Анализатор спектра

 

Союз Советскик

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ТВЛЬСТВУ ()851280 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (51)М. Нл з (22) ЗаявЛаИО 12.1079 - (21) 2829833/18-21 с присоединением заявки йо

С 01 В 23/16

Государствемкый комитет

СССР

IIo делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 300781. Бюллетень No 28

Дата опубликования описания 300 781 (53) УДК 621. 317. 757 (088. 8) (72) Автор изобретения В.В.Губарев

Новосибирский электротехнический институт (71) Заявитель (54) АНАЛИЗАТОР СПЕКТРА

Изобретение относится к измерительной и вычислительной технике и может быть использовано для спектральной обработки детерминированных и случайных сигналов.

Известны анализаторы спектра, содержащие сумматор, блок памяти и .блок управления (1).

1О

Однако частотное разрешение таких анализаторов недостаточно.

Цель изобретения — повышение частотного разрешения.

Укаэанная цель достигается тем, l5 что.в анализатор спектра, содержащий. последовательно соединенные сумматор и блок памяти, выход которого подключен ко второму входу сумматора и ко входу вычислителя, блок управ- 20 ления и синхронизатор, связанный с управляющими входами scex блоков, дополнительно введен счетчик с переменным коэффициентом пересчета, выход которого соединен со входом синхронизатора, а управляющие входы подключены к выходу синхронизатора и к выходу блока управления, один ,из входов которого соединен с вы ходом вычислителя. 30

На чертеже представлена структурная схема предлагаемого анализатора.

Анализатор состоит из сумматора

1, блока 2 памяти, вычислителя З,синхронизатора 4, блока 5 управления и счетчика б с переменным коэффициентом пересчета.

Анализатор работает следующим образом.

В зависимости от ручного или asтоматического Управления в блок 5 управления устанавливается коэффициент пересчета и -счетчика б, определяемый требуемым разрешением.

Анализ спектра производится по участкам входного сигнала протяженHocTbe nNht, т.е. по пН отсчетам, где b t — шаг по времени; N -количество отсчетов..На каждом участке сигнала определяются коэффициенты, по которым затем в вычислителе 3 определяются требуемые спектральные характеристики, например спектральная плотность мощности или фаэ.

Вычисление коэффициентов может производиться либо в течение последних

N отсчетов, либо в течение первых

N отсчетов следующего участка, когда трабуется режим реального вре851280 мени, либо после запоминания всех отсчетов в течение времени, определяемом быстродействием вычислителя.

Значение и на каждом участке мо-. жет оставаться постоянным или меняться к моменту начала отсчета времени для определения текущих значений коэффициентов.

Рассмотрим случаи, соответствующий, в частности, алгоритму быстрого преобразования Фурье (БПФ). Допустим, что коэффициент пересчета счетчика вручную или автоматически установлен равным и к моменту начала вычислений. К этому моменту по сигналу синхронизатора 4 сумматор

1, блок 2 памяти, вычислитель 3 и счетчик 6 обнуляются. В начале вычислений сумматор 1 и блок 2 образуют синхронный накопитель. Первые

N отсчетов поступают на вход анализатора и в течение N тактов нулевого цикла суммируются с помощью сумматора 1 с нулевыми значениями из ячеек блока 2 памяти и поступают в соответствующую ячейку блока 2. 3атем в g-ом такте р-ого цикла производится суммирование вновь поступившего отсчета с содержимым g-ой ячейки. блока 2 и полученный результат записывается в 8-ую ячейку блока

2. В результате после q-.îãî такта

N-ого цикла в g-ой ячейке блока 2 памяти хранится значение y(get), а после N-ого такта получаются и запоминаются все значения.

После каждого цикла в счетчик 6 добавляется единица. По окончании (N-1) -oro такта (п-1) -цикла счетчик

1 устанавливается в нулевое (исходное) состояние и вырабатывает на своем выходе сигнал, поступающий в синхронизатор. После этого по сигналам синхронизатора 4 с помощью вычислителя 3 производится определение всех характеристик сигнала и их регистрация. В результате как бы из сетки частот, определяемой разрешением на уровне интервала анализа

nN t, выбираются значения О, п-1, 2п-1,..., (nN-1)-ого дискрет-спектра, стоящих через интервал а<э = пйц не зависящий от и. Улучшение разрешения обеспечивается увеличением

n. а управление — изменением пе

При ручном управлении разрешением на вход управления блока 5 управле! ння подается сигнал, соответствующий коэффициенту пересчета счетчика 6.

При автоматнческом управлении блок

5 управления анализирует результаты вычислений с выхода вычислителя 3 и, по результатам анализа вырабатывает сигнаг на изменение (увеличение, уменьшение) или сохранение и-коэффи циента пересчета для получения следующего спектра.

Таким образом, предлагаемый анализатор, позволяет проводить анализ спектра с улучшенным переменным частотным разрешением. Возможность регулирования частотного разрешения обес15,,печиаается тем, что дместо расчетов no.x(i6t), i = О, N-1 производится расчет по y(q t), где q также меняется в пределах q = О,М-1 но все значения y(get) соответствуют значениям х(1 1 ) для i = О,nN-1, 20 т,е. в п раз более протяженному участку сигнала x(t), в и раз лучшему разрешению на одной и той же сетке

О,(щ 2ды),..., (N-1)йа, где аа=Яс/ИИ.

Само регулирование, управление частотным разрешением осуществляется изменением коэффициента пересчета счетчика 6. формула изобретения

Анализатор спектра, содержащий последовательно соединенные сумматор и блок памяти, выход которого подключен ко второму входу сумматора и ко входу вычислителя, блок управления и синхронизатор, связанный с управляющими входами всех блоков, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения частотного разрешения, в

40 него дополнительно введен счетчик с переменным коэффициентом пересчета, выход которого соединен со входом синхронизатора, а управляющие входы подключены к выходу синхрониза45 тора и к выходу блока управления, один из входов которого соединен с выходом вычислителя.

Источники информации, 50 принятые во внимание при экспертизе

1. Домарацкий A.Н. Иванов Л.Н., Юрлов Ю.И. Многоцелевой статистический анализ случайных сигйалов. М., 1975, с. 42, 114, 121.

8512 ВО

Составитель А.Орлов

Редактор M.Митровка Техред T.Ìàòo÷êà Корректор Г.Решетник

Заказ 6345/63 Тираж 732 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент., г . Ужгород, ул. Проектная, 4