СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ЦИФРОВОГО СПЕКТРАЛЬНО-ВРЕМЕННОГО АНАЛИЗА СИГНАЛОВ

1. Способ цифрового спектрально-временного анализа сигналов на основе их разложения на эмпирические моды (знакопеременные составляющие), включающий а) дискретизацию, б) выделение экстремумов процесса, в) построение верхней и нижней огибающих, г) вычисление сглаженной составляющей, как среднего значения между огибающими, д) извлечение знакопеременной составляющей, как разности между исходной и сглаженной последовательностями, е) оценивание текущих частот и амплитуд (мощностей) для каждой составляющей с использованием спектрального анализа Гильберта, ж) повторением шагов б-е над сглаженной составляющей,
отличающийся тем, что осуществляют выделение сглаженной составляющей непосредственно из последовательности экстремумов процесса (без расчета огибающих сигнала), при этом формирование сглаженной последовательности экстремумов реализуют вычислением среднего между средними значениями текущего и предыдущего экстремумов и средними значениями текущего и последующего экстремумов; выделение знакопеременной составляющей осуществляют вычитанием из исходной сглаженной последовательности экстремумов.
2. Способ спектрально-временного анализа сигналов на основе разложения на эмпирические моды (знакопеременные составляющие) по п.1, отличающийся тем, что после выделения знакопеременных составляющих проводят вычисление текущего значения частоты по расстоянию между соседними экстремумами и амплитуды (мощности) составляющей, как среднего значения модуля (дисперсии) текущего и соседних экстремумов.
3. Устройство цифрового спектрально-временного анализа, включающее несколько идентичных каскадов:
первый каскад включает аналого-цифровой преобразователь, блок выделения экстремумов, блок тактовой задержки, цифровой экстремальный фильтр высоких частот, цифровой экстремальный фильтр низких частот, регистры для хранения отсчетов знакопеременной составляющей и их номеров в последовательности исходного сигнала, блок для вычисления текущей частоты и амплитуды знакопеременной составляющей, а также генератор и счетчик тактовых импульсов, при этом аналого-цифровой преобразователь и блок выделения экстремумов соединены последовательно, выход аналого-цифрового преобразователя соединен также с входом блока тактовой задержки, управляющий выход блока выделения экстремумов поступает на входы цифрового экстремального фильтра высоких частот, цифрового экстремального фильтра низких частот и регистра для хранения номеров экстремумов в дискретной последовательности, выход устройства тактовой задержки соединен с входами цифрового экстремального фильтра высоких частот и цифрового экстремального фильтра низких частот, выход генератора тактовой частоты соединен с входом счетчика тактовых импульсов, выход счетчика тактовых импульсов соединен со входом блока декрементирования, выход блока декрементирования соединен с входом регистра для храпения номеров экстремумов в дискретной последовательности, выходы регистров для хранения отсчетов знакопеременной составляющей и их номеров в последовательности исходного сигнала соединены с входами блока для вычисления текущей частоты и амплитуды знакопеременной составляющей;
второй и следующие каскады включают блок выделения экстремумов, блок тактовой задержки, цифровой экстремальный фильтр высоких частот, цифровой экстремальный фильтр низких частот, селектор для выделения номеров экстремумов в последовательности исходного сигнала, регистры для хранения отсчетов знакопеременной составляющей и их номеров в исходной последовательности, блок для вычисления текущей частоты и амплитуды знакопеременной составляющей, а также счетчик экстремумов, выделяемых в предыдущем каскаде, при этом входной сигнал поступает в блок выделения экстремумов и на вход устройства тактовой задержки, управляющий выход блока выделения экстремумов поступает на входы цифрового экстремального фильтра высоких частот, цифрового экстремального фильтра низких частот и регистра для хранения номеров экстремумов в дискретной последовательности, выход устройства тактовой задержки соединен с входами блоков цифрового экстремального фильтра высоких частот и цифрового экстремального фильтра низких частот, выход блока выделения экстремумов предыдущего каскада соединен с входом счетчика тактовых импульсов, выход счетчика тактовых импульсов соединен с входом декрементирования, выход блока декрементирования соединен с входом селектора, на вход селектора поступает выход регистра хранения номеров в последовательности исходного сигнала предыдущего каскада, выход селектора соединен с входом регистра для хранения номеров экстремумов в дискретной последовательности, выходы регистров для хранения отсчетов знакопеременной составляющей и их номеров в последовательности исходного сигнала соединены с входом блока для вычисления текущей частоты и амплитуды знакопеременной составляющей.