Многоканальный спектроанализатор
СОК)3 СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
„„SU 1439511 A 2
<и< " 0! R 23/1б
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (б! ) 1221608 (21 ) 4213031/24 — 21 (22) 20.03.87 (46) 23.11.88. Бюл. 11 - 43 (71) Северо-Западный заочный политехнический институт (72) О.Л. Соколов (53) 621.325(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
У 1221608 кл. G 01 Б 23/16, )982. (54 ) ИНОГОКА11А11Ь11ЫЙ СПЕКТРОАНАЛИЗАТОР (57) Изобретение относится к аппаратурному анализу характеристик случайных сигналов, может быть использовано при обработке нестационарных шумовых сигналов в радиосистемах, Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства путем ло14395)! кализации в координатах частота-время оценок превышений амплитуд квазигармонических составляющих в спектре исследуемого сигнала. Спектроанализатор включает широкополосный усилитель I N каналов,,каждый из которых состоит из последовательно соединенных фильтра 2-.1...2-Я, детектора
3-1...3-N, интегратора 4-1...4-N, блока 5-1...5-N логарифмирования, блока вычитания 6-1...6-N, блока деления 7-1.;.7-Л, сумматора 8, блока умножения 9-1...9-N, двухвходового сумматора 10-1...)О-И, блока вычитания второй группы 11-1...11 -(М-)), Изобретение относится к аппаратурному анализу характеристик случайных сигналов, может быть использовано при обработке нестационарных шумовых сигналов в радиосистемах и является усовершенствованием устройства по авт. св. Ф 122).608, Цель изобретения — расширение функ циональных возможностей спектроанализатора путем локализации в координатах частота — время оценок превышений амплитуд квазигармонических составляющих в спектре исследуемого сигнала.
На чертеже представлена функцио" нальная схема многоканального спектро анализатора.
Спектроанализатор включает широкополосный усилитель 1 1<1 каналов, каждый из которых состоит из последовательно соединенных фильтра 2-1,..., 2-N, детектора 3-1,...,3-N, интегратора 4-1,...,4-N, блока 5-1,...,5-N. логарифмирования, подключенных к выходу усилителя 1. Выходы блоков логарифмирования всех соседних каналов попарно подключены к входам соответствующих блоков 6-1,...6-Н вычитания.
Выходы блоков вычитания через блоки
7-1,...,7-)<) деления соединены с входами сумматора 8, выход которого соединен с входами блоков 9-),...„9-N умножения. Выходы блоков умножения соединены с первыми входами cnoтветствующих двухвходовых сумматоров ключа 12-1...12(N-I ), порогового устройства 13-1.:..13 (N-l), генератора импульсов 14, дополнительных ключей 15-1...)5-(N-I), аналогового регистра 16-1...16-(N-I) с m ячейками, триггера 17-1.. ° 17-(N-I), формирователя 18. Тем самым обеспечивается локализация по частоте и времени данных оценок превышений амплитуд квазигармонических составляющих в энергетическом спектре шумового сигнала. Эти оценки могут быть использованы для распознавания и классификации нестационарных шумовых сигналов.
1 ил.
10-1,...,10-N. Вторые входы сумматоров соединены с выходом N-го блока
5-N логарифмирования. Выходы сумматоров соединены с одним из входов со5 11-1,...,11 †(N-1) вычитания второй группы. Вторые входы блоков вычитания соединены с выходами соответствующих блоков 5-1, ...,5-(N-1) логарифмирования. Выходы блоков вычитания соединены с входами соответствующих ключей 12-1,..., 12-())-1 ), Выходы ключей соединены с входами соответствующих пороговых устройств
13-1,,13 †(N-1). Управляющие входы всех ключей 12-1,...„12-(N-I) соединены с первым входом ге нератора 14 импульсов ° Устройство снабжено также N-1 последовательно соединенными дополнительными ключами 15-1,...,15-(К-1) и аналоговыми регистрами 16-1,..., 16-())-1} с ш ячейками. В устройстве также содеркатся N-1 триггер 17-1,...,17-(N-1)
15 и формирователь 18. Причем выход кажтого триггера 17-1,...,17-(.l-1) пс.р.— оединен к выходу соответствующего порогового устроиства 13 -1,..., 3.
-(N-l).Выход каждого триггера подоединен к управляющему входу соот— твующего дополнительного ключа 15-1, 15-(N- l ) . Вх< «кажцс. го дополнигельного ключа 15-1,...,)5 †(К-1) подоединен к выхс ду <.по тветс:твующего
35 зьгчитателя 11 — 1,..., 11-! N- l,i втор< й
50.! 1, ! гf)<
О го регистра 16-1,..., 16-(N-1 ) Г(нллются выходами спектроанализяторя.
Спектроанализатор работает следующим образом.
Шумовой сигнал с выхода усилителя 1 поступает на фильтры 2-1,..., 2-И каждого канала, настроенные ня свою частоту. Сигналы с выходов фильтров каждого канала детектируются детекторами 3 — 1,..., З-N, а затем интегрируются в интеграторах 4-1,...,4-И. Затем сигналы логарифмируются в блоках 5-1,..., 5-И логарифмирования. В результате на выходе каждого блока логарифмиро- 25 вания получают логарифмическую оценку спектра lп (1„) . Сигналы с выхода блока логарифмирования всех соседних каналов подаются на входы соответствующих блоков 6-1,...,6-N Зп вычитания, на выходе которых образуются разности логарифмических оценок спектров. Затем с вьходов блоков вычитания разности логарифмических оценок поступают на входы
35 соответствующих блоков 7-1,..., 7-Ч деления, где каждая разность делится на коэффициент, зависящий от выбранных значений средних частот фильтров каналов. При этом коэффициент деления в блоке 7-i деления должен выбираться методом наименьших квадратов, а величины коэффициентов зависят от средних частот фильтров канала спектроанализатора. С выхода 4> каждого из блоков деления значения поступают на сумматор 8, в котором формируется оценка коэффициента наклона спектра и. Оценка коэффициента наклона спектра с выхода сумматора 8 поступает на блоки 9-1,..., 9-(N-1) умножения.
В каждом блоке 9-i умножения оценка коэффициента наклона умножается на постоянную величину, пропорциональную разности логарифмов частот л
Г1, и 1; . Так, в блоке 9-1 оценка и умножается на величину, пропорциональную.(lnf< — 1nf(), в блоке 9-2— l l
4 н(
T- < к иГ! с<б p < <("1, II;I РЫК ОДЕ КЯЖДОГО б;lс кя 9 — i по.-< I;Ie«»nrlpsl el!sse, npo»(Ip!II« 1п с, (1 = (((1.nf@-1nf< ) + л + 1n 5(f ) Сигналь< с выхода каждого сумматора поступают ня один из входов соответствующих блоков 11 — 1,...,11-(N-1) вычитания. На другой вход каждого блока 11-1 вычитания поступает сигнап с выходя блока 5-i логарифмирования.Таким образом, на выходе каждого блока 11-i вычитания формируют разность 1п,," ) — 1n S(s(f ) . Величины этих разностей через входы соответствующих ключей 12-1,...,12-(N-1) поступают на входы соответствующих пороговьгх устройств 13-1,...,13-(N-1). Управгяет подключением блоков вычитания к пороговым устройствам генератор 14 импульсов. В момент появления на его выходе импульса ключи через управляемый вход подключают каждый блок 11-1 вычитания к входу соответствующего порогового устройства 13-i. Период следования импульсов генератора 14 определяется из соотношения Т L,) „, гдеtq; ) ил((. наибольший интервал корреляции случайного сигналя на выходе блока 5 — i логарифмирования. Превышение величиной каждой разности lп Б (f; ) — lп Бр(Й; ) соответствующего порогового уровня свидетельствует о наличии в полосе пропускания соответствующего фильтра 2-1 квазигармонической составляющей. Тем самым устанавливается факт отклонения формы спектра от наклонной линии в системе координат ln Б, ln f, т.е. уточняется форма энергетического спектра исследуемых сигналов выявлением в них квазигармонических сос-авляющих. Для того, чтобы локализовать в координатах частота — время оценки превышений амплитуд квазигармонических <Ь о р м у л а и з о б р е т е н и я Составитель В. Смолин Техред А. Кравчук Коррет г 1р Э .. 1<тттчакона Редактор В. Данко Заказ 6071/44 Гираж 772 1!1!ИИ!1И Г<тсуларстнент(ого комитета СССР по делам изобретений и открытий 1!3035, И<(окна, Ж-35, 1 аушская наб., д. 4/" ЦО. ((т(((, . Производственно-попиграфич«т«те предприятие, г. Ужгог -и, . ii. Нт акт((аи, 5 14 т i .ос T Являющих сигтталт)! с Bh(I<ÎäÎB нычтт тателей 1-1,...,11-(N-1) подают на входы соотнетстнунщих дополнительных ключей 15-1,...,15-(N-1). На управпяюшие входы дополнительных клю— чей 15-1,...,15-(N-1) прих(->дят решающие сигналы от соотнетстнутпщил триггеров 17-1,...,17-(1(1-1). 11ричем срабатывают только те триггеры, на нхоцы которых поступают сигттальт от соответствующих пороговых устройств 13-1,...,13-(N-1), т.е. зафиксированных в соотнетствуюптей полосе пропус- кания квазигармонических составляюших. Триггеры введены для того, что, бы повысить устойчивость срабатыва,ния дополнительных кттн чей 5-1,..., 1,5-(N-!) при небольших преньппениях амплитуд кназигармоттических состав- 2
Хаким образом, оценки ттреньппений амппитуд кнаэигармонических состав- 25, :ляю т<ттх появляются на соответствую, щих выходах дополнительных ключей, 15-1,...,15-(N-1). В данный момент времени эти оценки поступают на первые ячейки аналоговых регистров 30 ! 6-1, ..,16-(!1-1) сдвига. В следующий момент времени через интервал Т ( импульc((с выхода формир< нателя 18 ,. (те ремещают на((ряжения оценок во вто1 рые ячейки регистров 16-1,...,16- (l<-1 ) и т.д. На I((выхопон каждого анал< г<твого регистра 16-1,...,16— (1(- ) поступают оценки ((ренышений амплитуд кнаэигармопических состав— ляюших с выход((в (1(1- ) выпита телей 4О 11-1,..., 11 — (N-! ) н m сдвинутых на Т различных момент IIpFMp(TH „ 511 6 Тем cамым oáес(1ечия låò< .((.ттокализация по частоте и времени данных оттенок ттреньппений амттлитуд кваэигармоттттческих составляющих н энергетическом спектре шумового сигнала. Эти оценки могут быть использонань(для расттознанания и классификации нестационарных птумоных сигналон. Многоканальный спектроаналиэатор по авт. св. Ф 1221608, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства путем локализации в координатах частота — время оценок превышений амплитуд квазигармонических составляющих в спектре исследуемого сигнала, в него дополнительно введены N-l последонатепьно соединенных дополнительных ключей и аналоговых регистров с m ячейками, а также N-1 триггеров и формирователь, .причем вход каждого триггера подсоединен к выходу соответствующего порогового устройства, выход каждого триггера подсоединен к управляющему входу соответствующего дополнительного ключа„ вход каждого дополнительного ключа подсоединен к выходу соответствующего вычитателя второй группы, сбрасывающие входы всех триггеров объединены и подсоединены к дополнительному выходу генератора тактовых импульсов, к первому выходу которого подсоединен вход формирователя, выходы которого подсоединены к управляющему входу всех аналовых регистров, при этом m ныходон каждого аналогового ретттстра соединены с выходами устройства.
