Устройство для анализа многокомпонентных сигналов

ОП ИСАНИЕИЗОВРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалистическихРеспублик(51)М. Кл, С 06 С 7/52 с присоединением заявки (23) Приоритет Ъеударетеанный кокнтет СССР по делам нзооретеннЯ н открытнЯ(72) Автор изобретения Р.Т, Сайфуллин Куйбышевский политехнический институт им. В.В.Куйбышева(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АНАЛИЗА МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ СИГНАЛОВИзобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано, в частности в автоматизированных системах обработки аналитической информации.5Известно устройство для спектралн ного анализа , содержащее блок преобразования входной инфбрмации,включающее квантователь по времени, блок управления с генератором импульсов и коммутатор, блок, содержащий ячейки памяти, матрицы, состоящие из аналоговых вычислительных ячеек 11.Однако указанное устройство обла" дает невозможностью Функционального 1 преобразования спектра исходного сигнала и воспроизведения сигнала с пре. образованным спектромНаиболее близким по технической сущности к предлагаемому является 2 о устройство для измерения коэффициентов Фурье, содержащее блоки усреднения, вход каждого из которых соединен с перемножителем анализируемого сигнала на одно из квадратурных гар" монических сигналов, соответствующих измеряемой спектральной компоненте и генератор квадратурных гармонических напряжений 21.Недостатком известных устройств является невозможность функционального преобразования спектра исходного сигнала и воспроизведения сигнала с преобразованным спектром.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройст. ва за счет функционального преобразования спектра анализируемого сигнала и воспроизведения сигнала с пре" образованным спектром.Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее генератор квадратурных гармонических напряжений и Й цепочек, каждая из которых состоит из последовательно соединен- ных перемножителя и блока усреднения, при этом первые входы перемножителей всех цепочек объединены и- ( - ,) где у- параметр разрешения, Исходная смесь (1) может быть представлена в виде ряда фурье Ой,х=О гд 3 9420 б 4 являются входом устройства, а второй вход перемножителя каждой цепочки со единен с соответствующим выходом генератора квадратурных гармонических напряжений, введены сумматор, дополнительный генератор квадратурных., гармонических напряжений и в каждую иэ й цепочек последовательно соединенные блок памяти,; ключ, функцио. нальный преобразователь и дополни О тельный перемножитель, при этом вход блока памяти в каждой из й цепочек соединен с выходом блока усреднения своей цепочки, выходы дополнительных перемножителей подключены соот- " 15 ветственно к входам сумматора, а другие входы дополнительных перемножителей всех цепочек соединены соответ-. ственно с выходами дополнительного генератора квадратурных гармонических 20 напряжений, выход сумматора является выходом устройства.На Фиг. 1 изображена Функциональна 8 схема устройства; на фиг.2 - изменение частотной характеристики функции при изменении параметра ширины колоколообразного импульса; на фиг,3- исходный сигнал у(й), на фиг.4 - сигнал на выходе устройства (1-У импульсы),30Устройство состоит из М Ф.ремножителей 1. К первым входам перемножи 1 елей подключен генератор 2 квадра. ; турных гармонических напряжений. Вторые входы перемножителей 1 обьединены; 35 и,являются входом устройстваВыходыперемножителей 1 через соответствующие блоки 3 усреднения, блоки 4. памяти, ключи 5, функциональные преобразователи б подключены к одним из входов дополнительных перемножителей 7, к другим входам которых подключен дополнительный генератор 8 квадратурных гармонических напряжений. Выходы перемножителей 7 подключены к45 входам сумматора э,выход которого подключен к выходу устройства.Принцип работы устройстваосновал на следующем. Пусть анализируемый сигнал у(1)50 представляет собой смесь колоколообразных импульсовф. 4Из теории преобразования фурье,известно соотношение, связывающее функции во временной (й) и в частотной Г областях т.е, изменение масштаба функции на оси времени приводит к изменению частотной характеристики преобразованной функции, Применительно к функциям Гаусса, которыми описываются импульсы, уменьшение масштаба по временной оси (а1) эквивалент 4но уменьшению параметра ширины импульса, что вызывает увеличение составляющих более высоких частот в преобразованном спектре функции (фиг,2). Следовательно, если исходную смесь 11 ) подвергают преобразованию Фурье, затем коэффициенты разложения подвергают функциональному преобразованию, усиливающему высшие частоты, далее применяют обратное преобразование фурье, то получают но вую смесь, у которой ширина каждого импульса будет уменьшена по сравнению с исходным. В результате степень наложения смежных импульсов уменьша" ется, т.е. происходит их разделение (фиг.3, фиг.4).Новую смесь, полученную в результате преобразований, записывают в виде е - (ь- од/2, 61-3) Йг , у: фСохе) (Е) 1 ьУстройство работает следующим образом.В исходном состоянии ключи 5 разомкнуты.При измерении коэффициентовфурье, одновременно с началом сигнала у(й) (0 тй 6) включается генератор 2 квадратурных гармоническихнапряжений, вырабатывающий системуМ напряжений соя, где 4 = 0,1,2,М. В перемножителях 1 каждоегармоническое напряжение перемножается с анализируемым сигналом у.Ре. зультаты умножения интегрируютсяв блоках 3 усреднения, на выходекоторых реализуются значения коэффи ЗОциентов а 1 согласно соотношению(5), значения которых запоминаются вблоках 4 памяти,В режиме воспроизведения сигнала оператор замыкаетключи 5. Значения коэффициентов зьФурье, запомненные в блоках 4, преобразуются функциональными преобразователями 6 согласно соотношению ( 7) для некоторого значения пара.метра разрешения , заданного опе-, 40ратором. Одновременно с началом вос-,произведения сигнала Ь(х) включается.генератор 8 квадратурных гармонических напряжений, вырабатывающий сис 41 ь хтему М напряжений соз -Г , где ") =0,1,2 М.В перемножителях 7каждое гармоническое напряжение пе"ремножается с соответствующим преобразованным значением коэффициентавыхода преобразователя 6. Результаты вумножения складываются сумматором 9,выходное значение которого дает разрешенный сигнал согласно соотноше"нию 8).Введению новых элементов в иэвест-йое устройство позволяет существенгде Г - преобразование фурье,то но расширить его функциональныевозможности, Использование предлагаемого устройства в автоматизированныхсистемах обработки аналитической инФормации за счет расширения функциональных возможностей позволяет повысить достоверность определения числа неразделившихся импульсов ( компонентов ) в аналитических сигналах. формула изобретения. Устройство для анализа многокомпонентных сигналов, содержащее генератор квадратурных гармоническихнапряжений и М цепочек, каждая изкоторых состоит из последовательносоединенных перемножителя и блокаусреднения, при этом первые. входыперемножителей всех цепочек объединены и являются входом устройства, аъвторой вход перемножителя каждои це"почки соединен с соответствующим выходом генератора квадратурных гармонических напряжений о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей засчет функционального преобразованияспектра анализируемого сигнала ивоспроизведения сигнала с преобразованным спектром, оно содержит сумаиатор, дополнительный генератор квадратурных гармонических напряженийи в каждой иэ М цепочек последовательно соединенные блок памяти, ключ,функциональный преобразователь и дополнительный перемножитель, при этомвход блока памяти в каждой из М цепочек соединен с выходом блока усред".нения своей цепочки, выходы дополнительных перемножителей подключенысоответственно к входам сумматора.,а другие входы дополнительных пере"множителей всех цепочек соединенысоответственно с выходами дополнительного генератора квадратурных гармонических напряжений,. выход сумматора является выходом устройства.Источники информации,принятые во внимание при экспертизеАвторское свидетельство СССРНф 484528) кл. 6 01 М 31/00, 19732. Авторское свидетельство СССРН 446073 кл,1 л 06 6 7/19, 1973942064 Составитель Э.Сечинаедактор Н.Гришанова Техред ИТепер корректор Г.Решетни ФЗэка 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная 844/42 Тираж 7 ВНИИПИ Государственногопо делам изобретен 113035, Москва, Ж, Ра 1 Подп омитета СССР й и открытий шская наб., д.