Анализатор спектра

Союз Севетскик Социалистических Реслублик(22) Заявлено 18.07.78 (21) 2645262/18-21 (5)М. Кд. с присоединением заявки Йо(23) Приоритет С 0123/16 Государствеяяый омитет СССР яо дедам язобветеняй я отоытяйОпубликовано 15,03,81. Бюллетень М 10 Дата опубликования описания 20. 03. 81(54). АНАЛИЗАТОР СПЕКТРА Изобретение относится к специали. эированньм средствам измерительной техники, предназначенным для исследований спектральных и временных свойств случайных электрических сигналов, характеризующих, например, биологические структуры в медицинс - ких экспериментах или технические объекты в промышленности.Известны анализаторы, содержащие квантователь, широтно-импульсный преобразователь, регистр сдвига, умножитель, накопитель, коммутаторы, регистр опроса, делитель частоты и генератор тактовых импульсов (11.Их недостатком является сложность анализа, связанная с избыточностью узлов анализатора и с необходимостью обеспечения условий сопряжения с другими анализаторами при вычислении других интегральных функций.Цель изобретения - упрощение анализа.Поставленная цель достигается тем, что в анализатор спектра, содержащий входной блок, состоящий иэ последовательно соединенных квантователя и широтно. импульсного преобразователя, выход которого через регистр сдвига подключен ко входам умножителя, состоящего иэ й ключей, два коммутатора,связанных между собой через накопитель, регистр опроса, выходы которого соединены с управляюцими входамипервого коммутатора, а вход подключен к выходу делителя частоты, другой выход которого соединен с входным блоком, а вход подключен к выхо .30ду генератора тактовых импульсов,дополнительно введены во входной блокключ и интегратор, в умножитель -М/4входных ключей, а также весовые резисторы, инвертор и два регистра опроса, входы которых подключены к соответствующим выходам делителя частоты, причем выходы второго регистраопроса соединены с управляющими входами второго коммутатора, один выходтретьего регистра опроса соединен с 20 управляющим входом инвертора, а егодругие выходы подключены к управляющим входам вторых ключей умножителя,при этом выходы вторых ключей умножителя через весовые резисторы подключены ко .входу инвертора, выход которого подключен к одним входам второгокоммутатора, а к его другим входамподключены выходы первых ключей умножителя, входы первых и вторых ключей ЗО объединены и подключены к выходу ин 813304тегратора, соединенного одновременно через введенный ключ со входом квантователя, выход ко".орого соединен со входом интегратора.На фиг. 1 представлена структурная схема анализатора; на фиг. 2 - временная диаграмма, иллюстрирующая Формирование ряда частот базисной функции и процедуру преобразования Фурье сигнала.Анализатор содержит входной блок ( устройство ) 1, состоящий из квантователя 2, широтно-импульсного преобразователя 3, интегратора 4 и ключа 5, регистр б сдвига, умножитель 7, состоящий иэ первых ключей 8, вторых ключей 9-1-9-йи весовых резисторов 10-1-10-й/4-1 инвертор 11, второй коммутатор 12 с ключами 13-1-13-й/4 -1 накопитель 14, первый коммутатор 15, генератор 1 б тактовых импульсов, делитель 17 частоты, первый 18, второй 19 и третий 20 регистры опроса.Анализато;. работает следующим об - разом.1. Вычисление корреляционной функции.Процедура вычисления осуществляет 10 еса,при котором входной сигнал в одном канале анализатора подвергается дельта-модуляции, затем сигма-модуляции (по ширине импульса ), а в другом канале является непрерывным.Электрический сигнал подается на входное устройство 1, в одном канале которого подвергается дискретизации (непосредственно дельта-модуляции) и преобразованию дискреты определенной амплитуды в импульс соответствующей ширины в канале квантователь 2 - преобразователь 3 (аналог-ширина импульса ), а в другом канале сигнал через, замкнутый в этом режиме ключ 5 проходит на входы всех ключевых умножителей 7, к которым подключены информационные входы первых ключей 8. В этот момент времени широтномодулированный импульс, поступая на вход регистра б сдвига, с помощью тактовых импульсов от генератора 1 б продвигается по нему, одновременно поступая через соответствующие выходы 0,1,2 Мна управляющие входы ключей 8 и замыкает их на этот интервал времени ( Ь Т- от выборки х/1 Ь 14 Т 2- от /2 Ы, и т.д.) . В течение каждого такого интервала времени на выходах ключей 8 формируются произведения, поступакщие на входы накопителя 14, формируя., соответствующие ординаты корреляционной Функции.Для вывода полученной информации на регистрирующие устройства с выхода делителя 17 часТоты на вход регистра 18 опроса поступает импульс, который продвигается по нему, однбвременно поступая с соответствующих выходов на управляющие входы определенных клюЗО 35 40 50 55 60 ся в соответствии с алгоритмом Стилтьчей коммутатора 15, благодаря чему через эти ключи считывается информация, полученная в 0,1,2 йячейках накопителя 14.2. Вычисление спектра сигнала.Вычислительная процедура представляет собой последовательность математических операций, составляющих дискретное преобразование Фурье (, ДПФ ), при помощи которого производится вычисление спектра сигнала за И циклов, т.е. один цикл преобразований для каждой из 1 выборок входного сигнала (фиг.2,а).В исходном состоянии ключ 5 разомкнут; в управляемом инверторе 11 устанавливается коэффициент передачи +1 (фиг,2,6); с первого выхода делителя 17 частоты формируется начальная частота повторения импульсов Г 1 из ряда частот Р 1 для управления регистром 20 опроса, а с другого выхода делителя 17 частоты на регистр 19 опроса эта частота Р 1 подается постоянно.1 цикл. На вход анализатора подается случайный сигнал х//, и по команде от генератора 1 б тактовых импульсов через третий выход делителя 17 частоты производится управление квантователем 2, Полученная первая выборка х/1 Ьс/ подается на интегратор 4, запоминается в нем ( до получения следующей выборки х/2 ьс/) и задает потенциал этого уровня на входной шине, к которой подключены входы всех вторых ключей 9 умножителя 7.На входы регистров 19 и 20 опроса. одновременно подаются управляющие импульсы с первого и второго выходов делителя 17 частоты, с нуль-выходов этих регистров импульсы поступают на управляющие входы ключа 9-1 и ключа 13-1 коммутатора 12. При этом потенциал, соответствующий значению выборки х/1 Лй/, через ключ 9-1 подключается к весовому резистору 10-1, после которого, уменьшенный на определенную Величину, подается через инвертор 11 и ключ 13-1 в ячейку "0" накопителя 14, При продвижении импульсов опроса в регистре 19 и в регистре 2 б они поочередно считывают потенциал с входной шины через ключи 9-1, 9-2 9-в/4 -1 на соответствующие резисторы 10-1, 10-2 10-й 4-1, с которых они подаются на последовательно соединенные инвертор 11, соответствующие ключи 13-1, 13-2 13-й/4-1 и входы ячеек 1,2Ч/4 -1 накопителя 14. В этот момент импульс опроса с( й/4-1) -го выхода регистра 20 поступает на управляющий вход управляемого инвертора 11 и изменяет знак коэффициента передачи с +1 на -1 ( Фиг.2,6.), Продвигаясь в регистре опроса 20,импульс поступает далее на выходы М/4, Й/4+1 Й/2-2, благодаря чему последовательно замыкаются ключи 9, подключенные к резисто 813304В 1 ЗЗО 4 Составитель А. Орлов едактор А, Гук Техред М,Голинка Корректор ак сноео к СССР игула иал ППП "Патент 1, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 аз 766/56 Тираж 732 ВНИИПИ Государственног по делам изобретениЯ 13035, Москва, Ж, РаушсПодпи омитета открытий наб., д