МЕТОД СПЕКТРАЛЬНОГО АНАЛИЗА СИГНАЛОВ ПРИ ПОМОЩИ КУСОЧНО-ПОСТОЯННЫХ ФУНКЦИЙ И ПОДХОД К АППАРАТНОЙ РЕАЛИЗАЦИИ ДАННОГО МЕТОДА 

Башков Алексей Александрович, ведущий инженер, Научно-производственное предприятие «Гамма» (Россия, г. Москва, ул. Профсоюзная, 78, стр. 4), a-a-bashkov@yandex.ru

53.08

DOI

10.21685/2072-3059-2017-3-5

Актуальность и цели. Объектом исследования являются методы спектрального анализа сигналов с более низкой вычислительной сложностью по сравнению с дискретным преобразованием Фурье. Предметом исследования является метод спектрального анализа сигналов при помощи кусочнопостоянных функций. Цель работы – сопоставить результаты спектрального анализа гармонических сигналов с помощью предлагаемого метода и дискретного преобразования Фурье, привести способ схемотехнической реализации основных блоков алгоритма.
Результаты. Проведено моделирование метода с 16, 32 и 64 кусочно-постоянными отрезками на период. Определено распределение ошибки предлагаемого метода относительно результата дискретного преобразования Фурье. Обнаружена зависимость ошибки метода от анализируемой частоты. Описана реализация основных блоков алгоритма.
Выводы. Сопоставление точностных характеристик метода спектрального анализа сигналов при различном числе кусочно-постоянных областей и дискретного преобразования Фурье позволило сделать вывод о возможности использования анализируемого метода для спектрального анализа сигналов.

Ключевые слова

частотный анализ, дискретное преобразование Фурье, быстрое преобразование Фурье, аппаратная реализация, точностные характеристики

 Скачать статью в формате PDF

1. Х аркевич, А. А. Спектры и анализ / А. А. Харкевич. – М. : Физматлит, 1962. – С. 111.
2. Смит, С. Цифровая обработка сигналов. Практическое руководство для инженеров и научных работников (+CD) / Стивен Смит ; пер. с англ. А. Ю. Линовича, С. В. Витязева, И. С. Гусинского. – М.: Додэка-XXI, 2008. – 720 с. – (Схемотехника).
3. Гольденберг, Л. М. Цифровая обработка сигналов. Справочник / Л. М. Гольденберг, Б. Д. Матюшкин, М. Н. Поляк. – М. : Радио и связь, 1985. – 312 с.
4. Марпл, С. Л. Цифровой спектральный анализ и его приложение/ С. Л. Марпл. –М.: Мир, 1990. – 584с.
5. Рабинер, П. Теория и применение цифровой обработки сигналов / П. Рабинер, Б. Гоулд. – М. : Мир, 1978. – 848с.
6. Оппенгейм, А. Цифровая обработка сигналов / А. Оппенгейм, Р. Шафер ; пер. с англ. С. А. Кулешов, С. Ф. Боев. – М. : Техносфера, 2012. – 1048 c.
7. Сергиенко, А. Б. Цифровая обработка сигналов / А. Б. Сергиенко. – СПб. : Питер, 2002. – 608 с.
8. Воробьев, С. Н. Цифровая обработка сигналов : учеб. для студентов учреждений высш. проф. образ. / С. Н. Воробьев. – М. : Академия, 2013. – 320c.
9. Лайонс, Р. Цифровая обработка сигналов : пер. с англ. /Р. Лайонс. – М.: Бином-Пресс, 2013. – 656c.
10. Bashkov, A. Investigating the possibility of using piecewise constant functions in spectral analysis of signals / A. Bashkov, D. Silnov // International Journal of Applied Engineering Research. Research India Publication. – 2015. – № 10. – P. 44211–44213.
11. Lyubomudrov, A. On some problems and approach to solution thereof upon computing in residue number system / A. Lyubomudrov, A. Bashkov // Journal of Theoretical and Applied Information Technology. Asian Research Publishing Network. – 2016. – № 86. – P. 377–381.
12. Любому дров, А. А. Усовершенствованный метод спектрального анализа акустических сигналов для ограниченного диапазона частот / А. А. Любомудров, А. А. Башков // Естественные и технические науки. – 2011. – № 1 (51). – С. 240–241.
13. Любому дров, А. А. Увеличение точности метода спектрального анализа / А. А. Любомудров, А. А. Башков // Вестник РУДН. – 2011. – № 1. – С. 118–120.
14. Корн, Г. Справочник по математике для научных работников и инженеров / Г. Корн, Т. Корн. – М. : Наука, 1971. – С. 697.