[其他]快速富里葉變換算法頻譜分析儀

無效

• 申請號: 87211277
• 申請日: 1987-10-13
• 公開（公告）號: CN87211277U
• 公開（公告）日: 1988-06-01
• 發明（設計）人: 周克寬
• 申請（專利權）人: 上海大學工學院
• 主分類號: G01R23/16
• 分類號: G01R23/16
• 代理公司: 中國科學院上海專利事務所
• 代理人: 顧啟輝,薛嘉俊

本實用新型涉及一種頻譜分析儀，特別是一種以微處理機進行操作控制，用多個微處理機作快速富里葉變換運算的通用頻譜分析儀。

現有的快速富里葉變換算法頻譜分析儀，主要分成兩類：一類是采用數字計算機加軟件實現的快速富里葉變換算法的頻譜分析儀；另一類是采用數字電路組合邏輯構成的專用運算電路頻譜分析儀，被稱為硬件快速富里葉變換算法的頻譜分析儀。如日本小野測器株式會社的雙頻道FFT頻譜分析儀，天津電子儀器廠生產的FFT頻譜分析儀。用計算機加軟件實現的快速富里葉變換算法頻譜分析儀，雖較容易實現，但速度太慢。硬件快速富里葉變換算法的頻譜分析儀，雖然速度較快，但造價過于昂貴。另外從現有的快速富里葉變換算法頻譜分析儀的使用和操作來看，由于該儀器使用時操作相當復雜，用戶要對數據采集，處理功能，圖形顯示，數據輸出，存貯等各個環節進行預先設定操作，因此頻譜分析儀操作面板上的按鍵有五、六十甚至上百個。用戶要學會各種處理的操作需要相當復雜的過程和花費相當長時間，不常使用易忘卻，經常依賴于查閱手冊，不經訓練的人員幾乎無法使用，並且該類儀器的功能是固定的，不能靈活變通使用。

本實用新型的任務就是要提供一種速度快、按鍵少、在顯示屏幕上具有充分提示的，采用多個微處理機構組合陣列的快速富里葉變換算法頻譜分析儀。

本實用新型的任務是以如下方式完成的。它采用主處理機，多個微處理機，A／D模數轉換采樣板，CRT圖形顯示器和操作面板組成。其中操作面板上，將現有的五六十至上百個操作鍵，改進為只有15至20個控制鍵和相應數量的指示燈。本實用新型采用的微處理機有Ⅰ型微處理機和Ⅱ型微處理機兩種。本實用新型中用一個Ⅰ型微處理機和多個并分成若干組的Ⅱ型微處理機進行組合排列成為多個微處理機的組合陣列排列。其中，Ⅰ型微處理機是一種采用一塊微處理器芯片，8K到16K字節隨機存貯器和4K到8K字節只讀存貯器組成一個獨立工作的微處理機。Ⅱ型處理機是一種采用一塊微處理器芯片，4K到8K字節隨機存貯器和4K到8K字節只讀存貯器組成一個獨立工作的微處理機。在微處理機組合中，每組Ⅱ型處理機是由若干個Ⅱ型處理機串接而成的。若干組Ⅱ型處理機組與組之間為並聯連接。多個微處理機的組合陣列由若干組Ⅱ型處理機和一個Ⅰ型處理機組成，該多個微處理機組合陣列采用的組合結構，對基2算法來說是2加1結構，即用兩組Ⅱ型微處理機，每組可由一個或三個、九個串接的Ⅱ型微處理機和一個Ⅰ型微處理機構成，此結構使1024點快速富里葉變換有10g₂1024＝10次迭代，兩組Ⅱ型微處理機不必做數據重排即可進行9次迭代，最后由Ⅰ型微處理機完成最后一次迭代及部分其它運算。因此對2加1結構的組合陣列可以由3個，7個，19個微處理機來組合，並形成一個速度不同的系列。對基4算法來說，組合結構為4加1，即用四組Ⅱ型微處理機，每組可由一個或二、四個串接的Ⅱ型微處理機和一個Ⅰ型微處理機構成，此結構使1024點快速富里葉變換有10g₄1024＝5次迭代，而四組Ⅱ型微處理機不必重排數據就可完成4次迭代，最后由Ⅰ型微處理機完成最后一次迭代及部分其它運算。該4加1組合陣列可以采用5個，9個，17個微處理機組成一個速度不同的系列。

本實用新型具有速度快，操作簡便和充分的屏幕信息提示，成本低的優點。

以下將結合附圖對本實用新型作進一步詳細描述。

圖1是本實用新型的系統框圖。

圖2是本實用新型中Ⅰ型處理機與四組Ⅱ型處理機的組合結構。

圖3是本實用新型中Ⅰ型處理機與二組Ⅱ型處理機的組合結構。

圖4是本實用新型中微處理機間進行通信的結構。

圖5是本實用新型中的一個Ⅰ型處理機的線路原理圖。

圖6是本實用新型中的一個Ⅱ型處理機的線路原理圖。

圖7是本實用新型中的一個主處理機的線路原理圖。

圖8是本實用新型中CRT圖形顯示控制板線路原理圖。

圖9是本實用新型中操作面板按鈕布局示意圖。

圖10是本實用新型中的A／D模數轉換采樣及線路原理圖。

圖11是本實用新型的機殼外形圖。

圖12是本實用新型中操作面板線路原理圖。