[其他]快速富里叶变换算法频谱分析仪

说明书

本实用新型涉及一种频谱分析仪，特别是一种以微处理机进行操作控制，用多个微处理机作快速富里叶变换运算的通用频谱分析仪。

现有的快速富里叶变换算法频谱分析仪，主要分成两类：一类是采用数字计算机加软件实现的快速富里叶变换算法的频谱分析仪；另一类是采用数字电路组合逻辑构成的专用运算电路频谱分析仪，被称为硬件快速富里叶变换算法的频谱分析仪。如日本小野测器株式会社的双频道FFT频谱分析仪，天津电子仪器厂生产的FFT频谱分析仪。用计算机加软件实现的快速富里叶变换算法频谱分析仪，虽较容易实现，但速度太慢。硬件快速富里叶变换算法的频谱分析仪，虽然速度较快，但造价过于昂贵。另外从现有的快速富里叶变换算法频谱分析仪的使用和操作来看，由于该仪器使用时操作相当复杂，用户要对数据采集，处理功能，图形显示，数据输出，存贮等各个环节进行预先设定操作，因此频谱分析仪操作面板上的按键有五、六十甚至上百个。用户要学会各种处理的操作需要相当复杂的过程和花费相当长时间，不常使用易忘却，经常依赖于查阅手册，不经训练的人员几乎无法使用，並且该类仪器的功能是固定的，不能灵活变通使用。

本实用新型的任务就是要提供一种速度快、按键少、在显示屏幕上具有充分提示的，采用多个微处理机构组合阵列的快速富里叶变换算法频谱分析仪。

本实用新型的任务是以如下方式完成的。它采用主处理机，多个微处理机，A／D模数转换采样板，CRT图形显示器和操作面板组成。其中操作面板上，将现有的五六十至上百个操作键，改进为只有15至20个控制键和相应数量的指示灯。本实用新型采用的微处理机有Ⅰ型微处理机和Ⅱ型微处理机两种。本实用新型中用一个Ⅰ型微处理机和多个并分成若干组的Ⅱ型微处理机进行组合排列成为多个微处理机的组合阵列排列。其中，Ⅰ型微处理机是一种采用一块微处理器芯片，8K到16K字节随机存贮器和4K到8K字节只读存贮器组成一个独立工作的微处理机。Ⅱ型处理机是一种采用一块微处理器芯片，4K到8K字节随机存贮器和4K到8K字节只读存贮器组成一个独立工作的微处理机。在微处理机组合中，每组Ⅱ型处理机是由若干个Ⅱ型处理机串接而成的。若干组Ⅱ型处理机组与组之间为並联连接。多个微处理机的组合阵列由若干组Ⅱ型处理机和一个Ⅰ型处理机组成，该多个微处理机组合阵列采用的组合结构，对基2算法来说是2加1结构，即用两组Ⅱ型微处理机，每组可由一个或三个、九个串接的Ⅱ型微处理机和一个Ⅰ型微处理机构成，此结构使1024点快速富里叶变换有10g₂1024＝10次迭代，两组Ⅱ型微处理机不必做数据重排即可进行9次迭代，最后由Ⅰ型微处理机完成最后一次迭代及部分其它运算。因此对2加1结构的组合阵列可以由3个，7个，19个微处理机来组合，並形成一个速度不同的系列。对基4算法来说，组合结构为4加1，即用四组Ⅱ型微处理机，每组可由一个或二、四个串接的Ⅱ型微处理机和一个Ⅰ型微处理机构成，此结构使1024点快速富里叶变换有10g₄1024＝5次迭代，而四组Ⅱ型微处理机不必重排数据就可完成4次迭代，最后由Ⅰ型微处理机完成最后一次迭代及部分其它运算。该4加1组合阵列可以采用5个，9个，17个微处理机组成一个速度不同的系列。

本实用新型具有速度快，操作简便和充分的屏幕信息提示，成本低的优点。

以下将结合附图对本实用新型作进一步详细描述。

图1是本实用新型的系统框图。

图2是本实用新型中Ⅰ型处理机与四组Ⅱ型处理机的组合结构。

图3是本实用新型中Ⅰ型处理机与二组Ⅱ型处理机的组合结构。

图4是本实用新型中微处理机间进行通信的结构。

图5是本实用新型中的一个Ⅰ型处理机的线路原理图。

图6是本实用新型中的一个Ⅱ型处理机的线路原理图。

图7是本实用新型中的一个主处理机的线路原理图。

图8是本实用新型中CRT图形显示控制板线路原理图。

图9是本实用新型中操作面板按钮布局示意图。

图10是本实用新型中的A／D模数转换采样及线路原理图。

图11是本实用新型的机壳外形图。

图12是本实用新型中操作面板线路原理图。