Правильная ссылка на эту страницу
http://az-design.ru/Support/HardWare/Analogic/A19880203Elc005.shtml

Анализатор, реализующий алгоритм ЛЧМ-z-преобразования

Данверс, шт.Массачусетс. Алгоритм ЛЧМ-z-преобразования, который используется для анализа колебаний конечной длительности, например радиосигналов, хорошо известен в математике. Недавно отделение Data Precision (Данверс, шт.Массачусетс) компании Analogic Corp. выпустило первый реализующий этот алгоритм прибор. Инженерам фирмы удалось упростить сложные математические операции и записать их в виде программы для микропроцессора 68000 компании Motorola Inc.

Алгоритм хранится в дополнительном СППЗУ, предназначенном для универсального анализатора колебаний 6100, который поступил в продажу в мае 1987г. При равных частотах дискретизации и одинаковом количестве обрабатываемых точек ЛЧМ-z-преобразование в 65 раз превосходит по разрешающей способности наиболее популярный на сегодняшний день для перехода из временной области в частотную алгоритм быстрого преобразования Фурье (см. рисунок). Это изделие, по мнению Галена Уамплера, президента, изучающего рыночную конъюнктуру фирмы Prime Data (Сан-Хосе, шт.Калифорния), может выдвинуть фирму Data Precision в ряды потенциальных конкурентов для изготовителей специализированных анализаторов спектра с БПФ.

Обычное быстрое преобразование Фурье (а) обеспечивает значительно меньшее разрешение, чем реализованный фирмой Data Precision алгоритм ЛЧМ-z-преобразо
Обычное быстрое преобразование Фурье (а) обеспечивает значительно меньшее разрешение, чем реализованный фирмой Data Precision алгоритм ЛЧМ-z-преобразования (б).

Реализованный алгоритм ЛЧМ-z-преобразования обеспечивает частотное разрешение 31 Гц при 1-мкс периоде дискретизации и обработке 512 отсчетов входного сигнала. В аналогичных условиях лучшее значение разрешающей способности обычного БПФ-анализатора не превосходит 1,95 кГц. Однако ЛЧМ-z-преобразование несколько уступает БПФ по скорости. «Если 8192-точечный алгоритм БПФ выполняется примерно за 0,75 с, то ЛЧМ-z-преобразование — в два раза дольше»,— говорит Лестер Броде, старший инженер фирмы Data Precision.

Полностью укомплектованный прибор 6100, как утверждает Томас Демпси, вице-президент и генеральный управляющий компании Data Precision, реализует функции цифрового запоминающего осциллографа и мощного компьютера для обработки сигналов. Другими словами, он заменяет автономный осциллограф с цифровым запоминанием и отдельный компьютер для обработки осциллограмм.

По словам Броде, возможности прибора с ЛЧМ-z-преобразованием значительно шире, чем у БПФ-анализаторов, в которых увеличение размера изображения в режиме трансфокации происходит без изменения разрешающей способности. Кроме того, обработка входных данных в соответствии с алгоритмом ЛЧМ-z-преобразования не сопровождается потерей информации, поскольку в отличие от обычного БПФ в этом случае количество обрабатываемых отсчетов не обязательно должно равняться целой степени числа два. А это, по мнению Броде, означает, что у входной реализации из, скажем, 16100, а не 16384 отсчетов все точки с номерами свыше 8192, которые могут содержать интересную информацию, будут отброшены. Специалисты фирмы Data Precision выполнили алгоритм, осуществляющий округление числа отсчетов до ближайшего значения, кратного 512.

Благодаря таким особенностям упомянутое преобразование, по мнению Дёйвида Мадсена, ответственного за маркетинг изделия, помимо исследования радиосигналов найдет применение в таких областях, как анализ вибраций или колебаний в энергосистемах. Например, каждый шариковый подшипник механической установки имеет индивидуальную спектральную сигнатуру, отличающуюся по частоте от сигнатур других подшипников менее чем на 1 Гц. Алгоритм ЛЧМ-z -преобразования позволяет уверенно различать эти сигнатуры и на основе полученных данных для вышедших из строя подшипников или, исходя из результатов моделирования, предсказывать за полгода с точностью до нескольких дней момент отказа указанных деталей.

Интерес к анализатору колебаний с ЛЧМ-z-преобразованием проявляют и сотрудники военной разведки, которые предполагают использовать его для исследования некоторых сигналов. Он может применяться, например, в составе противолодочных систем для идентификации подводных лодок по сигнатурам вращения гребных винтов [pp.33,34].

Лоренс Каррен

Выходные данные:

Журнал "Электроника" том 60, No.20 (778), 1987г - пер. с англ. М.: Мир, 1987, стр.7

Electronics Vol.60 No.20 October 1, 1987 A McGraw-Hill Publication

Раздел: ОБОЗРЕНИЕ ЭЛЕКТРОННОЙ ТЕХНИКИ

Тема:     Измерительные приборы





Дата последнего изменения:
Thursday, 21-Aug-2014 09:10:44 MSK


Постоянный адрес статьи:
http://az-design.ru/Support/HardWare/Analogic/A19880203Elc005.shtml