SU1688185A1 - Adaptive analizer of spectrum with linear prediction - Google Patents
Adaptive analizer of spectrum with linear prediction Download PDFInfo
- Publication number
- SU1688185A1 SU1688185A1 SU884652516A SU4652516A SU1688185A1 SU 1688185 A1 SU1688185 A1 SU 1688185A1 SU 884652516 A SU884652516 A SU 884652516A SU 4652516 A SU4652516 A SU 4652516A SU 1688185 A1 SU1688185 A1 SU 1688185A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- input
- output
- unit
- link
- adaptive filter
- Prior art date
Links
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 title claims abstract description 22
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims abstract description 9
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 8
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 4
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
Landscapes
- Complex Calculations (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к радиоизмерительной технике и может быть использовано дл анализа спектральных характеристик в услови х малой априорной информации о классе исследуемых случайных процессов Цель изобретени - повышение точности измерени спектра. Достигаетс путем введени в устройство регистра 6 коэффициента , блока 7 коммутации, блока 8 делени и образовани новых функциональных св зей . Кроме того, устройство содержит аналого-цифровой преобразователь 1. решетчатый адаптивный фильтр 2, измеритель 3 дисперсии, Фурье-преобрэзова- тель 4, блок 5 формировани микрокоманд. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.The invention relates to a radio metering technique and can be used to analyze spectral characteristics under conditions of small a priori information about the class of random processes under study. The purpose of the invention is to improve the accuracy of spectrum measurements. It is achieved by introducing the coefficient 6 into the device, switching unit 7, dividing unit 8 and forming new functional connections. In addition, the device contains an analog-to-digital converter 1. a lattice adaptive filter 2, a dispersion meter 3, a Fourier transducer 4, a micro-command formation unit 5. 1 hp f-ly, 2 ill.
Description
Изобретение относитс к радиоизмерительной технике и может быть использо- вано дл анализа спектральных характеристик в услови х малой априорной информации о классе исследуемых случайных процессов.The invention relates to a radio metering technique and can be used to analyze spectral characteristics under conditions of small a priori information about the class of random processes under study.
Целью изобретени вл етс повышение точности измерени спектра.The aim of the invention is to improve the accuracy of the spectrum measurement.
На фиг. 1 представлена структурна схема анализатора спектра: на фиг. 2 - структурна схема решетчатого адаптивного фильтра.FIG. 1 shows a block diagram of a spectrum analyzer: FIG. 2 is a block diagram of a lattice adaptive filter.
Адаптивный анализатор спектра (фиг. 1) содержит входной аналоге- цифровой преобразователь 1. решетчатый адаптивный фильтр 2, измеритель 3 дисперсии, Фурье- преобразователь 4, блок 5 формировани микрокоманд, регистр 6 коэффициента, блок 7 коммутации, блок 8 делени . Выходы аналого-цифрового преобразовател 1 и регистра б коэффициента соединены с первымThe adaptive spectrum analyzer (Fig. 1) contains an input analog-to-digital converter 1. a trellis adaptive filter 2, a dispersion meter 3, a Fourier transducer 4, a micro-command generation unit 5, a coefficient 6 register, a switching unit 7, a division unit 8. The outputs of the analog-to-digital converter 1 and the coefficient b register are connected to the first
и вторым входами блока 7 коммутации, выход которого подключен к входу решетчатого фильтра 2. Первый выход фильтра 2 соединен с входом измерител 3 дисперсии, а второй - с входом Фурье- преобразовател 4. Выходы измерител 3 дисперсии и Фурье- преобразовател 4 подключены к входам блока 8 делени , выход которого вл етс выходом анализатора спектра. Первый выход блока 5 формировани микрокоманд соединен с управл ющим входом аналоге- цифрового преобразовател 1. второй выход блока 5 подключен к управл ющим входам блока 7 коммутации и регистра 6 коэффициента. Третий, четвертый, п тый, шестой и седьмой выходы блока 5 соединены с входом адресации, первым, вторым, третьим и четвертым управл ющими входами решетчатого фильтра 2. Восьмой , дев тый и дес тый выходы блока 5 подключены соответственно к управл юЁand the second inputs of the switching unit 7, the output of which is connected to the input of the trellis filter 2. The first output of the filter 2 is connected to the input of the dispersion meter 3, and the second to the input of the Fourier transducer 4. The outputs of the dispersion meter 3 and the Fourier transducer 4 are connected to the block inputs 8, the output of which is the output of the spectrum analyzer. The first output of the micro-command generating unit 5 is connected to the control input of the analog-digital converter 1. The second output of the block 5 is connected to the control inputs of the switching unit 7 and the coefficient register 6. The third, fourth, fifth, sixth and seventh outputs of block 5 are connected to the address input, the first, second, third and fourth control inputs of the grating filter 2. The eighth, ninth and tenth outputs of block 5 are connected respectively to the control
О 00 00About 00 00
00 СП00 SP
щим входам измерител 3 дисперсии, Фурье-преобразовател 4 и блока 8 делени .to the inputs of the dispersion meter 3, the Fourier transducer 4, and the dividing unit 8.
Решетчатый адаптивный фильтр 2 (фиг. 2) содержит М идентичных последовательно соединенных звеньев 9-1-9-М. Каждое звено содержит блоки 10-12 задержки, элемент ИЛИ 13, блоки 14-17 умножени , сумматоры 18-21, масштабный усилитель 22. Вход сумматора 18, первые входы блоков 14 и 15 умножени соединены и вл ютс первым информационным входом звена, вторым информационным входом которого вл ютс объединенные входы блоков 10 и 12 задержки. Первый и второй информационные входы звена 9-1 объединены и вл ютс информационным входом решетчатого фильтра 2. Выходы блоков JO и 12 задержки через элемент ИЛИ 13 соединены с первыми входами сумматора 19 блоков 16 и 17 умножени . Выходы блоков 15 и 16 умножени подключены к первому и второ- му входам сумматора 20, выход которого через масштабный усилитель 22 соединен с первым входом сумматора 21, выход последнего подключен к вторым входам блоков 14 и 17 умножени и входу блока 11 задержки.Lattice adaptive filter 2 (Fig. 2) contains M identical series-connected links 9-1-9-M. Each link contains blocks 10-12 of delay, an element of OR 13, blocks 14-17 of multiplication, adders 18-21, a scale amplifier 22. The input of the adder 18, the first inputs of blocks 14 and 15 of multiplication are connected and are the first information input of the link, the second information the input of which are the combined inputs of the delay blocks 10 and 12. The first and second information inputs of the link 9-1 are combined and are the information input of the lattice filter 2. The outputs of the delay blocks JO and 12 are connected to the first inputs of the adder 19 of the multiplication blocks 16 and 17 through the OR 13 element. The outputs of multipliers 15 and 16 are connected to the first and second inputs of the adder 20, the output of which is connected to the first input of the adder 21 through the scale amplifier 22, the output of the latter is connected to the second inputs of the multiplication blocks 14 and 17 and the delay block 11.
Выход блока 11 задержки соединен с вторым входом сумматора 21. Выход блока 17 умножени подключен к второму входу сумматора 18, выход которого соединен с вторым входом блока 15 умножени и вл етс первым выходом звена 9. Выход блокаThe output of the delay unit 11 is connected to the second input of the adder 21. The output of the multiplication unit 17 is connected to the second input of the adder 18, the output of which is connected to the second input of the multiplication unit 15 and is the first output of the link 9. The output of the unit
14умножени подключен к второму входу сумматора 19, выход которого соединен с вторым входом блока 15 умножени и вл етс вторым выходом звена 9. Первый выход звена 9-М, подключенный к входу квадратора 23, вл етс вторым выходом решетчатого фильтра. Второй выход звена 9-М соединен со входом квадратора 24. Выходы квадраторов 23 и 24 подключены к входам сумматора 25, выход которого вл етс первым выходом решетчатого адаптивного фильтра 2. Адресный вход фильтра 2 соединен в каждом звене с управл ющими входами блоков 14 и 17 умножени . Первый управл ющий вход решетчатого фильтра 2 соединен с управл ющими входами блоковThe multiplier 14 is connected to the second input of the adder 19, the output of which is connected to the second input of the multiplication unit 15 and is the second output of the link 9. The first output of the 9-M link connected to the input of the quad 23 is the second output of the trellis filter. The second output of the 9-M link is connected to the input of the quadrant 24. The outputs of the quadrants 23 and 24 are connected to the inputs of the adder 25, the output of which is the first output of the grating adaptive filter 2. The address input of the filter 2 is connected in each link to the control inputs of the blocks 14 and 17 multiply. The first control input of the lattice filter 2 is connected to the control inputs of the blocks
15и 16 умножени . Второй, третий и четвертый управл ющие входы решетчатого фильтра 2 соединены соответственно с управл ющими входами блоков 11-12 задержки .15 and 16 multiply. The second, third and fourth control inputs of the lattice filter 2 are connected respectively to the control inputs of the delay units 11-12.
Анализатор производит измерение за три этапа: вычисление коэффициентов частной коррел ции и дисперсии, вычисление коэффициентов линейного предсказани . расчет квадрата амплитудно- астотной характеристики решетчатого фильтра 2 и спектра .The analyzer performs the measurement in three steps: the calculation of the partial correlation and dispersion coefficients, the calculation of the linear prediction coefficients. calculation of the square of the amplitude-frequency response of the lattice filter 2 and the spectrum.
Адаптивный анализатор спектра с линейным предсказанием работает следующим образом.Adaptive spectrum analyzer with linear prediction works as follows.
В исходном состо нии в блике 5 формировани микрокоманд (фиг. 1) установлены начальные услови . Предварительно также в регистр б посто нно записан коэффициентIn the initial state, in the glint 5 of the formation of microinstructions (Fig. 1), the initial conditions are established. The coefficient is also preliminarily recorded in register b.
So - 1, а в блоки умножени 14-17, блоки 10, 12 задержки адаптивного решетчатого фильтра 2 (фиг, 2) запис ы нули.So - 1, and in blocks of multiplication 14-17, blocks 10, 12 of the delay of the adaptive lattice filter 2 (FIG. 2) are written zeros.
На этапе измерени спектра на вход анализатора подаетс исследуемый сигналAt the stage of spectrum measurement, the signal under study is fed to the analyzer input.
x(t), а в блоке 5 формировани микрокоманд на первом выходе вырабатывает тактовый сигнал, который поступает на управл ющий вход аналого-цифрового преобразовател 1. Полученный отсчет XL с выхода преобразовател 1 поступает на первый вход блока 7 коммутации, Одновременно на управл ющий вход последнего подаетс нулевой потенциал С1 с второго выхода блока 5, разрешающий передачу отсчета XL на выходx (t), and in block 5 of the formation of micro-commands, at the first output, a clock signal is generated, which is fed to the control input of the analog-digital converter 1. The received XL sample from the output of the converter 1 is fed to the first input of the switching unit 7, Simultaneously to the control input the latter is fed a zero potential C1 from the second output of block 5, allowing the transfer of the reference XL to the output
блока 7 и далее на информационный вход В решетчатого адаптивного фильтра 2. В фильтре 2 отсчет XL поступает в первое звено 9-1 на первый сумматор 18 и первый блок 10 задержки, а также на первые входы блоков 14 и 15 умножени .block 7 and further to the information input of the lattice adaptive filter 2. In filter 2, XL is fed to the first link 9-1 to the first adder 18 and the first block 10 of the delay, as well as to the first inputs of the multiplication blocks 14 and 15.
В соответствии с адресом А 1, поступающем с третьего выхода блока 5 форми- рова ч микрокоманд, на первом и втором выходах пэрвого звена 9-1 формируютс In accordance with the address А 1, coming from the third output of the block 5 of the formation of micro-commands, at the first and second outputs of the first link 9-1 are formed
ошибки Ьц и ri.L предсказани вперед и назад по соотношени мbc and ri.L errors predict back and forth by the ratio
( bi,i bo.L qi i TO, v(bi, i bo.L qi i TO, v
4 Cn,L r0. L-1 - QU br.L4 Cn, L r0. L-1 - QU br.L
Ошибки предсказани bm,L. rm,L, m 2,M звеньев 3-2-9-M формируютс аналогично по соответствующим адресам А 2, 3М.Bm, l prediction errors. The rm, L, m 2, M links of 3-2-9-M are formed similarly to the corresponding addresses A 2, 3M.
При этом коэффициент частной коррел ции qm.L вычисл етс одинаково во всех звень х 9 m (m - 1 -М) во втором, третьем б токах 15, 16 умножени , третьем, четвертом сумматорах 20, 21, масштабном умножителеAt the same time, the partial correlation coefficient qm.L is calculated equally in all links 9 m (m - 1 -M) in the second, third currents 15, 16 multiplication, the third, fourth adders 20, 21, the scale multiplier
22 и втором блоке 11 задержки по соотношению22 and the second block 11 of the delay in the ratio
Qm.C CJm, L-1 +/ (rm.L-1 bm-I.L-1 + + bm. L-rrm-1,L-2)Qm.C CJm, L-1 + / (rm.L-1 bm-I.L-1 + + bm. L-rrm-1, L-2)
при последовательном поступлении с выходов блока 5 формировани микрокоманд на управл ющие входы решетчатого фильтра 2when sequentially coming from the outputs of the micro-command formation unit 5 to the control inputs of the lattice filter 2
импульсов С2, СЗ, С4. На практике / выбираетс в пределах от 0,1 до 1.impulses C2, SZ, C4. In practice, / is selected from 0.1 to 1.
Ошибки предсказани bm.L. rm.L с выходов последнего звена решетчатою фильтра 9-М возвод тс в квадрат и сум мируютс в квадраторах 23, 24 и п том сумматоре 25. С первого выхода фильтра 2 ошибка ем L (Ьм.и + rm,) поступает на вход измерь ел 3 дисперсии, который реализует функцию о Ааи-12+ ем L2. На II этапе по коэффициентам частной коррекции qm,i, m - 1,М вычисл ют коэффициент линейного предсказани Am.i, m 1,М.Bm.L. prediction errors rm.L from the outputs of the last link the 9-M grating of the filter is squared and summed in quadrants 23, 24 and the fifth adder 25. From the first output of filter 2, the error L is (Lm. and + rm,) input to measure Ate 3 variances, which implements the function Aai-12 + eat L2. At stage II, using the partial correction coefficients qm, i, m - 1, M, the linear prediction coefficient Am.i, m1, M is calculated.
Коэффициенты линейного предсказани дл решетчатого фильтра 2 вл ютс отсчетами его импульсной характеристики при установленных Б кзждом звене 9-т значени х Рт.ь т 1,М. То есть на II этапе значени коэффициента qm,L не измен ютс . Также в каждом блоке 10 задержки сохран етс значение ошибки гт.ы дл предыдущего отсчета xi, а дл работы фильтра 2 на 2-м этапе используетс блок 12 задержки, управл емый импульсами С5 с блока 5.The linear prediction coefficients for the trellis filter 2 are the counts of its impulse response with the 9-T values of Hg, T 1, M. That is, at stage II, the values of the coefficient qm, L do not change. Also, in each delay block 10, the error value rms is saved for the previous sample xi, and the delay block 12 controlled by C5 pulses from block 5 is used to operate filter 2 at the 2nd stage.
Вычисление импульсной характеристики решетчатого фильтра 2 осуществл етс по единичному импульсу С1, поступающему с второго выхода блока 5 формировани микрокоманд на управл ющие входы регистра 6 коэффициента и блока 7 коммутацииThe calculation of the impulse response of the lattice filter 2 is carried out using a single pulse C1, coming from the second output of the micro-command generating unit 5 to the control inputs of the coefficient register 6 and the switching unit 7
С выхода регистра б код коэффициента So поступает на второй вход блока 7 и с выхода последнего - на вход В решетчатого фильтра 2 в котором в соответствии с адресами А 1, 2...М. аналогично работе на первом этапе, осуществл етс вычисление значений на первом и втором выходах звеньев 9-1-9-М В отличие от первого этапа управл ющие импульсы С2, СЗ, С 4 не выдаютс блоком 5, что позвол ет не измен ть на втором этапе значени qm,L. ГтД-1, т 1 ,М, Всего с выхода 2 блока 5 на втором этапе на входы регистра 6 и блока 7 поступает (М+ 1) управл ющий единичный им пульс С1. На вход В фильтра 2 с выхода блока 7 поступают последовательно () коэффициенты, причем первый равен So 1, а остальные М равны О.. На выходе решетчатого фильтра 2 формируетс (М+ 1) значение коэффициентов линейного предсказани Am,L, m 0,М, где AO,L 1, которые поступают на вход Фурье-преобразовател 4 и записываютс в него по импульсам, поступающим с восьмого выхода блока 5 на управл ющий вход преобразовател 4.From the output of the register b, the code of the coefficient So is fed to the second input of block 7 and from the output of the latter to the input B of the lattice filter 2 in which, in accordance with the addresses A 1, 2 ... M. similarly to the work at the first stage, the values are calculated at the first and second outputs of the links 9-1-9-M. Unlike the first stage, the control pulses C2, C3, C4 are not output by the block 5, which allows not changing at the second stage values qm, l. GTD-1, t 1, M, In total, from output 2 of block 5 in the second stage, the inputs of register 6 and block 7 receive (M + 1) the controlling unit pulse C1. The input of filter 2 from the output of block 7 is received in series () coefficients, the first being equal to So 1, and the remaining M being equal to O .. At the output of the lattice filter 2, the value of the linear prediction coefficients Am, L, m 0 is formed M, where AO, L 1, which are fed to the input of the Fourier transducer 4 and recorded into it in terms of pulses from the eighth output of block 5 to the control input of the transducer 4.
Третий этап вычислени спектра начинаетс в момент окончани формировани (М+1)-го коэффициента AM.L. При этом прекращаетс формирование кодов А и управл ющих импульсов С1 и С5 Фурье преобразователь 4, который рчботэ ег, например, по известной подпрограммбыстрого преобразовани Фурье (БПФ) или по аппаратно- ориентированному принципу (аналогично серийному Фурье- преобразователю Х6-8) осуществл ют вычисление р да квадратов коэффициентов ФурьеThe third stage of spectrum calculation starts at the moment when the formation of the (M + 1) -th AM.L. In this case, the formation of codes A and control pulses C1 and C5 of the Fourier transducer 4, which is rtbote him, for example, according to the well-known subroutine fast Fourier transform (FFT) or hardware-oriented principle (similar to the serial Fourier transformer X6-8), performs the calculation p yes squares of Fourier coefficients
вл ющимис квадратом амплитудно-ч с тотной характеристики решетчатого фильтра М-ro пор дка KL2(f).are the square of the amplitude-h with the total characteristics of the M-ro lattice filter of the order of KL2 (f).
С выхода Фурье-преобразовател 4 значени KL (f) поступают на первый входFrom the output of the Fourier transducer, 4 KL (f) values are fed to the first input
блока 8 делени , на второй вход которогоblock 8 division, the second input of which
приходит значение дисперсии оЈ с выхода измерител 3. По импульсам, поступающим с 9 выхода блока 5 на управл ющий входthe value of the dispersion ОЈ comes from the output of the meter 3. By the pulses coming from the 9 output of block 5 to the control input
блока 8. происходит вычисление оценки 2block 8. is the calculation of the estimate 2
спектра по соотношению Gift) ot /KL (f)spectrum by the ratio Gift) ot / KL (f)
После прихода следующего отсчета XL+I вычисление спектра начинаетс с I этапаAfter the arrival of the next reference XL + I, the calculation of the spectrum starts from stage I
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU884652516A SU1688185A1 (en) | 1988-02-17 | 1988-02-17 | Adaptive analizer of spectrum with linear prediction |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU884652516A SU1688185A1 (en) | 1988-02-17 | 1988-02-17 | Adaptive analizer of spectrum with linear prediction |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU1688185A1 true SU1688185A1 (en) | 1991-10-30 |
Family
ID=21429659
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU884652516A SU1688185A1 (en) | 1988-02-17 | 1988-02-17 | Adaptive analizer of spectrum with linear prediction |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SU (1) | SU1688185A1 (en) |
-
1988
- 1988-02-17 SU SU884652516A patent/SU1688185A1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Авторское свидетельство СССР № 1275315, кл. G 01 R 23/16, 1985. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4748578A (en) | Process and apparatus for translating the sampling rate of a sampling sequence | |
| EP0137464A2 (en) | A digital signal processing apparatus having a digital filter | |
| DE69817555D1 (en) | METHOD AND DEVICE FOR A DIGITAL FILTER BANK WITH LOW POWER CONSUMPTION | |
| CN101304404B (en) | Method for forming broadband time-domain digital beam | |
| US4791597A (en) | Multiplierless FIR digital filter with two to the Nth power coefficients | |
| JP2779617B2 (en) | Finite impulse response filter | |
| JPH10126218A (en) | Sampling frequency converting device | |
| US4185325A (en) | Recursive digital filter having coefficients equal to sums of few powers of few powers of two terms | |
| JPH036689B2 (en) | ||
| US5506798A (en) | Digital filter and oversampling analog to digital converter employing the same | |
| JP2004528742A (en) | High-speed filter | |
| CN102118167A (en) | Multiple-channel analog-digital converter | |
| SU1688185A1 (en) | Adaptive analizer of spectrum with linear prediction | |
| US4340875A (en) | Transversal filter | |
| US3531720A (en) | Digital shift register filter with continuing frequency-fold sampling and time shared sub-band filtering | |
| US5148384A (en) | Signal processing integrated circuit | |
| JPH10509011A (en) | Improved digital filter | |
| GB2233849A (en) | Digital filters | |
| RU1777097C (en) | Adaptive spectrum analyzer | |
| SU1033978A1 (en) | Spectrum analyzer | |
| SU723585A1 (en) | Analogue-digital filter | |
| SU686034A1 (en) | Multichannel digital smoothing device | |
| SU1100504A1 (en) | Device for measuring frequency of first harmonic of quasi-periodic signals | |
| SU1661969A1 (en) | Digital filter with multilevel delta modulation | |
| SU1647559A1 (en) | Device for multiple integral computing |