Спектроанализатор шумовых сигналов

 

СПЕКТРОАНАЛИЗАТОР ШУМОВЫХ СИГНАЛОВ, содержаний последовательно соединенные линейный полосовой фильтр, детектор, усреднитель и блок логарифмирования , отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него дополнительно введены линия задержки с tn отводами, iti блоков вьгаитания, m блоков умножения, два сумматора, источник регулируемого напряжения и m н-1 блок умножения, причем каждые два соседних отвода линии задержки попарно, подсоединены к соответствующим входам блоков вычитания, первый и последний отводы линии задержки подсоединень к входам последнего блока вычитання, выходы блоков вычитания подсоединены к соответствующим входам m блоков умножения , выходы которых подсоединены к входам первого сумматора, своим выходом соединенного с первьм входом irrbl блока умножения, второй вход последнего подключен к источнику регулируемого напряжения, a выход m+1 блока умножения подсоединен к одному из входов второго сумматора, другой вход которого подсоединен к поспеднему отводу линии задержки. 1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

РЛФПФ и

РЕСПУБЛИК

4(51) G 01 R 2 17

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Г (21) 3509241/24-21 (22) 03.11.82 (46) 07.02.85. Бюл. N 5 (72) О. Л. Соколов (7l) Северо-Западный заочный политехнический институт (53) 62 1.317.757(088.8) (56) 1. Мирский Г. Я. Аппаратурное определение характеристик случайных процессов. И., 1972, с. 237. (54) (57) СПЕКТРОАНАЛИЗАТОР ШУМОВЫХ

СИГНАЛОВ, содержащий последовательно соединенные линейный полосовой фильтр, детектор, усреднитель и блок логарифмирования, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него дополнительно введены линия задержки с отводами, Ф блоков вычитания, tn бло.Я0„„1138758 А ков умножения, два сумматора, источник регулируемого напряжения и а +1 блок умножения, причем каждые два соседних отвода линии задержки попарйо подсоединены к соответствующим входам блоков вычитания, первый и последний отводы линии задержки подсоединены к входам последнего блока вычитания, выходы блоков вычитания подсоединены к соответствующим входам rn блоков умножения, выходы которых подсоединены к входам первого сумматора, своим выходом соединенного с первым входом

tet.l блока умножения, второй вход последнего подключен к источнику регулируемого напряжения, а выход Э+1 блока умножения подсоединен к одному из входов второго сумматора, другой вход которого подсоединен к последнему отводу линии задержки.!

138758

Изобретение относится к аппаратыаму анализу характеристик нестационарных случайных сигналов и может быть использовано при обработке шумовых сигналов с изменяющейся во времени средней мощности в различных радиотехнических системах.

Известны одноканальные спектроанализаторы шумовых сигналов, измеряющие спектральную плотность мощ- !О ности методом фнльтражии и содержащие последовательно соединенные линейный полосовой фильтр, квадратичный детектор, усредняющее устройство, а также устройство логарифмирования и регистрирующее устройство 1).

Данное устройство может быть использовано для спектрального анализа нестационарных шумовых сигналов, .т.е. процессов с изменяющейся средней мощ-20 ностью в полосе пропускания фильтра при выполнении условия: время усреднения в усредняющем устройстве должно быть значительно меньше интервала изменения средней мощности в полосе пропускания фильтра.

Недостатком данного устройства являются их ограниченные функциональные воэможности и необходимость обработки результатов измерений для предскаэа- З0 ния значений спектральной плотности мощности в некоторый заранее заданный момент времени.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей

35 спектроанализатора: предсказания значений спектральной плотности мощности в некоторый наперед выбранный момент времени по результатам измерения в предшествующие моменты времени.

Поставленная цель достигается тем, что.в спектроаналиэатор шумовых сигналов, содержащий последовательно соединенные линейный полосовой фильтр, детектор, усреднитель и блок логарифмирования, дополнительно введены линия задержки с м отводами, rn блоков вычитания, м блоков умножения, два сумматора, источник регулируемого на- . пряжения и m+I блок умножения, при.— чем каждые два соседних отвода линии задержки попарно подсоединены к соответствующим входам;блоков вычитания, первый и последний отводы линии задержки подсоединены к входам последне-55 го блока вычитания, выходы блоков вы" читания подсоединены к соответствующим входам tq блоков умножения,,выходы которых подсоединены к входам первого сумматора, выход которого подсоединен к первому входу п+! блока умножения, второй его вход подключен к источнику регулируемого напряжения, а выход In+I блока умножения подсоединен к одному из входов второго сумматора, другой вход которого подсоединен к последнему отводу линии задержки.

На чертеже представлена структурная схема устройства.

Устройство включает линейный полосовой фильтр 1, детектор 2, усреднитель 3, блок 4 логарифмирования, линии 5 задержки с в отводами. Каждая пара соседних отводов линии задержки подсоединена к входам соответствующих блоков (6 — 1) (6 — п!) вычитания. Так, первый и второй отводы линии 5 за" держки подсоединены к входам первого блока (6 — 1) вычитания, второй и третий отводы — соответственно к входам второго блока (6-2) вычитания и т.д. При этом первый и последний отводы подсоединены к блоку (6 — rn) вычитания.

Выходы каждого блока вычитания подключены к соответствующему блоку (7-1) (? — m ) умножения. Так, выход первого блока (6-1) вычитания подключен к входу первого блока (7-1) умножения и т.д.

Выходы всех блоков умножения соединены с входами сумматора 8.

Выход сумматора 8 подключен к вхо- ду (m+1) блока 9 умножения, к второму входу которого подключен источник 10 регулируемого напряжения.

Выход (m+1) блока 9 умножения подсоединен к входу второго сумматора 11.

Другой вход сумматора ll соединен с м отводом линии 5 задержки. Выход сумматора ll является выходом устройства, на котором получаем значение предсказуемой средней мощности шумового сигнала в полосе пропускания фильтра в заранее заданный момент времени. Этот момент времени регулируется величиной напряжения источника 10.

Устройство работает следующим об" разом

Шумовой сигнал после усиления поступает на полосовой фильтр I да лее на детектор 2, усреднитель 3 и блок 4 логарифмирования. На выходе блока 4 получаем оценку логарифма

Составитель А. Орлов

Редактор С. Патрушева ТехредЛ.Коцюбняк КорректорК. Сирохмаи

Заказ 10682/35 Тираж 748 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская иаб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 з 113875 средней мощности. С выхода блока 4 логарифмирования сигнал поступает на линию 5 задержки с tn отводами, на отводах которой получаем соответственно логарифмические опенки., Сигналы с соседних пар отводов .линии 5 задержки поступают.на входы соответствующих блоков 6-1, 6-2, 6-tn вычитания, на выходе которых образуются разности логарифмических оценок средней мощности.

Эти разности логарифмов .оценок с выдодов блоков (6-1) (6-tn) вычитания поступают на входы соответствующих блоков 7-1, 7-2,..., 7 -а умножения.

В блоках умножения каждая разность умножается на коэффициент, зависящий, от выбранных временных значений линии задержки.

Величина этого коэффициента для . i-ro блока умножения может быть установлена нз следующих соображений..

Оцределекие коэффициента К на парах соседних моментов времени по результатам измерений разности лога- д рифмов оценок приводит, в силу случайности разностей, к задаче регрессии, которая решается методом наименьших квадратов.

Суммируя результаты умножения в сумматоре 8, на его выходе получаем

8 4 наилучшую оценку коэффициента К . Эта оценка с выхода сумматора 8 поступает на один из входов (а+1) блока 9 умножения. К второму входу (tn+1) блока 9 умножения от источника 10 регулируемого напряжения подводится сигнал, пропорциональный разности логарифмов предсказываемого (выбранного) момента времени и измеряемого. Тем самым на выходе блока 9 умножения определяется предсказываемая величина приращения оценки средней мощности. Далее сигнал с выхода (tn+l) блока 9 умножения поступает на один из входов сумматора ll, На другой вход сумматора ll поступает сигнал, пропорциональный логарифму оценки, с ю -отвода линии 5 задержки.

На выходе сумматора 1l получаем сумму сигналов, которая соответствует предсказываемому значению спектральной плотности мощности в заранее выбранный момент времени.

Таким образом, введение в устройство линии задержки с отводами, .блоков вычитания, умножения, двух сумматоров и источника регулируемого. напряжения позволяет предсказывать значения спектральной плотности мощности в некоторый наперед выбранный момент времени по результатам измерения в предшествующие моменты времени.