Способ определения частоты

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1)5 С 01 Я 23/ АН БР етики АН .Чеголин ки сиг пенгей ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС(71) Институт технической киберБССР(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЧАСТОТЫ (57) Изобретение относится к технике дискретного спектрального анализа и может быть использовано в радиолокации, измерительной технике, электросвязи. Цель изобретения - расширение диапазона определения частоты, Сущность способа определения частоты состоит в том, что предварительно разделяют с помощью фильтров входной анализируемый сигнал на М+ 1 узкополосных сигналов, а формирование 2 й дискретных значений в каждом из М + 1 узкополосных сигналов, кроме нулевого, выполняют с частотой, меньшей удвоенной верхней частоты спектра сигнала отклика, одновременно получают 2 Й дискретных значений за счет аналого-цифрового преобразования (АЦП) нулевого узкополосного сигнала с частотой, большей удвоенной верхней частоты спектра сигнала отклика, определяют номер максимальной спектральной составляющей среди М первых составляющих спектра и по полученному номеру определяют значение частоты входного сигнала в соответствии с предложенной формулой. Устройство. реализующее способ, содержит аналоговые фильтры 2, 3, тактовый генератор 4, каналы 5.выделения ф спектральных составляющих, АЦП 6, блок 8 постоянной памяти, блок 9 поиска номера максимальной спектральной составляю- С щей, блок 10 определения частоты, блок 7 дискретного преобразования Фурье, 2 ил,ьо = Ь 62 ры + (-1) К),К=О,М - 1;И=1,2;р=0,1,2 - ;Ма=0,1,2, М,Изобретение относится к технике дискретного спектрального анализа и можетнайти применение в радиолокации, измери. тельной технике, электросвязи,ЦелЬ изобретения - расширение диапазона определения частоты.Сущность способа определения частоты состоит в том, что предварительно разделяют с помощьЮ фильтров входнойанализируемый сигнал на М + 1 узкополосных сигналов, а формирование 2 Й дискретных значений в каждом из М + 1узкополосных сигналов, .кроме нулевого,выполняют с частотой, меньшей удвоеннойверхней частоты спектра сигнала отклика,одновременно получают 2 Й дискретныхзначений за счет аналого-циФрового преобразования нулевого узкополосного сигналас частотой, большей удвоенной верхней частоты спектра сигнала отклика, определяютномер максимальной спектральной составляющей среди Й первых составляющихспектра и по полученному номеру определяют значение частоты входного сигнала в соответствии с формулой где Ь 1 = -- дискретность спектра;1ТК - номер максимальной спектральной составляющей;й - количество точек дискретного преобразования Фурье ЩПФ);р - номер периода дискретного спектра ДПФ;п 1 - номер выделенной частотной полосы входного сигнала; На фиг. 1 представлено устройство для реализации способа; на фиг. 2 - диаграмма, поясняющая способ.Устройство содержит вход 1, аналоговый фильтр 2 нижних частот, М полосовых аналоговых фильтров 3, тактовый генератор 4, М + 1 каналов 5 выделения спектральных составляющих, каждый из которых включает аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 6, блок 7 ДПФ и блок 8 постоянной памяти, блок 9 поиска номера максимальной спектральной составляющей, блок 10 определения частоты,Устройство работает следующим образом,5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Измеряемый гармонический сигнал поступает на вход аналогового фильтра 2 нижних частот и на объединенные входыполосовых аналоговых фильтров 3. Сигналыс выходов фильтров 2 и 3 поступают на АЦП6 каналов 5 выделения спектральных составляющих, Все АЦП 6 работают на тактовой частоте Е, задаваемой тактовымгенератором 4. С выходов АЦР 6 дискретизированные отклики фильтров 2 и 3 в видепоследовательности чисел поступают навходы блоков 7 ДПФ. Эти блоки по 2 М временным отсчетам получают Й спектральныхсоставляющих, лежащих в диапазоне частотот 0 до 0,5 Е, которые подаются на соответствующие входы блока 9 поиска максимальной спектральной составляющей.Последний находит номер К максимальнойспектральной составляющей, которая присутствует только в одном из М+ 1 каналов .5 выделения спектоальных составляющих.При этом на блок 9 с блоков 8 постояннойпамяти приходят коды порядковых номеровканалов 5 выделения спектральных составляющих и коды номеров периодов р, определяющих полосы пропусканиясоответствующих фильтров 2 и 3, Причемдля нулевого канала а = 0 и р = О, Дляостальных каналов а = 1, 2, 3, М, р = 1, 2,М3 - , При этом, как видно из фиг, 2, однозначение р приходится на два соседних значения а, т,е.р= 1 для а =1,2;р= 2 для а =3,4и т,д.С блока 9 номер К максимальной спектральной составляющей вместе с соответствующими кодами а и р поступают на блок10 определения частоты, который находитистинную частоту по формуле (1).Значения р и а начинаются с нуля, таккак формула включает и нулевой канал, неосуществляющий переноса высокочастотных колебаний в область более низких частот, для которого р и а равны нулю,Частота среза аналогового фильтра 2равна 0,5 Е, а полоса пропускания аналоговых полосовых фильтров 3, как зто указывалось, лежат в пределах от рЕ до рЕ + 0,5 Е(р =1,2,3,),Дискретное пр:образование Фурье 2 Йвременных отсчет в производится за время1ЛТЛТ = - ), т,е, за время между двумяЕсоседними временными отсчетами, осуществляя таким образом скользящее ДПФ.Таким образом, разделение с помощьюаналоговых фильтров входного сигнала наМ + 1 узкополосных сигналов, получение в1675793 10 о= Ь 12 рй+( - 1) К),Составитель А,ОрловРедактор Н,Бобкова Техред М.Моргентал Корректор аказ 2999 Тираж Порпи"ное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 нно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 изво каждом из них кроме нулевого 2 Й дискретных значений путем аналого-цифрового преобразования с частотой, меньшей удвоенной верхней частоты спектра сигнала отклика, определение номера максимальной составляющей спектра ДПФ среди й первых составляющих спектра и определение значения частоты по полученному номеру с использованием формулы (1) позволяет расширить диапазон однозначного определения частоты. Ф о рмула изобретения Способ определения частоты, основанный на формировании дискретных значений сигнала путем определения номера максимальной спектральной составляющей, полученной с помощью дискретного преобразования Фурье, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения диапазона определения частоты, перед формированием дискретных значений сигнала осуществляют . узкополосную аналоговую фильтрацию сигнала с полосой пропускания рР + 0,5 Р(где р -1, 2, 3, Р - ф частота дискретизации), а номер максимальной спектральной составляющей опре деляют среди й первых составляющихспектра и по полученному номеру определяют значение частоты входного сигнала в соответствии с формулой где Л 1 = -- дискретность спектра;1Тв - номер выделенной частотной поло 15 сы входного сигнала;Т - временной интервал рассмотрениявходного сигнала;р - номер периода.ДПФ;й - количество точек ДПФ,20 й =1,2,.;р 1,2 М/2;щ,2,., М;К О,й - 1.