Изобретение относится к области электрорадиотехники и может быть использовано в измерительной технике, в системах передачи данных и системах радиолокации для оценки частоты принимаемого сигнала.The invention relates to the field of electro-radio engineering and can be used in measuring technique, in data transmission systems and radar systems for estimating the frequency of a received signal.
Наиболее близким к заявленному техническому решению является патент РФ на изобретение №2117306, опубликованный 10.08.1998 «Способ определения частоты узкополосного сигнала», который принят за прототип. Способ содержит аналого-цифровой преобразователь, блок дискретного преобразования Фурье, блок определения максимума, блок сравнения и блок определения частоты. Способ заключается в том, что сигнал длительностью T дискретизируют с получением N точек, вычисляют его дискретный спектр, определяют номер K максимальной спектральной составляющей, ее амплитуду, а также номер и амплитуду большей из смежных с ней составляющих и определяют частоту сигнала на основании этих данных в соответствии с выражением:Closest to the claimed technical solution is the RF patent for the invention No. 2117306, published on 10.08.1998 "Method for determining the frequency of a narrowband signal", which is adopted as a prototype. The method comprises an analog-to-digital converter, a discrete Fourier transform unit, a maximum determination unit, a comparison unit, and a frequency determination unit. The method consists in sampling a signal of duration T to obtain N points, calculating its discrete spectrum, determining the number K of the maximum spectral component, its amplitude, as well as the number and amplitude of the largest component adjacent to it, and determining the frequency of the signal based on these data in according to the expression:
где Ai - амплитуда i-й спектральной составляющей, i=k при Ak+1<Ak-1 и i=k+1 при Ak+1<Ak-1.Where A i is the amplitude of the i-th spectral component, i = k for A k + 1 <A k-1 and i = k + 1 for A k + 1 <A k-1 .
Недостатком прототипа является уменьшение точности способа при значениях частоты сигнала, близких номиналам, равноудаленным от двух соседних номиналов ортогональных частот дискретного преобразования Фурье.The disadvantage of the prototype is to reduce the accuracy of the method when the signal frequency values are close to the nominal values equidistant from two adjacent nominal values of the orthogonal frequencies of the discrete Fourier transform.
Целью изобретения является получение оценки частоты принимаемого гармонического сигнала, который может быть зашумленным.The aim of the invention is to obtain an estimate of the frequency of the received harmonic signal, which may be noisy.
Техническим результатом заявленного изобретения является повышение точности определения частоты зашумленного гармонического сигнала.The technical result of the claimed invention is to increase the accuracy of determining the frequency of a noisy harmonic signal.
Поставленная цель достигается тем, что устройство оценки частоты гармонического зашумленного сигнала состоит в том, что на приемной стороне оцифровывают принимаемый сигнал в аналогово-цифровом преобразователе, затем передают оцифрованный сигнал с выхода аналогово-цифрового преобразователя одновременно на вход первого блока дискретного преобразования Фурье, в котором вычисляют дискретный спектр сигнала на длительности T и второго блока дискретного преобразования Фурье, в котором вычисляют дискретный спектр сигнала на длительности 2T, с 2m выходов первого блока дискретного преобразования Фурье передают значения синусной и косинусной составляющей на m частотах, попадающих в полосу канала, одновременно на соответствующие входы первого блока накопления и на входы m параллельно включенных блоков вычисления амплитуды, при этом по i(1)-му выходу передают значение синусной составляющей (Si) спектра сигнала на частоте с номером i на i(1)-й вход первого блока накопления и на первый вход i-го блока вычисления амплитуды, а по i(2)-му выходу передают значение косинусной составляющей (Ci) спектра сигнала на частоте с номером i на i(2)-й вход первого блока накопления и на второй вход i-го блока вычисления амплитуды, где 1≤i≤m, а в i-м блоке вычисления амплитуды вычисляют амплитуду Ai принимаемого сигнала на частоте с номером i по формуле и передают полученное значение амплитуды Ai на соответствующий i-й вход первого блока определения максимума, в котором определяют по какому из m входов поступило максимальное значение, и с первого выхода передают номер k такого входа одновременно на нулевой вход первого блока накопления и на второй вход блока сравнения, а по второму выходу передают само максимальное значение на третий вход блока сравнения, далее в первом блоке накопления получают по нулевому входу номер k и осуществляют накопление двух последних полученных значений (, , , , …, , , , ) по входам 1(1), 1(2), …, m(1), m(2) и передают накопленные значения и , полученные по входу k(1), и значения и , полученные по входу k(2), на входы первого блока вычисления разницы фаз, так что с первого выхода первого блока накопления передают на первый вход первого блока вычисления разницы фаз, со второго выхода первого блока накопления передают на второй вход первого блока вычисления разницы фаз, с третьего выхода первого блока накопления передают на третий вход первого блока вычисления разницы фаз и с четвертого выхода первого блока накопления передают на четвертый вход первого блока вычисления разницы фаз, а в первом блоке вычисления разницы фаз осуществляют вычисление разницы фаз Δϕ по формуле и далее передают полученное значение разницы фаз Δϕ одновременно на вход первого блока вычисления синуса и на вход первого блока вычисления косинуса, в первом блоке вычисления синуса вычисляют значение sin(Δϕ) и с выхода передают полученное значение на вход второго блока накопления, в котором осуществляют накопление N последних полученных значений, и с выхода передают накопленный массив N значений на вход первого сумматора, в котором вычисляют сумму полученных N значений, а результат суммирования передают на первый вход первого блока вычисления фазового сдвига, а в первом блоке вычисления косинуса вычисляют значение cos(Δϕ) и с выхода передают полученное значение на вход третьего блока накопления, в котором осуществляют накопление N последних полученных значений, и с выхода передают накопленный массив N значений на вход второго сумматора, в котором вычисляют сумму полученных N значений, а результат суммирования передают на второй вход первого блока вычисления фазового сдвига, в котором осуществляют вычисление фазового сдвига Δφ по формуле Δφ=atan2(A, B), где A - значение, полученное по первому входу, а B - значение, полученное по второму входу, с выхода передают полученное значение Δφ на вход первого блока вычисления частотного сдвига, в котором вычисляют значение частотного сдвига по формул: а с выхода передают полученное значение на первый вход блока сравнения, при этом, с 4m выходов второго блока дискретного преобразования Фурье передают значения синусной и косинусной составляющей на 2m частотах, попадающих в полосу канала, одновременно на соответствующие входы четвертого блока накопления и на входы 2m параллельно включенных блоков вычисления амплитуды, при этом по j(1)-му выходу передают значение синусной составляющей (S'j) спектра сигнала на частоте с номером j на j(1)-й вход четвертого блока накопления и на первый вход (m+j)-го блока вычисления амплитуды, а по j(2)-му выходу передают значение косинусной составляющей (C'j) спектра сигнала на частоте с номером j на j(2)-й вход четвертого блока накопления и на второй вход (m+j)-го блока вычисления амплитуды, где 1≤j≤2m, а в (m+j)-м блоке вычисления амплитуды вычисляют амплитуду A'j принимаемого сигнала на частоте с номером j по формуле и передают полученное значение амплитуды Aj на соответствующий j-й вход второго блока определения максимума, в котором определяют по какому из 2m входов поступило максимальное значение, и с первого выхода передают номер k' такого входа одновременно на нулевой вход четвертого блока накопления и на четвертый вход блока сравнения, а со второго выхода второго блока определения максимума передают само максимальное значение на вход делителя, в котором делят полученную величину на два и с выхода передают результат на пятый вход блока сравнения, далее в четвертом блоке накопления получают по нулевому входу номер k' и осуществляют накопление двух последних полученных значений (, , , , …, , , , ) по входам 1(1), 1(2), …, 2m(1), 2m(2) и передают накопленные значения и , полученные по входу k'(1), и значения и , полученные по входу k'(2), на входы второго блока вычисления разницы фаз, так что с первого выхода четвертого блока накопления передают на первый вход второго блока вычисления разницы фаз, со второго выхода четвертого блока накопления передают на второй вход второго блока вычисления разницы фаз, с третьего выхода четвертого блока накопления передают на третий вход второго блока вычисления разницы фаз и с четвертого выхода четвертого блока накопления передают на четвертый вход второго блока вычисления разницы фаз, а во втором блоке вычисления разницы фаз осуществляют вычисление разницы фаз Δϕ' по формуле и далее передают полученное значение разницы фаз Δϕ' одновременно на вход второго блока вычисления синуса и на вход второго блока вычисления косинуса, во втором блоке вычисления синуса вычисляют значение sin(Δϕ') и с выхода передают полученное значение на вход пятого блока накопления, в котором осуществляют накопление N/2 последних полученных значений, и с выхода передают накопленный массив N/2 значений на вход третьего сумматора, в котором вычисляют сумму полученных N/2 значений, а результат суммирования передают на первый вход второго блока вычисления фазового сдвига, а во втором блоке вычисления косинуса вычисляют значение cos(Δϕ') и с выхода передают полученное значение на вход шестого блока накопления, в котором осуществляют накопление N/2 последних полученных значений, и с выхода передают накопленный массив N/2 значений на вход четвертого сумматора, в котором вычисляют сумму полученных N/2 значений, а результат суммирования передают на второй вход второго блока вычисления фазового сдвига, в котором осуществляют вычисление фазового сдвига Δϕ' по формуле Δϕ'=atan2(A', B'), где A' - значение, полученное по первому входу, а B' - значение, полученное по второму входу, с выхода передают полученное значение Δϕ' на вход второго блока вычисления частотного сдвига, в котором вычисляют значение частотного сдвига по формуле а с выхода передают полученное значение на шестой вход блока сравнения, в котором осуществляют сравнение значений, полученных по третьему и по пятому входам, и если величина, поступившая по третьему входу оказывается большей, то с первого выхода блока сравнения передают величину M1, равную номеру первой гармоники дискретного преобразования Фурье на длительности T, попадающей в анализируемую полосу сигнала на первый вход блока определения частоты, со второго выхода передают номер максимальной гармоники M2, поступивший по второму входу на второй вход блока определения частоты, с третьего выхода передают значение времени анализа t=Т на третий вход блока определения частоты, с четвертого выхода передают значение частотного сдвига на четвертый вход блока определения частоты, а если величина, поступившая по третьему входу оказывается меньше величины, поступившей по пятому входу, то с первого выхода блока сравнения передают величину M1, равную номеру первой гармоники дискретного преобразования Фурье на длительности 2T, попадающей в анализируемую полосу сигнала на первый вход блока определения частоты, со второго выхода передают номер максимальной гармоники M2, поступивший по четвертому входу на второй вход блока определения частоты, с третьего выхода передают значение времени анализа t=2T на третий вход блока определения частоты, с четвертого выхода передают значение частотного сдвига на четвертый вход блока определения частоты, а в блоке определения частоты осуществляют измерение частоты F анализируемого сигнала в заданной полосе по формуле This goal is achieved in that the device for estimating the frequency of a harmonic noisy signal is that the received signal is digitized at the receiving side in an analog-to-digital converter, then the digitized signal is transmitted from the output of the analog-to-digital converter to the input of the first discrete Fourier transform block, in which calculate the discrete spectrum of the signal for a duration T and the second block of the discrete Fourier transform, in which calculate the discrete spectrum of the signal for a duration of 2 T, from 2m outputs of the first block of the discrete Fourier transform, the values of the sine and cosine components at m frequencies falling in the channel band are transmitted simultaneously to the corresponding inputs of the first accumulation block and to the inputs of m parallel-connected amplitude calculation blocks; moreover, i (1) - value of the sine component (S i ) of the signal spectrum at frequency i with the number i is transmitted to the i (1) -th input of the first accumulation unit and to the first input of the i-th amplitude calculation unit, and the value is transmitted from the i (2) -th output cosine component (C i ) the spectrum of the signal at frequency i at the i (2) th input of the first accumulation block and at the second input of the i-th amplitude calculation block, where 1≤i≤m, and in the i-th amplitude calculation block, the amplitude A i of the received signal is calculated at frequency i according to the formula and transmit the obtained amplitude value A i to the corresponding i-th input of the first maximum determination unit, which determines which of the m inputs received the maximum value, and from the first output, transmit the number k of such an input simultaneously to the zero input of the first accumulation unit and to the second input of the comparison unit, and the maximum value is transmitted to the third input of the comparison unit by the second output, then in the first accumulation block, the number k is obtained from the zero input and the last two values obtained are accumulated ( , , , , ..., , , , ) at the inputs 1 (1), 1 (2), ..., m (1), m (2) and transmit the accumulated values and obtained by input k (1) and the values and obtained by the input k (2) to the inputs of the first phase difference calculation unit, so that they transmit from the first output of the first accumulation unit to the first input of the first phase difference calculation unit, from the second output of the first accumulation unit transmit to the second input of the first phase difference calculation unit, from the third output of the first accumulation unit transmit to the third input of the first phase difference calculation unit and transmit from the fourth output of the first accumulation unit to the fourth input of the first phase difference calculation unit, and in the first phase difference calculation unit, the phase difference Δϕ is calculated by the formula and then, the obtained value of the phase difference Δϕ is simultaneously transmitted to the input of the first sine calculation unit and to the input of the first cosine calculation unit, the sin (Δϕ) value is calculated in the first sine calculation unit and the obtained value is transmitted from the output to the input of the second accumulation unit, in which the accumulation N of the last received values, and from the output, the accumulated array of N values is transmitted to the input of the first adder, in which the sum of the obtained N values is calculated, and the summation result is transferred to the first input of the first block of calculation phase shift, and in the first block of cosine calculation, calculate the value of cos (Δϕ) and from the output transfer the resulting value to the input of the third accumulation block, in which N last values obtained are accumulated, and from the output, the accumulated array of N values is transmitted to the input of the second adder, in which the sum of the obtained N values is calculated, and the summation result is transferred to the second input of the first phase shift calculation unit, in which the phase shift Δφ is calculated by the formula Δφ = atan2 (A, B), where A is the value obtained e at the first input, and B is the value obtained at the second input, the obtained value Δφ is transmitted from the output to the input of the first frequency shift calculation unit, in which the frequency shift value is calculated according to the formulas: and from the output, the obtained value is transmitted to the first input of the comparison unit, while from 4m outputs of the second discrete Fourier transform unit, the values of the sine and cosine components at 2m frequencies falling in the channel strip are simultaneously transmitted to the corresponding inputs of the fourth storage unit and to 2m inputs in parallel the amplitude calculation blocks are turned on, while the j (1) -th output transfers the value of the sine component (S ' j ) of the signal spectrum at the frequency j to the j (1) -th input of the fourth accumulation block and to the first input (m + j ) th bl Single calculating amplitude and for j (2) -th output cosine value transmitting component (C 'j) on the frequency spectrum of the signal with index j to j (2) -th storage unit of the fourth input and a second input of (m + j) - of the first amplitude calculation unit, where 1≤j≤2m, and in the (m + j) th amplitude calculation unit, the amplitude A ′ j of the received signal is calculated at a frequency with number j according to the formula and transmit the obtained value of the amplitude A j to the corresponding j-th input of the second maximum determination unit, which determines which of the 2m inputs received the maximum value, and from the first output, transmit the number k 'of such an input simultaneously to the zero input of the fourth storage unit and to the fourth the input of the comparison unit, and from the second output of the second maximum determination unit, the maximum value is transmitted to the input of the divider, in which the obtained value is divided by two and the result is transmitted from the output to the fifth input of the comparison unit, d Lee in the fourth storage unit is prepared on zero entry number k 'and the accumulation is performed the last two values obtained ( , , , , ..., , , , ) at the inputs 1 (1), 1 (2), ..., 2m (1), 2m (2) and transmit the accumulated values and obtained by input k '(1), and the values and obtained by the input k '(2) to the inputs of the second phase difference calculation unit, so that they transmit from the first output of the fourth accumulation unit to the first input of the second phase difference calculation unit, from the second output of the fourth accumulation unit transmit to the second input of the second phase difference calculation unit, from the third output of the fourth accumulation unit transmit to the third input of the second phase difference calculation unit and transmit from the fourth output of the fourth accumulation unit to the fourth input of the second phase difference calculation unit, and in the second phase difference calculation unit, the phase difference Δϕ 'is calculated by the formula and then, the obtained value of the phase difference Δϕ 'is simultaneously transmitted to the input of the second sine calculation unit and to the input of the second cosine calculation unit, in the second sine calculation unit, the value sin (Δϕ') is calculated and the resulting value is transmitted to the input of the fifth accumulation unit, in which they accumulate N / 2 of the last received values, and from the output, an accumulated array of N / 2 values is transmitted to the input of the third adder, in which the sum of the received N / 2 values is calculated, and the summation is transmitted to the first input of the second block phase shift calculations, and in the second cosine calculation unit, the cos (Δϕ ') value is calculated and the received value is transmitted to the input of the sixth storage unit, in which N / 2 of the last received values are accumulated, and the accumulated N / 2 array is transmitted from the output to the input of the fourth adder, in which the sum of the obtained N / 2 values is calculated, and the summation is transferred to the second input of the second phase shift calculation unit, in which the phase shift Δϕ 'is calculated by the formula Δϕ' = atan2 (A ', B'), where A 'is the value obtained by the first input, and B 'is the value obtained by the second input, the obtained value Δϕ' is transmitted from the output to the input of the second frequency shift calculation unit, in which the frequency shift value is calculated according to the formula and from the output, the resulting value is transmitted to the sixth input of the comparison unit, in which the values obtained from the third and fifth inputs are compared, and if the value received from the third input is larger, then from the first output of the comparison unit, the value M 1 equal to the number is transmitted the first harmonic of the discrete Fourier transform for a duration T falling into the analyzed signal band at the first input of the frequency determination unit, the maximum harmonic number M 2 , received at the second input at the second input of the frequency determination unit, from the third output transmit the value of the analysis time t = T to the third input of the frequency determination unit, from the fourth output transmit the frequency shift value to the fourth input of the frequency determination unit, and if the value received by the third input turns out to be less than the value received by the fifth input, then from the first output of the comparison unit transmit the value M 1 equal to the number of the first harmonic of the discrete Fourier transform for a duration of 2T falling into the analyzed band a first input signal determination unit frequency, transmitting from the second output maximum harmonic number M 2, of incoming fourth input to the second input of the frequency determination, with the third output transmit znach Analysis of the time t = 2T a third input for determining the frequency block is transmitted with the fourth output value of the frequency offset to the fourth input of the frequency determination unit, and in the frequency determination unit, the frequency F of the analyzed signal is measured in a given band according to the formula
Структурная схема предложенного устройства приведена на фиг. 1.The block diagram of the proposed device is shown in FIG. one.
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
На приемной стороне оцифровывают принимаемый сигнал в аналогово-цифровом преобразователе 1, затем передают оцифрованный сигнал с выхода аналогово-цифрового преобразователя 1 одновременно на вход первого блока дискретного преобразования Фурье 2, в котором вычисляют дискретный спектр сигнала на длительности T, и второго блока дискретного преобразования Фурье 3, в котором вычисляют дискретный спектр сигнала на длительности 2T, с 2m выходов первого блока дискретного преобразования Фурье 2 передают значения синусной и косинусной составляющей на m частотах, попадающих в полосу канала, одновременно на соответствующие входы первого блока накопления 6 и на входы m параллельно включенных блоков вычисления амплитуды 4(1)…4(m), при этом по i(1)-му выходу передают значение синусной составляющей (5£) спектра сигнала на частоте с номером i на i(1)-й вход первого блока накопления 6 и на первый вход i-го блока вычисления амплитуды 4(i), а по i(2)-му выходу передают значение косинусной составляющей (Ci) спектра сигнала на частоте с номером i на i(2)-й вход первого блока накопления 6 и на второй вход i-го блока вычисления амплитуды 4(i), где 1≤i≤m, а в i-м блоке вычисления амплитуды 4(i) вычисляют амплитуду Ai принимаемого сигнала на частоте с номером i по формуле и передают полученное значение амплитуды Ai на соответствующий i-й вход первого блока определения максимума 5, в котором определяют, по какому из m входов поступило максимальное значение, и с первого выхода передают номер k такого входа одновременно на нулевой вход первого блока накопления 6 и на второй вход блока сравнения 16, а по второму выходу передают само максимальное значение на третий вход блока сравнения 16, далее в первом блоке накопления 6 получают по нулевому входу номер k и осуществляют накопление двух последних полученных значений (, , , , …, , , , ) по входам 1(1), 1(2), …, m(1), m(2) и передают накопленные значения и , полученные по входу k(1), и значения и , полученные по входу k(2), на входы первого блока вычисления разницы фаз 7, так что с первого выхода первого блока накопления 6 передают на первый вход первого блока вычисления разницы фаз 7, со второго выхода первого блока накопления 6 передают на второй вход первого блока вычисления разницы фаз 7, с третьего выхода первого блока накопления 6 передают на третий вход первого блока вычисления разницы фаз 7 и с четвертого выхода первого блока накопления 6 передают на четвертый вход первого блока вычисления разницы фаз 7, а в первом блоке вычисления разницы фаз 7 осуществляют вычисление разницы фаз Δϕ по формуле и далее передают полученное значение разницы фаз Δϕ одновременно на вход первого блока вычисления синуса 8 и на вход первого блока вычисления косинуса 9, в первом блоке вычисления синуса 8 вычисляют значение sin(Δϕ) и с выхода передают полученное значение на вход второго блока накопления 10, в котором осуществляют накопление N последних полученных значений, и с выхода передают накопленный массив N значений на вход первого сумматора 12, в котором вычисляют сумму полученных N значений, а результат суммирования передают на первый вход первого блока вычисления фазового сдвига 14, а в первом блоке вычисления косинуса 9 вычисляют значение cos(Δϕ) и с выхода передают полученное значение на вход третьего блока накопления 11, в котором осуществляют накопление N последних полученных значений, и с выхода передают накопленный массив N значений на вход второго сумматора 13, в котором вычисляют сумму полученных N значений, а результат суммирования передают на второй вход первого блока вычисления фазового сдвига 14, в котором осуществляют вычисление фазового сдвига Δφ по формуле Δφ=atan2(A, B), где A - значение, полученное по первому входу, а B - значение, полученное по второму входу, с выхода передают полученное значение Δφ на вход первого блока вычисления частотного сдвига 15, в котором вычисляют значение частотного сдвига по формуле , а с выхода передают полученное значение на первый вход блока сравнения 16, при этом с 4m выходов второго блока дискретного преобразования Фурье 3 передают значения синусной и косинусной составляющей на 2m частотах, попадающих в полосу канала, одновременно на соответствующие входы четвертого блока накопления 20 и на входы 2m параллельно включенных блоков вычисления амплитуды 17(1)…17(2m), при этом по j(1)-му выходу передают значение синусной составляющей (S'j) спектра сигнала на частоте с номером j на j(1)-й вход четвертого блока накопления 20 и на первый вход (m+j)-го блока вычисления амплитуды 17(j), а по j(2)-му выходу передают значение косинусной составляющей (C'j) спектра сигнала на частоте с номером j на j(2)-й вход четвертого блока накопления 20 и на второй вход (m+j)-го блока вычисления амплитуды 17(j), где 1≤j≤2m, а в (m+j)-м блоке вычисления амплитуды 17(j) вычисляют амплитуду A'j принимаемого сигнала на частоте с номером j по формуле и передают полученное значение амплитуды Aj на соответствующий j-й вход второго блока определения максимума 18, в котором определяют, по какому из 2m входов поступило максимальное значение, и с первого выхода передают номер k' такого входа одновременно на нулевой вход четвертого блока накопления 20 и на четвертый вход блока сравнения 16, а со второго выхода второго блока определения максимума 18 передают само максимальное значение на вход делителя 19, в котором делят полученную величину на два и с выхода передают результат на пятый вход блока сравнения 16, далее в четвертом блоке накопления получают по нулевому входу номер k' и осуществляют накопление двух последних полученных значений (, , , , …, , , , ) по входам 1(1), 1(2), …, 2m(1), 2m(2) и передают накопленные значения и , полученные по входу k'(1), и значения и , полученные по входу k'(2), на входы второго блока вычисления разницы фаз 21, так что с первого выхода четвертого блока накопления 20 передают на первый вход второго блока вычисления разницы фаз 21, со второго выхода четвертого блока накопления 20 передают на второй вход второго блока вычисления разницы фаз 21, с третьего выхода четвертого блока накопления 20 передают на третий вход второго блока вычисления разницы фаз 21 и с четвертого выхода четвертого блока накопления 20 передают на четвертый вход второго блока вычисления разницы фаз 21, а во втором блоке вычисления разницы фаз 21 осуществляют вычисление разницы фаз Δϕ' по формуле и далее передают полученное значение разницы фаз Δϕ' одновременно на вход второго блока вычисления синуса 22 и на вход второго блока вычисления косинуса 23, во втором блоке вычисления синуса 22 вычисляют значение sin(Δϕ') и с выхода передают полученное значение на вход пятого блока накопления 24, в котором осуществляют накопление N/2 последних полученных значений, и с выхода передают накопленный массив N/2 значений на вход третьего сумматора 26, в котором вычисляют сумму полученных N/2 значений, а результат суммирования передают на первый вход второго блока вычисления фазового сдвига 28, а во втором блоке вычисления косинуса 23 вычисляют значение cos(Δϕ') и с выхода передают полученное значение на вход шестого блока накопления 25, в котором осуществляют накопление N/2 последних полученных значений, и с выхода передают накопленный массив N/2 значений на вход четвертого сумматора 27, в котором вычисляют сумму полученных N/2 значений, а результат суммирования передают на второй вход второго блока вычисления фазового сдвига 28, в котором осуществляют вычисление фазового сдвига Δφ' по формуле Δφ'=atan2(A', B'), где A' - значение, полученное по первому входу, а B' - значение, полученное по второму входу, с выхода передают полученное значение Δφ' на вход второго блока вычисления частотного сдвига 29, в котором вычисляют значение частотного сдвига по формуле , а с выхода передают полученное значение на шестой вход блока сравнения 16, в котором осуществляют сравнение значений, полученных по третьему и по пятому входам, и если величина, поступившая по третьему входу, оказывается большей, то с первого выхода блока сравнения 16 передают величину M1, равную номеру первой гармоники дискретного преобразования Фурье на длительности T, попадающей в анализируемую полосу сигнала, на первый вход блока определения частоты 30, со второго выхода передают номер максимальной гармоники М2, поступивший по второму входу, на второй вход блока определения частоты 30, с третьего выхода передают значение времени анализа t=T на третий вход блока определения частоты 30, с четвертого выхода передают значение частотного сдвига на четвертый вход блока определения частоты 30, а если величина, поступившая по третьему входу, оказывается меньше величины, поступившей по пятому входу, то с первого выхода блока сравнения передают величину M1, равную номеру первой гармоники дискретного преобразования Фурье на длительности 2T, попадающей в анализируемую полосу сигнала на первый вход блока определения частоты 30, со второго выхода передают номер максимальной гармоники M2, поступивший по четвертому входу, на второй вход блока определения частоты 30, с третьего выхода передают значение времени анализа t=2T на третий вход блока определения частоты 30, с четвертого выхода передают значение частотного сдвига на четвертый вход блока определения частоты 30, а в блоке определения частоты 30 осуществляют измерение частоты F анализируемого сигнала в заданной полосе по формуле On the receiving side, the received signal is digitized in the analog-to-digital converter 1, then the digitized signal from the output of the analog-to-digital converter 1 is simultaneously transmitted to the input of the first discrete Fourier transform unit 2, in which the discrete spectrum of the signal for duration T is calculated, and the second discrete Fourier transform unit 3, in which the discrete spectrum of the signal is calculated for a duration of 2T, the values of the sine and cosine components are transmitted from the 2m outputs of the first block of the discrete Fourier transform 2 at m frequencies falling into the channel strip, simultaneously to the corresponding inputs of the first accumulation block 6 and to the inputs of m parallel connected blocks of amplitude calculation 4 (1) ... 4 (m), while the i (1) -th output passes the value of the sine component (5 £) of the signal spectrum at frequency i at the i (1) -th input of the first accumulation block 6 and at the first input of the i-th block of amplitude calculation 4 (i), and the cosine value is transmitted from the i (2) -th output component (C i) of the signal spectrum at a frequency with the number i to i (2) -th input of the first storage unit 6 and the second input of i-th block in 4 for computing the amplitude (i), where 1≤i≤m, and i-th amplitude calculation portion 4 (i) calculating amplitude A i of the received signal at a frequency with the number i by the formula and transmitting the obtained value of the amplitude A i to the corresponding i-th input of the first maximum determination block 5, in which it is determined by which of the m inputs the maximum value is received, and from the first output, the number k of such an input is simultaneously transmitted to the zero input of the first accumulation block 6 and to the second input of the comparison block 16, and the second value is transmitted the maximum value to the third input of the comparison block 16, then in the first block of accumulation 6, the number k is received at the zero input and the last two received values are accumulated ( , , , , ..., , , , ) at the inputs 1 (1), 1 (2), ..., m (1), m (2) and transmit the accumulated values and obtained by input k (1) and the values and obtained by the input k (2) to the inputs of the first block of the calculation of the phase difference 7, so that from the first output of the first block of accumulation 6 transmit to the first input of the first phase difference calculation unit 7, from the second output of the first accumulation unit 6 transmit to the second input of the first phase difference calculation unit 7, from the third output of the first accumulation unit 6 transmit to the third input of the first block for calculating the phase difference 7 and from the fourth output of the first accumulation block 6 transmit to the fourth input of the first phase difference calculation unit 7, and in the first phase difference calculation unit 7, the phase difference Δϕ is calculated by the formula and then, the obtained value of the phase difference Δϕ is simultaneously transmitted to the input of the first sine calculation unit 8 and to the input of the first cosine calculation unit 9, in the first sine calculation unit 8, the value sin (Δϕ) is calculated and the resulting value is transmitted to the input of the second accumulation unit 10, in which N of the last obtained values are accumulated, and from the output, an accumulated array of N values is transmitted to the input of the first adder 12, in which the sum of the obtained N values is calculated, and the summation is transmitted to the first input of the first block calculate the phase shift 14, and in the first block of the calculation of cosine 9 calculate the value of cos (Δϕ) and from the output transfer the received value to the input of the third accumulation block 11, in which the accumulation of N last received values is performed, and from the output, the accumulated array of N values is transmitted to the input the second adder 13, in which the sum of the obtained N values is calculated, and the summation result is transferred to the second input of the first phase shift calculation unit 14, in which the phase shift Δφ is calculated by the formula Δφ = atan2 (A, B), where A is the value the value obtained by the first input, and B is the value obtained by the second input, the obtained value Δφ is transmitted from the output to the input of the first frequency shift calculation unit 15, in which the frequency shift value is calculated according to the formula and from the output, the obtained value is transmitted to the first input of the comparison unit 16, while from 4m outputs of the second discrete Fourier transform unit 3, the values of the sine and cosine components at 2m frequencies falling into the channel strip are simultaneously transmitted to the corresponding inputs of the fourth storage unit 20 and to inputs 2m of parallel-connected amplitude calculation units 17 (1) ... 17 (2m), while the j (1) -th output transfers the value of the sine component (S ' j ) of the signal spectrum at a frequency j to the j (1) -th input of the fourth accumulation block 20 and at first input (m + j) -th amplitude calculation unit 17 (j), and for j (2) -th output cosine value transmitting component (C 'j) on the frequency spectrum of the signal with index j to j (2) th input of the fourth the accumulation unit 20 and to the second input of the (m + j) th amplitude block 17 (j), where 1≤j≤2m, and in the (m + j) th amplitude block 17 (j) calculate the amplitude A ' j the received signal at frequency j according to the formula and transmitting the obtained amplitude value A j to the corresponding jth input of the second maximum determination block 18, in which it is determined which of the 2m inputs received the maximum value, and from the first output, the number k 'of such an input is simultaneously transmitted to the zero input of the fourth storage unit 20 and to the fourth input of the comparison unit 16, and from the second output of the second maximum determination unit 18, the maximum value itself is transmitted to the input of the divider 19, in which the obtained value is divided by two and the result is transmitted to the fifth input of the cp block from the output neniya 16, further in the fourth storage unit is prepared on zero entry number k 'and the accumulation is performed the last two values obtained ( , , , , ..., , , , ) at the inputs 1 (1), 1 (2), ..., 2m (1), 2m (2) and transmit the accumulated values and obtained by input k '(1), and the values and received at the input k '(2), to the inputs of the second block of the calculation of the phase difference 21, so that from the first output of the fourth block of accumulation 20 transmit to the first input of the second phase difference calculation unit 21, from the second output of the fourth accumulation unit 20 transmit to the second input of the second phase difference calculation unit 21, from the third output of the fourth accumulation unit 20 transmit to the third input of the second block for calculating the phase difference 21 and from the fourth output of the fourth accumulation block 20 transmit to the fourth input of the second phase difference calculation unit 21, and in the second phase difference calculation unit 21, the phase difference Δϕ 'is calculated by the formula and then, the obtained value of the phase difference Δϕ 'is simultaneously transmitted to the input of the second sine calculation unit 22 and to the input of the second cosine calculation unit 23, in the second sine calculation unit 22, the value sin (Δϕ') is calculated and the received value is transmitted to the input of the fifth accumulation unit 24, in which the accumulation of N / 2 of the last obtained values is carried out, and from the output, the accumulated array of N / 2 values is transmitted to the input of the third adder 26, in which the sum of the obtained N / 2 values is calculated, and the summation result is transmitted to the first input second about the phase shift calculation unit 28, and in the second cosine calculation unit 23, the value cos (Δϕ ') is calculated and the received value is transmitted to the input of the sixth storage unit 25, in which N / 2 of the last received values are accumulated, and the accumulated output is transmitted an array of N / 2 values at the input of the fourth adder 27, in which the sum of the obtained N / 2 values is calculated, and the summation is transmitted to the second input of the second phase shift calculation unit 28, in which the phase shift Δφ 'is calculated by the formula Δφ' = atan2 (A ', B'), where A 'is the value obtained by the first input, and B' is the value obtained by the second input, the obtained value Δφ 'is transmitted from the output to the input of the second frequency shift calculation unit 29, in which the value is calculated frequency shift according to the formula , and from the output, the resulting value is transmitted to the sixth input of the comparison unit 16, in which the values obtained from the third and fifth inputs are compared, and if the value received from the third input is larger, then the value M is transmitted from the first output of the comparison unit 16 1, equal to the number of the first harmonic discrete Fourier transform for the duration T, falling within the band of the analyzed signal to the first input frequency determination unit 30, is transmitted from the second output maximum harmonic number M 2 of the second incoming course, the second input frequency determination unit 30, is transmitted from the third output analysis time value t = T at the third input frequency determination unit 30, is transmitted from the fourth output value of the frequency offset to the fourth input of the frequency determination unit 30, and if the value received by the third input turns out to be less than the value received by the fifth input, then from the first output of the comparison unit the value M 1 equal to the number of the first harmonic of the discrete Fourier transform for a duration of 2T falls into analyzed band signal to a first input frequency determination unit 30, is transmitted from the second output maximum harmonic number M 2, ringing of the fourth input, the second input frequency determination unit 30, a third output pass value analysis time t = 2T to third input frequency determination unit 30, is transmitted from the fourth output value of the frequency offset to the fourth input of the frequency determination unit 30, and in the frequency determination unit 30, the frequency F of the analyzed signal is measured in a given band according to the formula
Предлагаемое устройство может быть в измерительной технике, в системах передачи данных и системах радиолокации для оценки частоты принимаемого сигнала. Применение такого устройства позволяет более точно определять частоту принимаемого сигнала за достаточно малое время, даже в том случае, если сигнал является зашумленным.The proposed device can be in measuring technique, in data transmission systems and radar systems for estimating the frequency of the received signal. The use of such a device allows you to more accurately determine the frequency of the received signal in a fairly short time, even if the signal is noisy.
Предлагаемое устройство по сравнению с прототипом обладает следующим преимуществом: обеспечивает более точное определение частоты принимаемого сигнала, особенно в случае ее близости к номиналам, равноудаленным от двух соседних номиналов ортогональных частот дискретного преобразования Фурье.The proposed device in comparison with the prototype has the following advantage: it provides a more accurate determination of the frequency of the received signal, especially if it is close to the ratings equidistant from two adjacent values of the orthogonal frequencies of the discrete Fourier transform.
