Устройство для измерения параметров периодического сигнала

 

Изобретение может быть использовано для измерения параметров квазипериодических сигналов, принимаемык на ф&,е шумов. Цель изобретения - повышение точности измерения путем использования для синхронизации энергии всех гармоник,. Устройство содержит аналого-цифровой преобразователь 1, сумматор 2, анализатор 3 параметров, блок 4 памяти, генератор 5 тактовой частоты, формирователь управляющего сигнала (ФУС) 6, коррелометр 7. ФУС 6 повышает частоту квантования входного сигнала, а следовательно, и чтение накопленных значений из блока 4 памяти, что восстанавливает синхронность работы устройства.Цель достигается введением последовательно соединен - ных коррелометра 7 и ФУС 6. 1 ил. (Л to IsD СО 00 00

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСН ИХ

РЕСПУБЛИН (si)4 Н 04 В 3 46

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPGHOIVlY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1, 7р,; МЯ ар„.

0CYjQAPGTBEHHblA H0MHTET CCCP

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ1ТИЙ (21) 3765286/24-09 (22) 04.07.84 (46) 07.04.86. Бюл. ¹ 13 (72) В.M.Áoðèñîâ, Л.ИЛипкович и Л.И.Гнитка (53) 621.325.664(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР №698141,,кл. Н 04 В 3/46, 1978.

Авторское свидетельство СССР № 758534, кл. H 04 В 3/46, 19?8. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ПЕРИОДИЧЕСКОГО СИГНАЛА (57) Изобретение может быть использовано для измерения параметров квазипериодических сигналов, принимаемых

„„SU„„1223378 A на фа„е шумов. Цель изобретения— повышение точности измерения путем использования для синхронизации энергии всех гармоник, Устройство со-, держит аналого-цифровой преобразователь 1, сумматор 2, анализатор 3 параметров, блок 4 памяти, генератор 5 тактовой частоты, формирователь управляющего сигнала (ФУС) 6, коррелометр 7. ФУС 6 повышает частоту квантования входного сигнала, а следовательно, и чтение накопленных значений из блока 4 памяти, что восстанавливает синхронность работы устройства, Цель достигается введением последовательно соединенных коррелометра 7 и ФУС 6. 1 ил.

1223 378

+U(t), =) — m

43

2Т (2) о (5) 55

Изобретение относится к измерительной технике и может использо— вяться для измерения параметров квазилериодических сигналов, принимаемых на фоне шумов.

Цель изобретения — повышение точности измерения путем использования для синхронизации энергии всех гармоник.

На чертеже представлена структурная электрическая схема предлагаемого устройства.

Устройство для измерения параметров периодического сигнала со.держит аналого-цифровой преобразователь 1, сумматор 2, анализатор 3 параметров, блок 4 памяти, генератор

5 тактовой частоты, формирователь

6 управляющего сигнала, коррелометр 7.

Устройство работает следующим образом.

Предположим, что на вход устройства, на вход аналого-цифрового преобразователя 1 и коррелометра 7 подается аддитивная смесь некоррелированного периодического сигнала

I б

V(t )=Г Aisin(i + Ч;) и центрированного белого шума U(t):

x(t,) =V{ t )+U(t,) =, . oisin(iut+ (I ; )+

gal! где i — номер гармоники периодического сигнала; . 3 — количество учитываемых гармоник периодического сигнала; — частота первой гармоники; — начальная фаза i-и гармоники.

При синхронном накоплении сигнала

x(t) генератор 5 вырабатывает тактовые импульсы с частотой i (T), кратной частоте сигнала где m > 2 — число точек квантования входного сигнала за период высшей учитываемой Л-й гармоники.

В результате синхронного накопления в блоке 4 памяти происходит усреднение по N периодам входного сигнала. Для упрощения изложения положим m достаточно большим, чтобы можно было пренебречь эффектом квантовяния. Тогда сигнал на выходе блока 4

))Лмяти Л э1)Л 111 1 11 нЛ HTOРОМ RX< J7< . суммяторл 2 и вто)ром входе коррелометря 7 мож)н1 ..)я))игл ть в - иде

"().—,Еxj!-и!)- — !,„(;,„(! „!),,), )) (3)

-„ u(<-„, )! = 1

10, 2о где Т= — — период сигнала V(t );

И вЂ” число периодов, накопленных в блоке 4 памяти.

Учитывая свойство периодиччости

I5 гармонических функций sin iQ(t-nt)=

=sin i(ct, получаем

Ц(Ч =K.А! 5111(!СЕ . Ц;) + — + II (t „Ц1

3 (4)

=;Е А; s)n(!at З.i1!;) i g{g) 25 1 Н

>ae t(t) =, с U(t-nt ) — случайный

1 ))=1 пРоцесс, некоррелированный с периодическим сигналом V(t), получаемый усреднением U(t) за N периодов Т и

З0 представляющий собой оценку мятожидания центрированного процесса V(t), по определению равного нулю.

Взаимная корреляционная функция входного сигнала x(t) и сигнала на выходе блока 4 памяти y(t) может быть представлена на выходе коррелометра 7 в виде о о ! !! ) "()ч(!-!1 — — ()

-t

3=! о о

Ж1 (1 (Ц ? Р; s! )(!(д(t "„),(,1, () С1

1 (=1 о (("

4! р! ) (-! !" (t aj)(r I!, ()и(!- ° )3

-t !

1 о

K. À, > (ja<> qI )) Е, -:) Д! °

r pe 2t„(2t >, >Т) 12?3378

15

25

Устройство для измерения параметров периодического сигнала, содержащее блок памяти, генератор тактовой частоты и последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь, вход которого является входом устройства, сумматор и анализатор параметров, управляющий вход аналого-цифрового преобразователя соединен с выходом генератора тактовой частоты, второй выход сумматора подключен к входу блока памяти, выход которого подключен к второму входу. сумматора, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения путем использования для синхрпниэации энергии всех гармоник, в него введены последовательно соединенные коррелометр и формирователь управляющего сигнала, выход которого подключен к управляющему входу генер,этора тактовой частоты, сигнальный вход аналого-цифрового преобразователя соединен с первым входом коррелометра, второй вход которого соединен с выходом блока памяти.

Тираж 624 Подписное

Ужгород, ул. Проектная, 4 (7) 35

Эта функция с периодом. Т=— равным периоду сигнала V(t) при синхронном накоплении имеет первый максимум в точке ),=О, равный сумме энергий всех гармоник сигнала г

K„„(a) -Е 4; caa i ca х/",=о - Е 4; (В) 4!

)-! 4=!

В формирователе 6 управляющего сигнала частотой генератора 5 определяется положение максимума корреляционной функции !.«„ц „ „, и если накопление синхронно, то х 0 и частота генератора 5 не ккц макс изменяется, а если Й„„ „а„с фО, то частота генератора 5 изменяется таким образом, чтобы восстановить синхронность V(t) и y(t) на,входах 55 аналого-цифрового преобразователя 1 °

ВНИИПИ Заказ 1725/59

Филиал ППП "Патент", г.

Вследствие некоррелированности периодического сигнала и шума второе и четвертое слагаемые уравнения (5) равны нули. Третье слагаемое уравнения (5) стремится к нулю вследствие E (t) 0.

Первое слагаемое есть корреляционная функция периодического входного сигнала x(t) и сигнала, накопленного в блоке 4 памяти y(t) 1

1 (4; х a (ca) wх4;))

2 о ко

5 х х A; c, a(;ca($-,)ccc ))Д! (6)

4=1 со (о" .I 5 4; соэ()(о +

2, = 21о ); о а <4;+ 2)ut) 3t, При выводе выражения (6) учтено, что интегрирование слагаемых, в которые вошли слагаемые первого и второго сомножителей исходного уравнения (1) с разными индексами i, дает ноль.

Учитывая, что второй интеграл выражения (6) также равен нулю, лов лучим: о

К 4(!) =!! ) IK A, cadiz.(х)! о

to б г . 1 1 г

= — .2 А;созA(4))о) Jt=,,Е Д; сов !(,>

2to )=!

-to

Рассмотрим, например, случай, когда за счет увеличения частоты входного сигнала появляется опережение сигналом 4(t) сигнала y,1.,)) на величину Ь) для первой гармоники.

Тогда: д

x(t)= K oisin(1сос+хь(р+ 14;)+).)(Ф.). (91

4-!

Тогда корреляционная функция на выходе коррелометра 7

1 (to

К, )= A;ca(cat )agric!;)) °

- 2 о 1

-ко (10) 3 J к, 4; ;п(сы(")+ дай = . Д;;.о= ..! ю-,.! 5,1)

4=0 -! i=! х ! О4Р имеет максимум в точке ). =Щ и формирователь 6 повышает

И частоту квантования входного сигнала, а следовательно, и чтение накопленных значений из блока 4 памяти, что восстанавливает синхронность работы устройства.

Формула изобретения