Устройство для анализа спектра широкополосных случайных сигналов

 

Изобретение относится к области анализа спектра широкополосных случайных сигналов и может быть использовано при анализе случайных вибраций. Изобретение обеспечивает повышение точности анализа. Устройство содержит сумматоры 1 и 17, п анализирующих каналов , каждый из которых состоит из анализирующего фильтра 2, детектора 3 и блока 4 сравнения, источник 5 белого шума, п каналов формирования, каждый из которых состоит из ключей 6, 9, 11, формирующего фильтра 7, регулируемого усилителя 8, детектора 10, фазоинвертора 12 постоянного напряжения и блока 13 вычитания, фазоинверторы 14, измеритель 15 общей дисперсии, делитель 16, коммутатор 18, индикатор 19. Исследуемый сигнал поступает на вход сумматора 1 и измерителя 15 общей дисперсии. С выходов блоков 13 сигналы, равные по величине дисперсиям ихмеряемых узкополосных сигналов в каналах анализа, через коммутатор 18 поступают на индикатор 19. 1 ил. с ю (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 G 01 R 23/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4072671/24-21 (22) 27.03.86 (46) 15.09.87. Бюл. И 34 (72) Я.С. Урецкий, З.А. Баширов, А.Г. Баширова, В.А. Уппит и А.З.Шапиро (53) 621. 317. 757 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 879492, кл, С 01 R 23/16,,1981. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АНАЛИЗА СПЕКТРА

ШИРОКОПОЛОСНЫХ СЛУЧАЙНЫХ СИГНАЛОВ (5?) Изобретение относится к области анализа спектра широкополосных случайных сигналов и может быть использовано при анализе случайных вибраций.

Изобретение обеспечивает повышение точности анализа. Устройство содержит сумматоры 1 и 17, и анализирующих ка„„SU„, 1 7 04 А1 налов, каждый из которых состоит из анализирующего фильтра 2, детектора

3 и блока 4 сравнения, источник 5 белого шума, п каналов формирования, каждый из которых состоит из ключей

6, 9, 11, формирующего фильтра 7, регулируемого усилителя 8, детектора

10, фазоинвертора 12 постоянного напряжения и блока 13 вычитания, фазоинверторы 14, измеритель 15 общей дисперсии, делитель 16, коммутатор 18, индикатор 19. Исследуемый сигнал поступает на вход сумматора 1 и измерителя 15 общей дисперсии. С выходов блоков 13 сигналы, равные по величине дисперсиям ихмеряемых узкополосных сигналов в каналах анализа, через коммутатор 18 поступают на индикатор 19.

1 ил.

13378

Изобретение относится к устройст30

Устройство работает следующим образом.

Исследуемый сигнал поступает на первый вход сумматора 1 и вход измерителя 15 общей дисперсии. На второй вход сумматора 1 поступает широкополосный случайный сигнал, который сформирован в результате расщепления спектра сигнала источника 5 белого шума узкополосными формирующими фильтрами 7 на ряд узкополосных сигналов, усиленных регулируемыми усилителями

8 и просуммированными на сумматоре 17. вам для анализа спектра широкополосных случайных сигналов и может быть использовано при анализе случайных

5 вибраций.

Цель изобретения — повышение точности анализа.

На чертеже приведена структурная электрическая схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит второй сумматор 1, выход которого подсоединен к входам и анализирующих каналов, каждый из которых состоит из последовательно соединенных анализирующего фильтра

2, детектора 3 и блока 4 сравнения, источник 5 белого шума, соединенный с и каналами формирования, каждый иэ которых состоит иэ последовательно 2О соединенных первого ключа 6, формирующего фильтра 7, регулируемого усилителя 8, второго ключа 9, детектора 10, третьего ключа 11, фазоинвертора 12 постоянного напряжения и блока 13 вы- 25 читания. К ключам 9 подсоединены входы фазоинверторов 14 переменного напряжения, выходы которых подключены к дополнительным входам второго сумматора 1. Первый вход второго сумматора 1 является входом устройства и к нему подключен вход измерителя

15 общей дисперсии, выход которого соединен с входом делителя 16. Второй вход второго сумматора 1 соединен с выходом первого сумматора 17, входы которого подключены к выходам вторых ключей 9. К вторым входам блоков 4 сравнения.и блоков 13 вычитания подсоединен выход делителя 16. К выходам блоков 13 вычитания через коммутатор

18 подключен индикатор 19, Выходы блоков 4 сравнения соединены с управляющими входами регулируемых усилителей 8 и ключей 6, 9 и 11.

04 2

На дополнительные входы сумматора

1 поступают узкополосные случайные сигналы, образованные при прохождении исследуемого сигнала через формирующие фильтры 7, регулируемые усилители 8 и фазоинверторы 14. С выхода сумматора 1 смесь исследуемого и сформированного сигналов поступает на анализирующие фильтры 2, идентичные формирующим фильтрам 7 ° На выходе анализирующих фильтров 2 получаются узкополосные сигналы, которые поступают на входы амплитудных детекторов

3. С выхода амплитудных детекторов 3 сигналы, пропорциональные дисперсии соответствующих узкополосных сигналов на выходах анализирующих фильтров 2, поступают на входы блоков 4 сравнения.

Сигнал с выхода измерителя 15 общей дисперсии поступает на делитель

16, где делится на полосу анализируемых частот бР. Сигнал с выхода делителя 16, принятый в качестве опорного, поступает на вторые входы блоков 4 сравнения и блоков 13 вычитания.

С выходов блоков 4 сравнения разностные сигналы поступают на управляющие входы регулируемых усилителей 8 и ключей 6, 9 и 11. В случае, когда дисперсия канального сигнала превышает опорный сигнал, сигнал на выходе блока 4 сравнения имеет положительную полярность. При этом ключ 6 соединяет вход формирующего фильтра 7 с входом устройства, а ключ 9 — выход регулируемого усилителя 8 с входом фаэоинвертора 14. Сигнал формирующего канала оказывается включенным в противофазе с исследуемым сигналом и вычитается из него на сумматоре 1.

В случае, когда дисперсия канального сигнала меньше опорного, сигнал на выходе блока 4 сравнения имеет отрицательную полярность. При этом ключ

6 соединяет вход формирующего фильтра

7 с источником 5 белого шума, а ключ

9 — выход регулируемого усилителя 8 с входом сумматора 17. Сигнал формирующего канала суммируется с исследуемым сигналом на сумматоре 1, так как при этом исследуемый сигнал и узкополосный сигнал формирующего канала оказываются независимыми. Амплитуда сигнала с выхода блока 4 сравнения регулирует коэффициент усиления регулируемого усилителя 8 таким образом, чтобы величина дисперсии в соответст37804 формула изобретения

Устройство для анализа спектра широкополосных случайных сигналов, содержащее п параллельно соединенных каналов анализа, каждый из которых

Составитель В, Смолин

Техред И.Попович

Корректор А. Тяско

Редактор А. Лежнина

Заказ 4126/43 Тираж 730

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 13 вующем канале анализа была равна величине опорного сигнала.

Таким образом, в каждом канале дисперсия узкополосного сигнала,образованного фильтрацией исследуемого сигнала, доводится до величины, равной опорному сигналу.

Сигналы с выходов формирующих каналов детектируются амплитудными детекторами 10 и поступают через ключи

11 на первые входы блоков 13 вычитания.

Если в данном канале производится уменьшение дисперсии до величины опор ного сигнала, то положительным сигналом с выхода блока 4 сравнения открывается ключ 11, соединяющий детектор 10 с фазоинвертором 12. При этом в блоке 13 вычитания осуществляется суммирование опорного сигнала с сигналом, на величину которого была уменьшена дисперсия канального сигнала.

Если в канале производится дополнение дисперсии до величины опорного сигнала, то отрицательным сигналом с выхода блока 4 сравнения открывается ключ 11, соединяющий детектор 10 с блоком 13 вычитания, и в блоке вычитания осуществляется вычитание из опорного сигнала добавочного сигнала.

С выходов блоков .13 вычитания сигналы, равные по величине дисперсиям измеряемых узкополосных сигналов в каналах анализа, через коммутатор 18 поступают на индикатор 19. содержит последовательно соединенные анализирующий фильтр, амплитудный детектор и блок сравнения, источник бе5 лого шума, и параллельно соединенных каналов формирования, в каждый из которых входят последовательно соединенные формирующий фильтр, регулируемый усилитель, управляющий вход которого подключен к выходу соответствующего блока сравнения, и детектор, блок вычитания, первый сумматор, второй сумматор, один вход Которого является входом устройства, другой вход соединЕн,с выходом первого сумматора, а выход — с анализирующими каналами, измеритель общей дисперсии, входом подсоединенный к входу устройства, индикатор, через коммутатор подключенный к выходам блоков вычитания, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, в каждый канал формирования введены фазоинверторы переменного и постоянного напряжения и переключатели так, что через первый переключатель вход формирующего фильтра соединен с источником белого шума и входом устройства, через второй переключатель выход регу о лируемого усилителя соединен с входом первого сумматора и входом фаэоинвертора переменного напряжения, выход которого подключен к дополнительному входу второго сумматора, через третий переключатель выход детектора соединен

35 с выходом фазоинвертора постоянного напряжения, первым входом блока вычитания и входом фазоинвертора постоянного напряжения, управляющие входы

40 ключей подсоединены к Выходу блока сравнения, а выход измерителя общей дисперсии соединен с входом делителя, выход которого подключен к вторым входам блоков сравнения и блоков вычитания.