ВВЕДЕНИЕ. Цифровой спектральный анализ (ЦСА) является важной составной частью методов цифровой обработки сигналов

Цифровой спектральный анализ (ЦСА) является важной составной частью методов цифровой обработки сигналов.

Первоначально ЦСА использовался только как инструмент обработки данных и численного моделирования на цифровых ЭВМ. С развитием алгоритмов обработки сигналов и элементной базы цифровой электроники возникло новое направление ЦСА - аппаратурный цифровой спектральный анализ. В современном ЦСА используются алгоритмы цифровой фильтрации, быстрых ортогональных преобразований, линейного моделирования исследуемого сигнала и статистической обработки. Аппаратная база ЦСА включает специализированные сигнальные процессоры и аналого-цифровые преобразователи, адаптированные к решаемым задачам.

Сегодня трудно назвать область науки и техники, где при использовании методов цифровой обработки сигналов или численного моделирования, в той или иной степени не применяются методы ЦСА. Данное обстоятельство привело к выводу о необходимости разработки самостоятельного курса "Цифровой спектральный анализ". Теоретической базой "ЦСА" являются курсы "Теоретические основы радиотехники", "Теория дискретных и цифровых сигналов и цепей", "Цифровая фильтрация", "Проектирование микропроцессорных систем", а также соответствующие разделы высшей математики.

Первый раздел пособия посвящен общим вопросам ЦСА, классификации методов анализа, обсуждению задач и проблем, стоящих перед ним.

Во втором разделе рассмотрены математические основы и алгоритмы реализации быстрых преобразований Фурье, лежащих в основе или составляющих часть большинства методов анализа, а также особенности, возникающие при квантовании сигнала и использовании при обработке чисел с конечной разрядностью.

В третьем разделе обсуждаются вопросы ЦСА на основе алгоритмов цифровой фильтрации и БПФ.

Четвертый раздел пособия посвящен вопросам управления характеристиками анализатора путем использования метода окон.

В пятом и шестом разделах рассмотрены основные методы ЦСА, используемые в задачах аппаратурного анализа. Приведено подробное описание алгоритмов.

Седьмой раздел пособия посвящен методам ЦСА, используемым при численном моделировании и в задачах спектрального анализа, требующих высокой разрешающей способности.

Основу учебного пособия составляет материал монографий С.Л. Марпла-мл. [1] и Л. Рабинера, Б. Гоулда [2], А. М. Трахтмана [4], соответствующие разделы учебного пособия Л. М. Гольденберга, Б. Д. Матюшкина, М. Н. Поляка [3], а также результаты самостоятельных исследований авторов и курс лекций, читаемый Креневым А. Н. для студентов радиофизической специальности в Ярославском государственном университете.

Дата добавления: 2015-05-09