Способ нелинейной обработки сигналов
Похожие патенты | МПК / Метки | Текст | Заявка | Код ссылки
Текст
(191 (111 А 1 а) 4 С 01 В. 23/16 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ Н АВТО МУ СВИДЕ ГЕЛЬСТ ЕЙНОЙ ОБРАБОТКИ(57) Изобретение отно рительной технике.и м пользовано в приборос ке, связи, акустике, в при автоматическом ра ится к измежет быть исроении, техни"кибернетикепознавании оигизмер ь испольтехнике ике при и сигналов,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯЧ И.ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР 1(21) 4239034/24-21(56) Авторское свидетельство СССРй 594519, кл. О 01 В; 23/16, 1978.Авторское свидетельство СССРй 485565, кл. С 01 В. 23/16, 1975.Авторское свидетельство СССРР 792172, кл. С 01 В 23/16, 1980. Изобретение относится к тельной технике и может быт зовайо в приборостроении, в связи, акустике, в кибернет автоматическом распознавани Цель изобретения - повьппение производительности измерений сигналов со сложной частотной структурой.По предлагаемому способу анализируемый сигнал разделяют на частотные составляющие, размещаемые вдоль пространственной координаты на расстоя.ниях, пропорциональных логарифмам значений их частот. Огибающие полученных частотных составляющих после налов. Целью изобретения являетсяповышение производительности измерений сигналов со сложной частотнойструктурой. Для этого анализируемыйсигнал разделяют на частотные составляющие, размещаемые вдоль пространственной координаты на расстояниях,пропорциональных логарифмам значенийих частот. Огибающие полученных частотных составляющих после оценки ихуровня используют для измерения параметров структуры на участках, соответствующих коорцинатам расположения амплитуд выделенных частотныхсоставляющих сигнала, Практическаяреализацйя предлагаемого способа подтвердила достижимость сокращения избыточности в описании отображениясигналов, отличающихся друг от другачастотным масштабом. 1 ил,оценки их уровня используют для измерения параметров структуры на участках, соответствующих координатамрасположения амплитуд выделеных час- тотных составляющих сигнала.Для выявления характеристики получившейся неоднородной структуры применяется тактовый сигнал, поступаю" щий из источника сигнала и распространяющийся вдоль структуры. Отклики структуры на тестовый сигнал существенно зависят от величины и мест расположения изменений ее параметров, вызванных частотными составляющими анализируемого сигнала. Частотный анализ откликов структуры на тесто1525610 Вф 1 О х =В-В,15 20 30 35 40 45 50 55 х О- В 1 пГ 3вйй сигнал представляет собой совокупность компонент спектра,. значения частот и амплитуд которых используют ,в качестве отображения сигнала,На чертеже изображено устройство, ,реализующее предлагаемый способ.Устройство содержит источник 1 анализируемых сигналов,.источник 2 тестового, сигнала 6, линию 3 задержки (ЛЗ), одновременный анализатор 4 спектра (ОАС), детекторы 5.Источники 1. и 2 сигнала включены последовательно между входами ЛЗ 3 и входами ОАС 4, выходы последних подсоединены через детекторы 5 к управляющим входам ЛЗ 3. Обрабатываемый сигнал подают от источника на вход ОАС 4 через последовательно соединенный с ним вход ЛЗ 3. Параметры ,ОАС и ЛЗ выбраны так, что входное сопротивление ОАС в диапазоне анализируемого сигнала является активным, а входное сопротивление ЛЗ существенно зависит от распределения неоднородностей волнового сопротивления вдольее длины.На выходах ОАС основу которого составляет известный преобразователь частота " координата (ПЧК), формиру,ют напряжение в соответствии с частотной .структурой сигнала и пространственно"частотными характеристиками самого ОАС. Напряжения с выходов ОАС через детекторы 5 подают на управляющие входы ЛЗ; От значений напряжений, приложенных к управляющим вхо, дам ЛЗ, зависят величины погонных волновых сопротивлений соответствую, щих ее участков. Действием управляющих напряжений формируют в ЛЗ участки с резким изменением погонного волнового сопротивления, что соответственно сказывается на характеристике входного сопротивления получившейся неоднородной ЛЗ.Пространственное, распределение неоднородностей вдоль ЛЗ отражает частотную. структуру сигнала с учетом его преобразований в ОАС. Так, если в ОАС используется известный ПЧК, то координата максимального отклика на тональный сигнал связана с его частотой логарифмической зависимостью, фт.е. где 0 и В - постоянные величины,Й - частота сигнала, вызыва-ющего максимальный отклик в т. х на ОАС,Если сигнап состоит из двух составляющих с частотами Е и Г , то они вызывают максимальные отклики на ПЧК в т. х и х,отсюда разность, т,е. интервал между точками максимального возбуждения на ОАС, пропорционален отношению частот компонент, составляющих сигнал.Следовательно, сигнал с компонентами, частоты которых находятся в одинаковых отношениях характеризуются тем, что точки максимального возбуждения на ОАС при действии таких сигналов находятся друг от друга на одинаковом расстоянии.Соответственно на ЛЗ неоднородности, возникающие вдоль нее при действии таких сигналов, также находятся друг от друга на одинаковом расстоянии. Следовательно, особенности частотной структуры сигналов оказываются отраженными в относительном расположении неоднородностей вдоль ЛЗ. Причем, при данном типе ОАС все сигналы, компоненты которыхпо частоте находятся в одинаковомотношенни, характеризуютсяобщим признаком, в именно неоднородности вдоль ЛЗ, возникающие под действием управляющих сигналов с детекторов, располагаются друг от друга на одинаковом расстоянии, Для выявления характера расположения неоднородностей вдоль ЛЗ на ее вход подают импульсный тестовый сигнал, вызывающий в неоднородной ЛЗ собст- . венные колебания. Собственные частоты колебаний в ЛЗ с резкими нарушениями однородности определяются временем распространения волны между участками со скачкообразным изменением волнового сопротивления.По предлагаемому способу на устройстве наряду с анализируемым сигналом тестового импульса в неоднородной ЛЗ возбуждаются собственные колебания, частоты которых отражают свойства частотной структуры анализируемых сигналов. Так как ЛЗ соединена последовательно с ОАС и источником сигнала, то возникшие в ней25610 введем тавляющих, т.е. х, = 0 - В 1 п Б;,(б) где 50 5 15 колебания поступают в ОАС и вызывают на его выходах отклики, характерирующие частоту собственных колебаний ЛЗ. Тем самым выявление отличительных признаков в частотной структуре анализируемых сигналов по предлагаемому способу сводится к измерению собственных частот колебаний неоднородной ЛЗ с неоднородностями, управляемыми с выходов ОАС, обладающего заданными характериситиками пространственно-частотной селекции. При этом определение значений частот собственных колебаний ЛЗ может осуществляться как методом определения мес" тоположений максимумов на специально выделенном для этой цели участке ОАС, так и с помощью отдельного измерительного анализатора, подключаемого параллельно ОАС, причем выходы такого дополнительного анализатора с ЛЗ не должны быть связаны. Распоз" навание сигналов (к ним относятся, например, аккорды одного типа независимо от тональности, гласные звуки независимо от высоты тока и т.п.) происходит по признаку появления собственных колебаний ЛЗ в заданном час" тотном участке. При этом выявление такого признака осуществляется в процессе действия сигнала на устройство и производится в реальном времени с автоматическим слежением за изменением структуры сигнала при передачеинформации. Процессы в ЛЗ записываются телеграфными уравнениями где, 2=г+1 Я 1. " погонный импенданспродольной ветви ЛЗ;У=И+ ЯС - полная погонная проводимость поперечнойветви ЛЗ в т. х;ц - входное напряжениеОАС,я и С - проводимость и емкость в поперечномсечении ЛЗ в т. хЯ - круговая частота,Полагая, что . - сопзй, г - саввам,я О, получаем Д со С (х) (г+Д Я Ь) П=О, (2)3 ц. 1 й 1 Эц ф 3 щщ Е5 ц(г+ Я 1)Ц дхУравнение дляимеет вид 3 . я.- + (г+3 ат,)-1 ИС(х) О. (4) Эх Уравнение (4) является уравнениемРикатти, решение которого может быть найдено для частных видов зависимос ти С(х). Предположим, что сигналсостоит из двух гармонических сосБ =А здп ц, +А з 1 псд20Тогда его спектр может быть представлен в Форме 25-.А ( )где 3(я - я; ) - дельта-функция.Кроме того, будем считать, что в диапазоне частот анализируемого сигнала 30входной импеданс ОАС значительнобольше входного импеданса ЛЗ в этомслучае можно записать БУ . Указанное условие может быть выполненос помощью выбора параметров ОАС иЛЗ; Коэффициент передачи ОАС Н ЦИ;х) 35 характеризуется соотношениями 40 (. ) 1 при х=х;О при хх;,х - координата (номер фильтра),Я; - частота действующего сигнала,Э,В - постоянные, зависящие отпараметров преобразователячастота " координата, входящего в качестве составной части в ОАС,Анализатор, обладающий указанными свойствами, реализуется в виде сочетания известного ПЧК, с устройствами преобразования частотозависимых напряжений.Тогда выражение для напряжений на выходах анализатора будет иметь вид=А,3 (х-х,)+А 3(х-хг)(7)ем самым зависимость погонной волновой проводимости линии вадержки откоординаты х будет иметь вид. ЯС е при х:х, 153 ОСо при х хг,1525610 противления от координаты может быть найдено методом разделения всей ЛЗ на однородные участки и сшивания решений 5 полученных на каждом из них на границах, Приближенная формула, описывающая входнойимпеданс ЛЗ, погонное волновое сопротивление которой резко уменьшается в точках с координа тами х, и х , имеет вид при условииг) А,=А,1Я:1 Ьс,Решение уравнения Риккати при ука,занном виде зависимости волнового со 201)о ы 4 ЮЕе йц - -(х-х) О Я г. Из соотношения (11) следует, что с помощью рассмотрениой блок-схемы реализуется основное свойство предлагаемого способа обработки сигналов, а именно - сигналы, состоящие из компонент, отношение значений частот которых одно и то же, отображаются одинаково.Таким образом, практическая реализация предлагаемого способа обработки сигналов позволяет сократить избыточность в описании отображения сигналов, отличающихся друг от друга 40 частотным масштабом. КЯГЯ,С 4 (х -х,)ф ф Способ нелинейной обработки сигналов, заключающийся в том, чтоспектр исходного сигнала разделяютна И частотных составляющих, преобразуют частотную зависимость спектрав координатную согласно соотношению 50х =1 пЯ х=1 "И где Я - з.-й частот)ный диапазон, о т л и ч а ю щ и йс я тем что, с целью повышенияпроизводительности обработки, погонную проводимость линии задержки в1-й точке изменяют в соответствии са-й амплитуднойсоставляющей спектрвозбуждающнмися тестовыми сигналамисобственных колебаний является отобПолюса функции Еимеют много местатам, где выполняется условие Я Со оС 4) 9 1 ---- Е у е Ся - -(х -х )=0 о о д оФПри малой левой части решения полученного уравнения близки к значениям аргумента, в которых соблюдается соотношение где Е - собственные частоты ЛЗ,К=0,1,2В общем случае корни трансцедентного уравнения (10), определяющие частоты Й собственных колебаний ЛЗ, могут С 4быть получены графически или приближенными методами. Значения корней уравнения (10) определяются при прочих равных условиях разностью координат местоположений неоднородностей, а не их абсолютными значениями. Из полученной формулы можно сделать вывод о том,.что значения собственных частот неоднородной линии рассмотренным методом формирования неоднородностей зависит только от отношения частот компонент, составляющих сигнал и параметров линии Ь, С Формула изобретения ражением исходного сигнала.1525610Составитель Е.ГубановРедактор Т.ПарФенова Техред Л.Сердюкова Корректор Э.ЛончаковаЗаказ 7219/40 Тираж 714 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул, Гагарина, 1 О 1
СмотретьЗаявка
4239034, 29.04.1987
ПРЕДПРИЯТИЕ ПЯ Г-4173
МОЛЧАНОВ АЛЕКСАНДР ПАВЛОВИЧ, БАБКИНА ЛЮДМИЛА НАЗАРОВНА
МПК / Метки
МПК: G01R 23/16
Метки: нелинейной, сигналов
Опубликовано: 30.11.1989
Код ссылки
<a href="https://patents.su/5-1525610-sposob-nelinejjnojj-obrabotki-signalov.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Способ нелинейной обработки сигналов</a>
Предыдущий патент: Цифровое устройство для обработки информации частотных датчиков
Следующий патент: Анализатор для контроля параметров
Случайный патент: Устройство для крепления длинномерных грузов на транспортном средстве