Способ параллельного анализа электрических сигналов

 

Изобретение относится к области измерительной техники. Цель изобретения - повышение точности параллельного анализа электрических сигналов за счет исключения погрешностей от временной и температурной нестабильности характеристик полосовых фильтров. Устройство для реализации способа содержит широкополосный усилитель 1, сумматоры 2, 3 и 4, суммирующие усилители 5, 6 и 7 с регулируемым коэффициентом передачи, генератор 8 сетки парных частот, полосовые фильтры 9,10 и 11, формирователи 12,13 и 14 управляющих сигналов, амплитудные детекторы 15,16 и 17, электронный коммутатор 18, счетчик 19 импульсов, регистратор 20. Каждый формирователь управляющих сигналов содержит два синхронных детектора, два фильтра нижних частот, дифференциальный усилитель и интегратор. Предложенный способ параллельного анализа электрических сигналов отличается повышенной точностью анализа. Это достигается за счет исключения погрешностей, обусловленных временной и температурной нестабильностью характеристик полосовых фильтров. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

фф

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 G 01 R 23/16

gР Гл@ 1л и

1 L "3 ! 1

) 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ"

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4309165/24 — 21 (22) 06.07.87 (46) 07.04.89. Ь. л. Р 13 (71) Институт кибернетики им. В.M.Глушкова (72) В.T. Кондратов и Ю.А. Скрипник (53) 621. 317. 757 (088. 8} (56) Патент ПНР Р 76477, кл. G 01 R 35/00, 1971. (54) СПОСОБ ПАРАЛЛЕЛЬНОГО АНАЛИЗА

ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ (57) Изобретение относится к области измерительной техники. Цель изобретения — повышение точности параллельного анализа электрических сигналов за счет исключения погрешностей от временной и температурной нестабильности характеристик полосовых фильтров °

Устройство для реализации способа содержит широкополосный усилитель 1, 1

„„SU„„1471147 Д1 сумматоры 2, 3 и 4, суммирующие усилители 5, 6 и 7 с регулируемым коэффициентом передачи, генератор 8 сетки парных частот, полосовые фильтры

9, 10 и 11, формирователи 12, 13 и

14 управляющих сигналов, амплитудные детекторы 15, 16 и 17, электронный коммутатор 18, счетчик 19 импульсов, регистратор 20. Каждый формирователь управляющих сигналов содержит два синхронных детектора, два фильтра нижних частот, дифференциальный усилитель иин" åãðàòîð. Предложенный способ параллельного анализа электрических сигналов отличается повышенной точностью анализа, Это достигается

C за счет исключения погрешностей, обусловленных временной и температурной нестабильностью характеристик полосовых фильтров. 1 з.п. ф-.лы, 2 ил.

1471147

Изобретение относится к области измерительной,техники и предназначено для параллельного спектрального анализа.

Цель изобретения — повышение точности параллельного анализа электрических сигналов за счет исключения погрешностей от временной и температурной нестабильности характеристик 10 полосовых фильтров, Поставленная цель достигается за счет исключения погрешностей, обусловленных временной и температурной нестабильностью характеристик полосо-15 вых фильтров .

Способ анализа включает следующие признаки. формируют тестовые сигналы сетки парных частот; тестовые сигналы формируют с частотами, симметрич- 20 ными относительно центральной частоты полосовых фильтров; тестовые сиг.налы формируют с соответствующей разностью частот; частоты тестовых парных сигналов выбирают за пределами полосы пропускания, установленной на уровне 0,707 относительно сигнала на центральной частоте исходя из .ослабления амплитуд этих сигналов на 3040 дБ; ослабляют тестовые сигналы до уровня анализируемого сигнала; суммируют исследуемый и соответствующие тестовые сигналы сетки парных частот, суммарные сигналы пропускают через соответствующие полосовые фильтры; 35 выходные сигналы фильтров синхронно детектируют с использованием в качестве опорных тестовых сигналов каждой пары частоты в отдельности; определяют разность напряжений проде- 40 тектированных сигналов парных частот; раэностным напряжением подстраивают центральную частоту соответствующего полосового фильтра до момента . равенства нулю разностного напряже- 45 ния, измеряют амплитуды спектральных составляющих.

На фиг.l представлено устройство для реализации способа; на фиг.2— структурная схема формирователя.

Устройство (фиг.l) содержит широкополосный усилитель l, сумматор 2-4, суммирующие усилители 5-7 с регули55 руемым коэффициентом передачи, генератор 8 сетки парных частот, полосовые фильтры 9- il формирователи 1214 управляющих сигналов, амплитудные детекторы 15-17, электронный коммутатор 18, счетчик 19 импульсов, регистратор 20.

Формирователь 12 (13 или 14) управляющих сигналов (фиг. 2) содержит два синхронных детектора 21 и 22, два фильтра 23 и 24 нижних частот, дифференциальный усилитель 25 и интегратор 26.

Анализатор работает следующим образом.

Анализируемый сигнал поступает на вход широкополосного усилителя 1, где усиливается до требуемого уровня.

С выхода широкополосного усилителя анализируемый сигнал поступает на объединенные первые входы сумматоров

2-4, На вторые входы сумматоров 2-4 поступают тестовые сигналы с часто-, тами ы н и соь„. Последние формируются с помощью генератора 8 сетки парных частот. Генератор 8 выдает сигналы как синусоидальной, так и прямоугольной формы с основными частотами и (dq для каждой 1с-й пары. Curk налы синусоидальной формы используются для формирования тестовых сигналов, а прямоугольной — в качестве опорных сигналов синхронных детекторов формирователей 12-14.

Для формирования парного тестово—

ro сигнала выходные синусоидальные сигналы генератора 8 попарно суммируют с помощью суммирующих усилителей

5-7. Подбором коэффициентов передачи усилителей 5-7 устанавливают требуемые значения тестовых сигналов, поступающих на вторые входы сумматоров

2-4 соответственно. С выходов сумматоров 2-4 сигналы поступают на входы полосовых фильтров 9-11 соответственно. Центральные частоты полосовых фильтров 9-11 соответствуют выбранным значениям частот у спектральных составляющих.

В результате фильтрации на выходах полосовых фильтров 9-11 появляются сигналы, которые поступают на входы амплитудных детекторов 15- 17, а также на сигнальные входы формирователей 12-14 управляющих сигналов полосовых фильтров. Формирование управляющих сигналов полосовых фильтров осуществляется следующим образом.

Выходной сигнал k-го полосового фильтра поступает на объединенные входы синхронных детекторов 21 и 22 формирователя управляющих сигналов

1471147 (фиг.2). На входы 2 и 3 формирователя поступают опорные сигналы синхронных детекторов 21 и 22. Причем на управляющий вход первого синхронного детектора 21 поступает сигнал прямоугольной формы (типа меандр) с частотой следования (d> . На управляющий

k вход второго синхронного детектора

22 поступает сигнал прямоугольной 10 формы с частотой следования ин„.

В результате синхронного детектирования выделяются сигналы с частотами следов ания ы, „и ы,, т. е. тес товые сигналы, прошедшие полосовые 15 фильтры. Эти сигналы с выходов синхронных детекторов 22 и 21 поступают на фильтры 24 и 23 нижних частот соответственно. С помощью последних подавляются вторая гармоника и комбина- 20 ционные составляющие. Постоянные нап-. ряжения с выходов фильтров 23 и 24 поступают на дифференциальный усилитель 25, с помощью которого формируют разностное напряжение, которое интег- 25 рируется с помощью интегратора 26.

Выходным напряжением интегратора 26 осуществляется автоматическая подстройка центральной частоты соответствующего полосового фильтра. 30

Необходимо отметить, что подстройка центральной частоты k-ro полосового фильтра осуществляется до равенства нулю среднего значения выходного напряжения интегратора 26, т.е. до выполнения равенства амплитудных (или действующих )значений тестовых сигналов k-й пары.

Одновременно выходные сигналы noJIocoBbIx фильтров детектируются c lIQ 40 мощью амплитудных детекторов 15- 17.

В результате на входы электронного коммутатора 18 поступают сигналы, равные амплитудным значениям спектральных составляющих анализируемого 45 сигнала. Эти сигналы через электронный -коммутатор 18 поступают на вход регистратора 20.

Переключение электронного коммутатора 18 осуществляется с помощью счетчика 19 импульсов, управляемого выходными низкочастотными импульсами генератора 8, Синхронизация развертки регистратора 20 осуществляется передним фронтом выходного импульса младшего разряда счетчика 19.

Предлагаемы способ параллельного анализа электрических сигналов отличается повышенной точностью анализа.

Это достигается за счет исключения погрешностей, обусловленных временной и температурной нестабильностью характеристик полосовых фильтров °

Причем исключение указанных погрешностей осуществляется одновременно для всех полосовых фильтров.

Предлагаемый способ обеспечивает подстройку центральной частоты полосовых фильтров без отключения анализируемого сигнала, .что сохраняет не" изменным быстродействие процесса параллельного анализа электрических сигналов.

Кроме того, предлагаемый способ анализа обеспечивает непрерывную автоматическую настройку (или подстройку) центральной частоты полосового фильтра на первоначально установленное значение, Это позволяет использовать предлагаемый способ и при быстрых изменениях температуры, влажнос" ти и давления окружающей среды, влияющих на характеристики полосовых фильтров. В результате повышается надежность работы устройства, реализующих предлагаемый способ анализа электрических сигналов.

Формула и з о б р е тенин

l. Способ параллельного анализа электрических сигналов, заключающийся в пропускании исследуемого и тестовых сигналов через параллельно сое диненные по входу полосовые фильтры, центральные частоты которых равны выбранным значениям частот спектральных составляющих, с последующим измерением амплитуд этих составлякицих, отличающий с я тем, что, с целью повышения точности анализа за счет исключения погрешностей от временной и температурной нестабильности характеристик полосовых фильтров, формируют тестовые сигналы сетки парных частот, симметричных относительно центральной частоты полосовых фильтров и имеющие соответствующую разность частот, ослабляют тестовые сигналы до уровня анализируемого сигнала, суммируют исследуемый и тестовые сигналы, суммарные сигналы пропускают через полосовые фильтры, выходные сигналы фильтров синхронно детектируют с использованием в качестСоставитель А.Орлов

Техред Л. Олийнык Корректор M,Ïoæo

Редактор Е.Папп

Заказ 1б05/48 Тираж 711 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,101

5 1471147 6 ве опорных тестовых сигналов каждой 2. Способ поп.1, о тли чaþпары частот в отдельности, опреде- al и и с я тем, что частоты тестовых ляют разность напряжений продетекти- парных сигналов выбирают за пределарованных сигналов парных частот, раз- ми полосы пропускания, установленной

5 костным напряжением подстраивают на уровне 0,707 относительно сигнала центральную частоту соответствующего на центральной частоте, исходя из осполосового фильтра до момента равен- лабления амплитуд этих сигналов на ства нулю разностного напряжения. 30-40 дБ.