а из блока 17. Эта частота в соответствии с теоремой Котельникова не менее, чем в 2 раза больше верхней частоты в спектре сигнала . Тактовые импульсы о. поступают также в процессор 2 дл  управлени  записью отсчетов во входной регистр этого блока. Интервал определени  сигнала включает VI отсчетов где N соответствует размерности ДПФ и дл  быстрых алгоритмов вычислени  ДПФ беретс  равньм степени 2. Началом выполнени  БПФ управл ют импуль сы б, которые поступают на второй вход управлени  процессора 2 после окончани  записи во входной регистр этрго блока N -го отсчета. В конце выполнени  БПО отсчеты ДПФ записываютс  в два выходных регистра процессора 2 БПФ - регистр ветцественной части отсчетов ДПФ и регистр мнимой части отсчетов ДПО.Так как дл  действительньк сигдалов отсчеты ДПФ попарно комплексно сопр жёны, т.е. имеют одинаковую величину квад рата модул  дл  f -го и См -Р ) -го отсчетов, где t«1, 2, 3r...,N/2-l, то после выполнени  ВПФ достаточной  вл етс  обработка не более, чем в Ы/2+1 данных. С выходных регистров процессора ВПФ считываетс  пара отсчетов, соответствующа  мнимой и веществен ной част м каждого из N/2+1 комплексных в общем случае, кроме и ,отсчетов ДПФ., котора  посту пает на два входа - вход R« вацественный ) и вход т («мнимый) блока 3 вычислен 1Я квадрата модул  отсчетов ДПФ. Считыванием отсчетов ,из процессора 2 и запуском местной схемы управлени  в блоке 3 управл ют импульсы Ь из блока 17, которые формируютс  в виде пакета . им пульсов, следующего за каждым им- , пульсом (Г, Период следовани  импульсов &. определ етс  временем, необход 1мым дл  считывани  отсчетов из  чеек выходных регистров процесс ра 2, временем .вычислени  квадрата модул рного комплексного отсчета . ДПФ и временем вычислени  натурального логарифма квадрата модул  в блоке 5. Отсчеты квадрата модул  ДПФ с выхода блока 3 черей ключ 4 поступают на вход блока 5 логарифмировани . Дл  запуска схемы местного управлени  вычислительным процессом в блоке 5 подаютс  импульсы с , которые по числу и структуре последовательности Тс1кие же, как импульсы b , но сдвинуты относительно последних на врем  вычислени  квадрата модул  одного комплексного отсчёта ДПФ. С выхода блока 5 отсчет логарифма квадрата модул  поступает во входной регистр первого процессора 6 -ОВПФ и там запоминаетс . Дл  записи этого отсчета во входной регистр служат импульсы которые по структуре последователь ности такие же, как импульсы g , но сдвинуты относительно последних на врем  вычислени  логарифма одного числа в блоке 5. Во входном регистре процессора 6 запись каждого числа производитс  сразу в две  чейки с номерами i и H-f, кроме отсчетов с номерами i О и , которые записываютс  в одну  чейку каждый. Объ сн етс  это четной симметрией функции квадрата модул  ДПФ действительных сигналов относительно . Запуск местной схемы управлени  процессора 6 ОБПФ осуществ .л етс  импульсами ч. . Полученные после ОВПФ отсчеты кепстра мощности записываютс  в.  чейки выходного регистра про- Iieccopa 6. Эти отсчеты считываютс  импульсами К и подаютс  на второй вход.первого умножител  7. Дл  дальнейшей обработки используютс  только те отсчеты кепстра мощности, которые образуют кепстр элементарного колебани  и располагаютс  в области, близкой к нулю оси частот в кепстральной области. Эти отсчеты выдел ютс  окном по кепстру. В пределах окна, шириной М отсчетов, располагаютс  отсчеты с номерами (MS-l)/2 HCN-((W-l) , если MS нечетное число и М3б(;ц-и или с номерами 0 feMS/2 и (Ч-М$У2)4 (N-l), если М четное число и MS4M, Так как кепстр мощности четна  функци  , дл  формировани  окна по кепстру достаточно иметь только половину отсчетов кепстра, попадающих в окно, например, с номерами дл  М$-четного числа. Эта половина отсчетой с помощью умножител  7 умножаетс  на весовую функцию, MS/2+1 отсчетов (MS- четное число) которой хранитс  в  чейках пам ти блока 8. Отсчеты весовой функции- считываютс  из  чеек блока 8 импульсами t и поступак т на первый вход умножител  7. Произведение записьшаетс  в  чейки входного регистра второго процессора 9 БПФ. Запись производитс  с помощью шлпульсов А аналогично процессору 6 сразу в две  чейки входного регистра процессора 9 за исключением  чей ки с номером , куда записываетс  один обсчет произведени . В  чейки входного регистра процессора 9, наход щиес  вне пределов окна по кепстру, дл  которых MS/26ia(N-Msy MS- четное число, записьтаетс  ноль После заполнени   чеек входного регистра процессора 9 .вьшолн етс  БПФ последовательность операций которог определ етс  схемой местного управлени , запускаи ой импульсами JU-B Конце выполнени  БПФ результат запи сьюаетс  в  чейки выходного регист ра процессора 9. После окончани  этой записи начинаетс  считывание п одному отсчету в пределах половины частотного окна. Результат ДПФ в пр цессоре 9 представл ет собой четную дискретную функцию, с точностью дО посто нного слагаемого, -близкую к натуральному логарифму квадрата модул  спектральной функции элементарного колебани . Cpiaдн   часть этой логарифмигческой функ.ции в пределах интервала определени  дл  широкополосных видеосигналов, где модуль спектральной функции мал по величине, сильно искажена шумом. Эта средн  , часть находитс  за. пределами частотного окна и при дальнейших вычислени х не исполкзуетс . Поэтому выходной регистр процессора 9 может иметь,число  чеек пам ти, равное числу отсчетов в пределах половины частотного окна, включа  отсчет при f-О. Если это окно имеет |J4 отсчетов, то в его пределах оказываютс  отсчеты с номерами 0t (M-l)/2 и,(М-1) («-), еслиИ - нечетное число и М4(Н-1) или с номерами Ot:fi M/2 и (Ц-М/2)- 4{й-1), если Н - четное число и Таким образом, учитыва  четную симметрию модул  ДПФ действительных сигналов, следует обрабатьюать далее всего (М+1)/2 отсчетов в случае М нечетного или М/2+1 отсчетов, если М четное число. Далее считаем М четньм числом. I.-.Каждый из отсчетов с O f M/2из выходного регистра процессора 9 счй тываетс  импульсами U и поступает в блок 10 потенцировани . На выходе блока 10 с точностью до посто нного множител  получаютс  от-счеты , близкие к отсчетам квадрата модул  спектральной функции элементарного колебани  13(ш)1Эти отсчеты считываютс  ,импульсами О и поступают на вход делител  блока 11 делени . Период повторени  импульсов о равен периоду импульсов Н , но.импульсы о отстают от импульсов Н на врем  вычислени , антилогарифма в блоке 10. Величина периода импульсов о определ етс  суммой времени считывани  отсчета проце ;сора 9, времени вычислени  в блоке 10, времени делени  в блоке 11 и времени записи в блоке 12 вычитани  среднего. Импульсы о одновременно подаютс  в первый процессор 2 БПФ и в блок 3 вычислени  квадрата модул . Каждым импульсом о из выходных регистров процессора 2 считываетс  пара отсчетов дл  вещественной и мйимой частей спектральной функции сигнала () и поступает в блок 3 дл  вычислени  квадрата модул . При этом в выходных регистрах процессора 2 используютс  только  чейки дл  номеров . Ключ 4 к моменту поступлени  первого импульса пакета о находитс  в таком состо нии, при котором выход блока 3 оказываетс  подключенным к входу делимого блока11 делени . Сосго нием ключа 4 управл ют импульсы г. Предполагаетс  , что выход блока 3 через ключ 4 подключаетс  к входу блока 5 во врем  положительных импульсов г и выход блока 3 подключаетс  к входу делимого блока 11 во врем  отрицательных импульсов 2. . Запуск схемы местно -о управлени  делением в блоке 11 осуществл етс  также импульсами о , Частное с выходаблока 11 поступает на вход блока 12 вычитани  среднего. В блоке 12 производитс  запоминание .отсчетов частного в пределах половины частотного окна, суммирование (накопление) этих отсчетов и 5 соответствии с четностью функции частного определ етс  сумма отсчетов частного дл  всего частотного окна в пределах f от О до М/2 и от. Ы-М/2 до W -1, затем вычисл етс  среднее значение функции частного в пределах окна путем делени  полученной cyNMH на. М и это среднее значение вычитаетс  из запомненных отсчетов частного . Отсчеты частного уже с нулевые средним поступают на выход блока 12. Все указанные операции в блоке 12 выполн ютс  с помощью импульсов п, р , с ,по, с выхода блока 12 отсчеты поступают на первый вход второго умножител  13, на второй вход которого подаютс  отсчеты весовой функции блока 14. Умножителем 13 и считыванием из блока 14 управл ют импульсы Т. С выхода умножител  13 отсчеты прои.зведени  поступают во входной регистр второго процессора 15 ОБПФ. Записью во входной регистр процессора 15 также управл ют импульсы т. В силу четной симметрии всей последовательности отсчетов произведени  относительно . каждый из отсчетов, кроме отсчета дл  0/и f-Vl/2, когда , производитс  сразу в две  чейки с номе1эами f и M-f Дл  M/2 -fi-M/2, т.е. за пределами окна, в  чейки входного I регистра процессора 15 записываютс  нули Началом выполнени  ОБПФ управл ют импульсы Ц , подаваемые из блока 17. -Эти импульсы поступают на второй вход управлени  .процессора 15) после окончани  записи во все Ц  чеек входного регистра отсчетов с выхода умножител  13 и нулевых отсчетов. Результат выполнени  ОВПО, вследствие четности входного массива данных,  вл етс  действительной и также, четной последовательностью отсчетов Эти отсчеты считываютс  из выходного регистра процессора 15с помощью импульсов ф и в цифровом (двоичном) коде. поступают на цифровой выход устройства и на вход иАП 16. С цифрового выхода отсчеты в цифровой форме могут подаватьс  на цифровые устройства измерени  и регистрации относитедьного временного сдвига (толщины сло ), а с аналогового выхода ЦАП 16 аналоговый сигнал может подаватьс  на устройства визуальной индикации и измерени .

Пример выполнени  блока 12 содержит накапливающий сумматор 18, регистр 19 сдвига, делитель 20, блок 21 ОЗУ и вычитатель 22.

Елок 12 работает следуидим образом . .

Отсчеты частного с выхода блока 11 поступают на вход записи блока 2 ОЗУ и запоминаютс  и его  чейках в соответствии с номерами до fpM/2. Одновременно каждый отсчет „ частного записываетс  в регистр 19 сдвига, сдвигаетс  на один ра р д и переписываетс  в сумматор 18, где суммируетс  с предыдущими отсчетами . После поступлени  последнего

-

отсчета, имеющего номер , накопленна  в сумматоре 18 сумма считы ваетс  и поступает в делитель 20 на вход делимого этого блока. На вход делител  этого же блока подаетс  код числа М (импульсы с.) из

блока 17 управлени . Частное, представл ющее собой среднее значение последовательности отсчетов на вькоде блока 11 в пределах частот0 ного окна запоминаетс  в выходном регистре делител  20. После выполнени  делени  производитс  считывание отсчётов, записанных в  чейки блока 21 ОЗУ. Одновременно счи5 тываетс  код среднего значени  с выходного регистра делител  20.Оба кода подаютс  в блок 22 вычитател  и из первого числа вычитаетс  второе. Код среднего значени  в выходном

0 регистре.делител  20 после считывани  не стираетс . Двоичный код разности с выхода блока 22 поступает -. на вход умножител  13. . Блок 3 работает следующим образом.

5 Пример ввдолнени  блока 3 вычислени  квадрата модул  ДПФ включает умножители 23 и 24 и сумматор 25. На оба входа каждого множител  по-, даетс  код одного и того же числа,

0 поэтому на выходе получаетс  код

квадрата этого числа.Отсчеты с выходных регистров вещественной () и мнимой У частей спектральной функции первого процессора 2 БПФ

5 поступают одновременно на входы (в и 2п блока 3. После умножени  . выполн етс  сложение квадратов отсчетов в сумматоре 25. Код суммы квадратов отсчетов подаетс  на выход блока 3 и далее на вход ключа 4. Блок 3 управ.л етс  импульсами Ь и о ,

В предлагаемом устройстве дл  измерени  относительной задержки С импу.льсных сигналов выполн етс  адаптивна  обратна  фильтраци  аддитивных сигналов в присутствии шумов, использование которой позвол ет получить большие разрешение и точность

измерени  относительной задержки импульсных сигналов после обработки .

Bx.Re.

Bx.Im, 111-in II nil

фиг .... .)/ f iiiii uni

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ЗАДЕРЖКИ ИМПУЛЬСНе’Х СИГНАЛОВ, содержащее аналого-цифровой преобразователь, выход которого подключен к входу первого процессора быстрого преобразования Фурье, '’вещественный* и мнимый* выходы которого подключены к входам блока вычисления квадрата модуля дискретного преобразования Фурье,ключ, блок вычитания среднего, первый постоянный запоминающий блок, блок потенцирования, первый процессор обратного быстрого преобразования Фурье, блок логарифмирования, цифроаналоговый преобразователь и блок управления, отличающееся тем, что, с целью повышения разрешающей способности и точности измерения относительной задержки импульсных сигналов, в него введены блок деления, первый и второй умножители, второй постоянный запоминающий блок, вто рой процессор быстрого преобразова-~ ния Фурье, второй процессор обратного быстрого преобразования Фурье, причем к входу делимого блока деления подключен первый выход ключа, к входу, делителя подключен выход блока потенцирования и выход частного подключен к входу блока вычита ния среднего, вход ключа подключен к выходу блока вычисления квадрата модуля дискретного преобразования Фурье, а второй выход - к входу блока логарифмирования, выход/первого процессора обратного быстрого преобразования Фурье подключен к первому входу первого умножителя, выход первого умножителя подключен к входу второго процессора быстрого преобразования Фурье, а второй вход - к выходу первого постоянного запоминающего блока, -первый вход второго умножителя подключен к выходу блока вычитания среднего, второй - к выходу второго постоянного запоминающего блока, а выход - к входу второго процессора обратного быстрого преобразования Фурье, выходом соединенного с входом цифроаналогового преобразователя, при этом выход второго процессора быстрого преобразования Фурье соединен с входом блока потенцирования, выход блока логарифмирования соединен с входом первого процессора обратного преобразовав· ния Фурье, а выходы блока управления соединены с входами синхронизации и управления блоков устройства.