Цифровой анализатор спектра

 

Союз Соевтскня

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ

<„,789874 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 15. 12. 78 (?1) 2697359/18-21 (я)м. кл с присоединением заявки № (23) Приоритет

G 01 R 23/16

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий

Опубликовано 23,1280, Бюллетень ¹ 47

Дата опубликования описания 23. 12. 80 (72) Авторы изобретения

M. С. Михалевич и В. П. Тяпко (71) Заявитель (54 ) ЦИФРОВОЙ АНАЛИЗАТОР СПЕКТРА

Цель изобретения — повышение точ-. ности анализа.

Указанная цель достигается тем, что цифровой анализатор спектра, содержащий аналого-цифровой преобразователь,запоминающее устройство, сумматор и блок управления, выходы которого связаны со входом упомянутых блоков,,причем другие входы сумматора подключены к выходу аналогоцифрового преобразователя и к выходу запоминающего устройства, второй вход которого соединен с одним из выходов сумматора, дополнительно содержит блок сравнения и блок анализа, одни входы которых объединены и подключены ко второму выходу сумматора, а другие входы этих блоков подключены к соответствующим выходам блока управления, при этом выход блока сравнения соединен с четвертым входом сумматора, а выход блока анализа соединен со входом бло ка управления.

25

На чертеже представлена структурная схема анализатора.

Цифровой анализатор спектра содержит аналого-цифровой преобразователь AVII-1, сумматор 2, запоминаю30

Изобретение относится к радиойзмерительной технике и может быть использовано при регистрации и обработке данных в ядерной физике и медицине.

Известны цифровые анализаторы спектра сигналов, содержащее аналого-цифровой преобразователь, сумматор, запоминающее устройство и блок управления )1) .

Недостатком таких устройств является то, что при анализе сигналов с большим уровнем шумов (отношение сигнал-шум 4 1) необходимо увеличение объема памяти запоминающего устройства для получения заданного отношения сигнал-шум вследствие большого числа измерений.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является цифровой частотный анализатор, содержащий генератор импульсов, двоичный счетчик, распределитель, элементы И, элемент ИЛИ, ключи аналого-цифровой преобразователь, запоминающее устройство и вычислительное устройство f23.

Однако точность анализа сигналов с большим уровнем шумов такого ана.лизатора недостаточна. (53) УДК 621. 317. 757 (088.8) 789874

35

d0 щее устройство 3, блок 4 сравнения, блок 5 анализа и блок 6 управления.

Аиалого-цифровой преобразователь предназначен для преобразования входного сигнала в цифровой код. В сумматоре 2 производится сложение полученных значений спектра входного сигнала с информацией, записанной в запоминающем устройстве 3, а также вычитание минимального значения,полученного в блоке 4 сравнения. В блоке 4 сравнения производится сравнение информации, записываемой в запоминающее устройство 3 за каждый период прохождения спектра с находящимся там минимальным значением.

В блоке 5 анализа анализируется заполнение памяти запоминающего устройства 3. Блок 5 анализа представляет собой логическую схему,входы которой подключены к старшим разрядам сумматора 2.

Анализатор работает следующим образом.

Спектр, состоящий иэ напряжения сигнала и напряжения шума, с периодом прохождения Г поступает на вход

АЦП-1. Синхронно сигналами стробирования, которые вырабатывает блок 6 управления, происходит мгновенное измерение спектра. Каждое мгновенное значение спектра в цифровом виде, измеряемое эа период прохождения спектра, последовательно заносится в сумматор 2 и суммируется с информацией, выведенной из ячейки запоминающего устройства 3, номер которой соответствует номеру стробирующего импульса. Полученная сумма со второго выхода сумматора 2 заносится в эту ячейку запоминающего устройства 3.

При многократном прохождении спектра с периодом в запоминающем .устройстве 3 происходит накопление сигнала и шума. Ввиду того, что напряжение шумов является случайной функцией, шумы складываются не когерентно и в конечном счете после многократного прохождения спектра исследуемый сигнал оказывается смещенным относительно нулевой линии. Чем меньше отношение сигнал-шум, тем больше будет это смещение. С первого выхода сумматора 2 информация поступает на первые .входы блока 4 сравнения и блока 5 анализа заполнения памяти запоминающего устройства.

В блоке 4 сравнения за одно прохождение спектра происходит сравнение всех значений информации, записываемой в запоминающее устройство

3 и находится минимальное значение (пьедестал). При заполнении старших

Разрядов запоминающего устройства 3 „ блок 5 анализа выдает сигнал в блок

6 управления.

По окончании цикла измерения блок

6 управления запрещает работу АЦП-1 и выдает разрешение на вычитание из всех ячеек запоминающего устройства 3 информации, записанной в блоке 4 сравнения, т.е. наименьшего числа полученного в предыдущем цикле измерения. После окончания цикла вычитывания пьедестала алгоритм измерения мгновенного спектра сигнала возобновляется. При последующем заполнении объема памяти алгоритм вычитывания повторяется и так до тех пор, пока весь объем памяти не будет занят сигналом.

Так как шум вычитается из объема памяти, то число прохождений спектра возрастает на m измерений, притом

rn z, P,„),„„, где P — объем памяти, занятый шумом и после многократного суммирования; Р „„ — усредненный объем памяти, занимаемый при разовом измерении аналого-цифрового преобразователя.

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает вычитание из объема памяти запоминающего устройства шума, накопленного после многократного суммирвания. Это позволяет увеличть число суммирований спектра сигнала при заданном объеме, т.е. увеличить отношение сигнал-шум исследуемого сигнала при заданном объеме или уменьшить объем памяти.

Формула изобретения

Цифровой анализатор спектра,содержащий аналого-цифровой преобразователь, запоминающее устройство, сумматор и блок управления, выходы которого связаны со входами упомянутых блоков, причем другие входи сумматора подключены к выходу аналого-цифрового преобразователя и к выходу запоминающего устройства, второй вход которого соединен с одним из выходов сумматора, о т л ич а ю шийся тем, что с целью повышения точности анализа, он дополнительно содержит блок сравнения и блок анализа, одни выходы которых объединены и подключены ко второму выходу сумматора, а другие входы этих блоков подключены к соответствующим выходам блока управления, при этом выход блока сравнения соединен с четвертым входом сумматора, а выход блока анализа соединен со входом блока управления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 489052, кл.G 01 5 7/30, 1974.

2. Авторское. свидетельство СССР

Р 516968, кл. G 01 и 2)/16, 1976.

789874

Составитель A. Орлов

Редактор М Габуда ТехреД M.Табакович корректор Е. Папп

Заказ 9032/44 Тираж 1019 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,4