Анализатор спектра

(21) 4233236/24 (22) 20,04.87 (46) 23.03.90. (71) Винницкий 2 л, М 11литехнический инсас ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР титут(57) Изобретение относится к цифрвой электроиэмерительной техникеЦель изобретения - расширение чтотного диапазона и повышение разрешающей способности спектральногоанализа. Устройство содержит анало го+цифровой преобразователь АЦП регистры 4, 30,.блок 5 синхронизации, генератор 7 тактовых импульсов, делитель 11, вычитатель 13, блок 16 памяти, сумматор 17, блок 18 дискретногоо преоб ра зова теля Фурь е, блок и .19, 20 сравнения, счетчики 23, 24 и коммутатор 27, Анализатор спектра позволяет выполнить параллельный спектральный анализ с мальм. числом арифметических операций и объемом оборудования; что расширяет частотный диапазон анализируемых сигналов и повышает спектральное решение, Высокая избирательная сПособность синхронного накопления позволяет повысить соотношение сигнал/шум. 2 ил.Изобретение относится к цифровойэлектроизмерительной технике и можетбыть использовано для спектральногоанализа сигналов на фоне случайныхшумов,5Цель изобретения - расширениечастотного диапазона и повышение разрешающей способности спектральногоанализа10На фиг,1 приведена функциональнаясхема анализатора спектра; на фиг.2 временная диаграмма работы блока синхрониза ции.Первый вход 1 анализатора спектра(фиг.1) подключен к аналого-цифровому преобразователю (АЦП) 2, выход 3которого соединен с входом первогорегистра 4, тактовый вход которогосоединен с синхрониэирующими входами АЦП 2, блока 5 синхронизации ивыходом. 6 генератора 7 тактовых импульсов, вход 8 которого подключенк внешнему генератору задающей частоты и является вторым входом анали, :затора спектра, третьим и четвертымвходами которого являются входы 9 и10, которые подключены соответственно к кодам объема выборки и масштабирующего коэффициента, вход 10 под, ключен к второму входу делителя 11,первый вход.12 которого соединен свыходом вычитателя 13, первый вход14 которого соединен с выходом регистра 4, а второй вход соединен свыходом 15 блока памяти 16, вторымвходом сумматора 17 и первым входомблока дискретного преобразованияФурье (ЛПФ) 18, третий вход которого соединен с входом 9 анализатора 40спектра, который соединен с вторымивходами первого 19 и второго 20 бдоков сравнения, выходы 21 и 22 которых соединены с входами начальнойустановки соответственно первого 4523 и второго 24 счетчиков, выходыкоторых соединены с первыми входамиблоков 1 9 и 20 сравнения и первым25 и вторым 26 входами коммутатора27,выход 28 которого соединен с адресным входом блока 16 памяти, входкоторого соединен с выходом 29 второго регистра 30, вход которого соединен с выходом 31 сумматора 17, первый вход которого соединен с выходом5532 делителя 11, тактовые входы счетчика 23 и регистра 30, управляющиевходы коммутатора 27 и блока 16 памяти соединены с первым выходом 33 блока 5 синхронизации, второй выход 34 которого соединен с тактирующим входом сч етч ика 24 и в торым входом блока ДПФ 18, первый выход 35 которого соединен с вторым входом блока 5 синхронизации, второй выход 36 блока ДПФ 18 является выходом анализатора спектра.Анализатор спектра работает следующим образом.1На каждый период задающей час тоты , которая с выхода внешнего генератора подключена к входу 8 генератора 7 тактовых импульсов (ГТИ), генератор 7 формирует на выходе 6 импульс запуска АЦП 2, по фронту которого осуществляется перезапись ранее оцифрованного сигнала х(161), который поступает на вход 1 АЦП 2, в регистр 4 (Лиг.1 и 2) и инициируется следующий цикл работы,А 1 Й, Этот же импульс запускает блок 5 синхронизации, который генерирует сигналы синхронизации устройств анализатора спектра по выходу 33 в соответствии с временной диаграммой на фиг.2. При этом выполняется чтение блока 16 памяти по адресуу который определяется состоянием счетчика 23 и передается с входа 25 коммутатора 27 на адресный вход 28 блока 1 6 памяти. Считанное значение вычитается с помощью вычитателя 13 иэ входного отсчета и результатчерез делительпередается на вход 32 сумматора 17, который суммирует результат деления с отсчетом на выходе блока 16 памяти, результат записывается в регистр 30, а затем в блок 16 памяти, после чего счетчик 23 увеличивает свое состояние на единицу. Если состояние счетчика 23 станет равным значению кода объема выборки Б, который подключен к второму входу блока 1 9 сравнения, то на его выходе 21 появится импульс, ко торый установит счетчик 23 в исходное состояние, Блок ДПФ 18 в любой момент времени может запросить данные с блока 16 памяти для ввода накопленного массива. При этом он запрашивает цикл доступа к памяти блока 16 по выходу 35, блок 5 синхронизации переключает коммутатор 27 для передачи на адресный вход 28 блока 16 памяти выход счетчика 24, который определяет адрес считывания ячейки памяти, Блок 5 формирует сигнал чтения из блока 16 памяти по вы52117 40 5 15 ходу 15 в блок 18, а также сигнал записи считываемого отсчета по выходу 34, по заднему фронту которого счетчик 24 увеличивает свое состояние на единицу, Если состояние счетчика .24 станет равным значению кода И, то .с помощью блока 20 сравнения он установится в исходное состояние. Код Б также подключен к третьему входу блока ДПФ 18, который с помощью этого кода контролирует объем обрабатываемого массива. Код И, код масштабирующего коэффициента М, который подключен к второму входу 1 0 делителя 11, и задающая частота Г на входе 8 ГТИ 7 являются определяющими параметрами работы анализатора спектра,Анализатор спектра позволяет выполнить параллельный спектральный (гармонический) анализ с малым числом арифметических, операций и объемом оборудования, что позволяет расширить частотный диапазон анализируемых сигналов, повысить спектральное ра з решение . Высокая изб ира тельная способность синхронного накопления позволяет повысить соотношение .сигнал/шум. 5 10 15 20 25 30 35 Формула изоб ретения Анализатор спектра, состоящий иэ генератора тактовых импульсов, сумматора, первого и второго счетчиков, блока памяти и аналого-цифрового преобразователя, вход которого соединен с входом анализатора спектра, вход синхронизации аналого-цифрового преобразователя соединен с выходом генератора тактовых импульсов, вход которого соединен с втооьм входом анализатора спектра, о т л и ч а ю щ и й " с я тем, что, с целью расширения частотного диапазона и повышения спектрального разрешения, введены последовательно соединенные первый регистр, вычитатель и делитель, а также второй регистр, коммутатор, первый и второй блоки сравнения, 1 блок с инхронизации и блок диск ре тного преобразования Фурье, первыйвход которого объединен с вторыми выходами вычитателя и сумматора и сое-,динен с выходом блока памяти, первый вход которого подключен к выходу второго регистра первый входпоследнего соединен с выходом сумматора, первый вход которого соединен с выходом делителя, вход первогорегистра соединен с выходом аналогоцифрового преобразователя, тактирующий вход первого регистра объединенс первым входом блока синхронизациии соединен с выходом генератора так-товых импульсов, первый выход блокасинхронизации соединен с входамиуправления блока памяти, коммутатора и тактовыми входами второго регистра и первого счетчика, выходкоторого соединен с первыми входамипервого блока сравнения и коммутатора, второй вход коммутатора объединен с первым входом второго блокасравнения и соединен с выходом второго счетчика, тактовый вход которогообъединен с вторым входом блока дискретного преобразования Фурье и соединен с вторым выходом блока синхронизации, первый выход блока дискретного преобразования Фурье соединен свторым входом блока синхронизации,второй выход блока дискретного преобразования Фурье соединен с выходоманализатора спектра третьим и четвертым входами анализатора спектра являются соответственно вход кода коэффициента масштабирования и вход кода объема выбора, последний подключен к третьему входу блока дискретного преобразования Фурье и к вторымвходам первого и второго блоков срав кения, выходы которых соединены свходами начальной установки соответ" ственно первого и второго счетчиков,выход коммутатора соединен с адресным входом блока памяти, второй вход делителя соединен с входом кода коэффициента масштабирования.1552117 щ 3 С Ффср Р ф- Ю а5 о,0 ф:, ер С О вер вб РО оставитель В, Смол ехред А.КравчукБугренкова Корректор А. Обруч Редакт Заказ 32ВНИИПИ Г Тираж 555 омитета по изобретенияМосква, Ж, Раушская Подписноеи открытиям при ГКНТ СССРб., д. 4/5 арственног 113035