Адаптивный анализатор спектра

 

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано при определении спектров случайных процессов. Цель изобретения - повышение точности анализа за счет увеличения разрешающей способности. Устройство содержит дискретиэатор 1, аналого-цифровой преобразователь 2, блок 3 памяти, перемножитель 4, блок 5 памяти весовых коэффициентов, накапливающий сумматор 7, преобразователь 11 частотных характеристик и синхронизатор 12. Введение генератора 6 некоррелированных выборок, сумматоров 8 -и 10 и перемножителя 9 позволяет осуществить совместно с адаптивным фильтром о -беливание спектоа анализируемого сигнала. Сравнение выходного сигнала фильтра осуществляется не с опорным гармоническим сигналом, а с сигналом, спектр которого близок к спектру белого щума. В этом случае частотная разрешающая способность анализа не будет зависеть от времени осреднения спектра анализируемого сигнала. 1 ил. а S (Л из to ел ел

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (5D 4 G 01 R 23/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н h ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2i) 3627370/24-21 (22) 15.07,83 (46) 15 ° 09.86. Бюл. N- 34

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (72) Ю.В.Шубс, B.Е.Бочаров, А.В.Иайструк и В.А.Гудым (53) 621.317.757(088.8) (56) TEEE Frans. Audio, Speech and

Signai Processing. 1976, 9 6, v. 24, р. 494-507. (54) АДАПТИВНЫЙ АНАЛИЗАТОР СПЕКТРА (57) Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано при определении спектров случайных процессов. Цель изобретения — повышение точности анализа за счет увеличения разрешающей способности. Устройство содержит

„„SU „„1257547 А 1 дискретизатор 1, аналого-цифровой преобразователь 2, блок 3 памяти, перемножитель 4, блок 5 памяти весовых коэффициентов, накапливающий сумматор 7, преобразователь 11 частотных характеристик и -синхронизатор 12. Введение генератора 6 некоррелированных выборок, сумматоров 8

-и 10 и перемножителя 9 позволяет осуществить совместно с адаптивным фильтром "отбеливание" спектра анализируемого сигнала. Сравнение выходного сигнала фильтра осуществляется не с опорным гармоническим сигналом, а с сигналом, спектр которого близок к спектру белого шума. В этом случае частотная разрешающая способность анализа не будет зависеть от времени осреднения спектра анализируемого сигнала. 1 ил.

12575

Изобретение относится к измерительной технике и может быть испольэовано при определении спектров случайных процессов с повышенным частотным разрешением в реальном масштабе времени.

Цель изобретения — повышение точности анализа за счет увеличения разрешающей способности.

Поставленная цель достигается тем, что сравнение выходного сигнала фильтра осуществляется не с опорным гармоническим сигналом, а с сигналом, спектр которого близок к спектру белого шума. В этом случае частотная разрешающая способность анализа не зависит от времени осреднения спектра анализируемого сигнала.

На чертеже приведена структурная схема устройства.

3S

Адаптивный анализатор спектра содержит дискретизатор 1, вход которого является входом анализатора, аналого-цифровой преобразователь 2, вход которого соединен с выходом цискретизатора, блок 3 памяти, перемножитель 4, входы которого подключены к выходам блока 3 памяти и блока 5 памяти весовых коэффициентов, 30 генератор 6 некоррелированных выборок, накапливающий сумматор 7, сумматор 8, один иэ входов которого соединен с выходом генератора 6 некоррелированных выборок, а другой — с выходом накапливающего сумматора 7, второй перемножитель 9, один из входов которого соединен с выходом блока 3 памяти, а другой — с выходом сумматора 8, второй сумматор 10, первый вход. которого подключен к выходу блоха 5 памяти весовых коэффициентов, а второй — к выходу второго перемножителя 9. При этом вход блока 5 памяти соединен с выходом вто- 45 рого сумматора 1П, à его выход соединен с выходом анализатора спектра через преобразователь 11 частотных характеристик. Дискретизатор 1, аналого-цифровой преобразователь 2, блоки 3 и 5 памяти и преобразователь

11 тактируются синхронизатором 12.

Устройство работает следующим образом.

Непрерывный анализируемый случай- 55 ный процесс поступает на вход дискретиэатора 1, где дискретизируется во времени и преобразуется в аналого47 2 цифровом преобразователе 2 в цифровой код, Выборки анализируемого процесса поступают затем на вход блока 3 памяти входного сигнала. На входы перемножителя 4 поступают текущие отсчеты выборок анализируемого процесса, считываемые из блока 3 памяти, и дискретные отсчеты начального набора весовых коэффициентов, считываемые иэ блока 5 памяти весовых коэффициентов. Результаты перемножения выборок анализируемого процесса и выборочных значений весовых коэффициентов поступают на вход накапливающего сумматора 7, число тактов накопления которого равно порядку адаптивного трансверсального фильтра. Этот результат накопления представляет собой отклик адаптивного фильтра на воздействие в виде с.

N выборок анализируемого процесса, где N — порядок адаптивного трансверсального фильтра. В дальнейшем этот результат с выхода накапливающего сумматора 7 поступает на вход сумматора 8, на второй вход которого поступает последовательность выборочных значений процесса, близкого по спектру белому шуму, с выхода генератора б некоррелированных выборок. В результате алгебраического суммирования процессов на выходе сумматора 8 формируется разность отклика адаптивного фильтра и сигнала, представленного некоррелированными выборками, представляющая," собой сигнал ошибки, минимизация которой осуществляется вычислением нового набора весовых коэффициентов адаптации. В дальнейшем сигнал ошибки с выхода сумматора 8 поступает на вход второго перемножителя 9, на остальные два входа которого подаются выборки анализируемого случайного процесса и фиксированное для данной итерации значение сигнала ошибки. Полученный в результате перемножения сигнал на выходе второго перемножителя 9 представляет собой текущую для данной итерации поправку для набора весовых коэффицие ртов адаптивного фильтра, вычисленную по текущим значениям ,входного анализируемого процесса и начальным значениям весовых коэффициентов. Этот результат с выхода второго перемножителя 9 поступает на вход второго сумматора 10, а на его второй вход подаются последовательно

3 1- . 5 во времени выборочные значения весовых коэффициентов адаптации. В результате алгебраического суммирования на выходе второго сумматора 10 формируются последовательно во времени новые значения набора весовых коэффициентов адаптации, которые по Командам синхронизатора 12 записывают— ся в блок 5 пямяти весовых коэффициентов. На этом этаПе заканчивается выполнение текущей итерации и начинается выполнение очередной итерации, на которой вычисляется очередной набор весовых коэффициентов адаптивного трансверсального фильтра. Описанный процесс повторяется до тех пор, пока сигнал на выходе второго сумматора 10 не станет таким, что коррекция весовых коэффициентов адаптивного фильтра не будет приво- . дить к заметным изменениям отклика фильтра, т.е. адаптивный анализатор переходит в установившийся режим.

При изменении спектра анализируемого сигнала во времени устройство вновь переходит в режим адаптации и опи- . санная процедура повторяется. Как в режиме адаптации, так и в установившемся режиме весовые коэффициенты определяют импульсную характе- 30 ристику адаптивного фильтра. Частотная характеристика, являющаяся преобразованием Фурье импульсной характеристики фильтра, и является инфор,мативным параметром спектрального З5 анализа. Детерминированные максимумы в спектре анализируемого случайного процесса будут представлены в частотной характеристике адаптивного! фильтра локальными минимумами. Пере- 4О численные операции осуществляются преобразователем 11 частотных характеристик, .подключенным к выходу блока 5 памяти весовых коэффициентов.

Для удобства работы преобразователь

11 частотных характеристик может формировать характеристику, обратную амплитудно-частотной характеристике адаптивного фильтра.

Адаптивный анализатор спектра, содержащий последовательно соединен. ные дискретизатор. аналого-цифровой преобразователь, блок памяти, первый перемножитель и накапливающий сумматор, а также блок памяти весовых коэффициентов, выход которого подключен к второму входу первого перемножителя, преобразователь частотных характеристик, первый вход которого связан с вторым входом накапливающего сумматора и с первым выходом синхронизатора, другие выходы которого подключены к вторым входам дискретизатора, аналого-цифрового преобразователя, блока памяти и к первому входу блока памяти весовых коэффициентов, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повьппения чоч ности анализа за счет повьппения разрешающей способности, в него введены последовательно соединенные генератор некоррелированных выборок, первый суммагор, второй перемножитель и второй сумматор, выход которого подключен к второму входу блока памяти весовых коэффициентов, а второй вход — одновременно к второму входу первого перемножителя и второму входу преобразователя частотных характеристик, при этом второй вход второго перемножителя связан с выходом блока памяти

Технико-экономические показатели устройства обусловлены возможностью

7 47 4 получения более высокого,. чем дня тра 1иционн х устрОйств, частотного разрешения в спектре анализируемого сигнала без увеличения времени анализа. Кроме того, в данном устройстве разрешающая способность анализа не зависит от параметров опорного сигнала, что существенно снижает требования к параметрам опорного генеО ратора. Особенностью устройства является принципиальная возможность реализации спектрального анализа нестационарных случайных процессов, для которых применение аппарата теории

5 преобразования Фурье оказывается неэффективным.

Формула изобретения

ВНИИПИ Заказ 4913/43 Тираж 728 Подписное

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4