Цифровой анализатор спектра

Союз Соевтскня Социалистических РеспубликОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ н 789874(Я)М, Кт с присоединением заявки Йо(23) Приоритет С 01 й 23/16 Государственный комитет СССР но делам изобретениИ и открытий(54) ЦИФРОВОЙ АНАЛИЗАТОР СПЕКТРА Цель изобретения - повышение точ-. ности анализа.Указанная цель достигается тем, что цифровой анализатор спектра, содержащий аналого-цифровой преобразователь,запоминаюшее устройство, сумматор и блок управления, выходы которого связаны со входом упомянутых блоковпричем 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 10 25 На чертеже представлена структурная схема анализатора.Цифровой анализатор спектра содержит аналого-цифровой преобразователь АЦП, сумматор 2, запоминаю 30 Изобретение относится к радиойзмерительной технике и может быть использовано при регистрации и обработке данных в ядерной физике и медицине.Известны цифровые анализаторыспектра сигналов, содержащее аналого-цифровой преобразователь, сумматор, эапоминаюШее устройство и блок управления 11.Недостатком таких устройств является то, что при анализе сигналов с большим уровнем шумов (отношение сигнал-шум С 1) необходимоувеличение объема памяти запоминающего устройства для получения заданного отношения сигнал-шум вследствие большого числа измерений.Наиболее близким по техническойсушности к предлагаемому являетсяцифровой частотный анализатор, содержащий генератор импульсов, двоичный .счетчик, распределитель, элементы И, элемент ИЛИ, ключи аналого-цифровой преобразователь, запоминающее устройство и вычислительное устройство 23.Однако точность анализа сигналов с большим уровнем шумов такого ана.лизатора недостаточна.5 0 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 щее устройство 3, блок 4 сравнения,блок 5 анализа и блок 6 управления.Аналого-цифровой преобразовательпредназначен для преобразования входного сигнала в цифровой код. В сумматоре 2 производится сложение полученных значений спектра входногосигнала с информацией, записанной взапоминающем устройстве 3, а такжевычитание 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 анализируетсязаполнение памяти запоминающегоустройства 3. Блок 5 анализа представляет собой логическую схему,входы которой подключены к старшим разрядам сумматора 2.Анализатор работает следующимобразом,Спектр, состоящий иэ напряжениясигнала и напряжения шума, с периодом прохождения Г поступает на входАЦП. Синхронно сигналами стробирования, которые вырабатывает блок 6управления, происходит мгновенноеизмерение спектра. Каждое мгновенное значение спектра в цифровом виде, измеряемое эа период прохожцения спектра, последовательно заносится в сумматор 2 и суммируется синформацией, выведенной из ячейкизапоминающего устройства 3, номеркоторой соответствует номеру стробирующего импульса. Полученная суммасо второго выхода сумматора 2 заносится в эту ячейку запоминающегоустройства 3.При многократном прохожденииспектра с периодом в запоминающем.устройстве 3 происходит накоплениесигнала и шума. Ввиду того, что напряжение шумов является случайнойфункцией, шумы складываются не когерентно и в конечном счете после многократного прохождения спектра исследуемый сигнал оказывается смещенным относительно нулевой линии. Чемменьше отношение сигнал-шум, тембольше будет это смещение. С первого выхода сумматора 2 информацияпоступает на первые .входы блока 4сравнения и блока 5 анализа заполнения памяти запоминающего устройства.В блоке 4 сравнения за одно прохождение спектра происходит.сравнение всех значений информации, записываемой в запоминающее устройство3 и находится минимальное значение(пьедестал). При заполнении старшихРазрядов запоминающего устройства 3блок 5 анализа выдает сигнал в блок6 управления,По окончании цикла измерения блок 6 управления запрещает работу АЦПи 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 щ измерений, притом фп 7;Рщ /сцп, где Рщ - объем памяти, занятый шумом и после многократного суммирования Рап. - 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, выходыкоторого связаны со входами упомянутых блоков, причем другие входисумматора подключены к выходу аналого-цифрового преобразователя и квыходу запоминающего устройства,второй вход которого соединен с одним из выходов сумматора, о т л ич а ю щ и й с я тем, что с цельюповышения точности анализа, он дополнительно содержит блок сравненияи блок анализа, одни выходы которыхобъединены и подключены ко второмувыходу сумматора, а другие входыэтих блоков подключены к соответствующим выходам блока управления,при этом выход блока сравнения соединен с четвертым входом сумматора,а выход блока анализа соединен совходом блока управления.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9 489052, кл.б 017/30, 1974.2. Авторское. свидетельство СССР9 516968, кл. 6 01 й 23/16, 1976.789874 Составитель й. ОрловРедактор М. Габуда Техред.М,Табакович КорректорЕ. Папп аказ илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4 32/44 Тираж 1019 НИИПИ Государственного копо делам изобретений 13035, Москва, ж, Рауш Подписно итета СССР и открытий кая наб. д. 4/