Аналого-дискретный анализатор спектра

Союз СоветскинСоциалистическикРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 734740Опубликовано 15,05,80,.Бюллетень .% 18 Дата опубликования описания 18.05,80 В. И, Якименкося к области спев вычислительной Изобретение относ иализированных сред ехники, предназначен ии исследования случ рит ой для автоматизайных электричесой ич ных классов сигналов производят предварительное временное сглаживание сигнала, т. е. умно;кение (в арифметическом устройстве) сигнала на.весовую функцию определенного класса, или производят частотное сглаживание - результат вычислений умножают на частотное "окно, выборочные значения которого хранятся в табличной (постоянной) памяти 1,По основному авт. св. Мо 433505 известен многоканальный аналого-дискполуостуюце дуруго разимеюший прифровыми) лр ретный анализат(по сравнению ссинтеза ряда фурличные оценки " ье, описывающ Получение анса пектра достига ся благодаряо соединенны елятору, блокозбуждаемых что многопереклюпоследователь анальному кор ателей и блоку ких сигналов и принятия решений по ченным оценкам вероятностных характеристик, например в акустике, радиофизике, технической диагностике и гр.Современные научные и технические эксперименты, в которых отсутствует ил мала априорная информация о кла:се сиг палов, подвергаемых обработке, часто проводятся в условиях, при которых требуется высокая скорость получения результатов измерений при высокой точнос.ти оценки характеристик каждого из классов входных сигналов.Аппаратурное решение задачи анализа спектра с указанными требованиями может производиться как автоматическими цифровыми так и аналого-дискретными анализаторами, используюшими алгоритмы дискретного преобразования Фурье (ДПф) для обработки непосредственно ого случайного сигнала или предваьно вычисленной корреляционнойии. При, том для обеспечения выочности вычислений спектра разл усеченного" спектра,бля оценок "усеченного"734740 4 Схема анализатора спектра содержитмногоканальный коррелятор 1, выходычерез блок 2 переключателей , соединены с блоком 3 возбуждаемых контуров4, выходы которых соединены со входами блока 5 суммирования, содержащего канальные сумматоры 6, первые входы каждого из последующих сумматоров 406 соединены с выходом предыдущего, авторые входы. являются входами блока 5суммирования; блок 7 принятия решенийсодержащий подключенный ко входуанализатора спектра измеритель 8 ин 45тервала корреляции., последовательно кпервому выходу которого подключеныпервый счетчик 9 и первый дешифратор10, ковторому выходу последовательноподключены второй счетчик 9 и второй 50дешифратор 11, к выходам канальныхсумматоров 6 подключены входы первогокоммутатора 12, общий выход которогоявляется первым выходом анализатораспектра и соединен со вторым коммутатором 13 и линией 14 задержки, перваягруппа выходов которой соединена с а- третьим коммутатором 15, вторая группа выходов с четвертым коммутатором включен ряд канальных сумматоров, при,чем первый вход каждого из последующих сумматоров соединен с выходом предыдущего, а вторые входы подключены квыходам соответствующих канальных возбуждаемых контуров, все сумматорыобьединены в блок суммирования. Такоевыполнение устройства позволяет за одинцикл измерений наиболее быстрым способом получить несколько оценок спектра,одновременно суммируя в ряде сумматоров колебания с выходов ряда канальныхконтуров, благодаря чему каждый из полученных результатов эквивалентен одной из оценок спектра с заданной точкойусечения весовой функцииЕ 23,Недостатками указанного анализатораявляотся ограничения, накладываемыена класс обрабатываемых сигналов. Априори должен быть известен класс сигнала с монотонным спектром, "гладким"(шумоподобные сигналы), либо со спектром, содержащим периодические компоненты с небольшим отношением амплитуд,так как при прямоугольной весовойфункции, используемой при анализе, первый боковой лепесток имеет уровеньтолько - 13,2 дБ от основногочто привело бы к значительным погрешностямвычислений других классов сигналов.Незнание ожидаемого интервала коррекции приводит ко второму типу погрешностей спектра из-за влияния "хвостов"коррепяционной функции (ординат не несущих информации) на оценку спектра.Выбор требуемой оценки спектра из ансамбля производится вручную, ориентировочно,Бель изобретения - повышение точности и расширение класса исследуемыхпроцессов,Поставленная цель достигается тем, что в анализатор введены четыре коммутатора, линия задержки, блок управления и блок принятия решений, первый вход которого соединен со входом анализатора спектра, а второй с первым выходом блока управления, второй выход которого подключен к первому входу первого коммутатора, второй вход которого соединен с первым выходом блока принятия решений, второй и третий выходы которого подключены к первым входам соответственно второго и третьего коммутаторов, выходы второго третьего и четвер того коммутаторов соединены с соответствующими входами многовходовоГЬ сумм матарагруппа информационных входов 5 10 15 20 25 Зо первого коммутатора соединена с соответствующими выходами блока суммирования, а выход первого коммутатора подключен ко второму входу второго комму-. татора и ко входу линии задержки, первая группа выходов которой соединена соответственно с группой информационных входов третьего коммутатора, вторая группа выходов линии задержки подключена соответственно к группе информационных входов четвертого коммутатора,Кроме того, блок принятия решений содержит измеритель интервала корреляции, первый и второй входы которого являются соответственно первым и вторым входами блока принятия решений, первый и второй выходы измерителя интервала 1. корреляции подключены соответственно через первый и второй счетчик к первому и второму дешифратору, выход первого дешифратора является первым выходом блока принятия решения, второй и третий выходы которого соединены соответственно с первым и вторым выходами второго дешифратора.На фиг. 1 приведена блок-:хема описываемого анализатора спектра; на фиг.2 - выбор точек усечения корреляционных функций и.результаты сглаживания одного из спектров двумя типами спектральных "оконф.20 сте (6 состоящей из смещ Х 1 оценок спектра ными средствами б ми затратами допол ния,ния и диерии решается аппаратурстро и с небольшинительного оборудоваТаким образом,ных автоматическихра в предложенномуправлять точкой унии Фурье-преобраз омичи вестпектанализатор анализаторе ечения при дается птолневания б р е т е н и я35 р мула и 1. Аналогь- диск спектра по авт. св. личающий с повышения точности са исследуемых проц спектра введены чет линия задержки, бло входовой сумматор шений, первый вход ретный анализатор,433505, о т - я тем, что, с целью и расширения класессов, в анализатор ыре коммутатора, к управления, много- и блок принятия рекоторого соединен- на 20-30 дБ меньшим, чем при прямоугольной временной функцииь.( )-Вследствие этой процедуры из 1-х циклов преобразований возможен анализ спектра более широкого класса входных сигналов и обеспечивается автоматическое изменение точки усечения временной фуйкции с последующим частотным сглаживанием спектра таким спектральным "окном", которое в достаточной степени согласовано с классом входного сигнала,Благодаря этому не решаемая анали 15 тически задача обеспечивания условий минимизации относительной среднеквадратической погрешности со входом анализатора спектра, а второй с первым выходом блока управления,второй выход которого подключен к первому входу первого коммутатора, второйвход которого соединен с первым выходом блока принятия решений, второй итретий выходы которого подключены кпервым входам соответственно второгои третьего коммутаторов, выходы второго, третьего и четвертого коммутаторовсоединены с соответствующими входамимноговходового сумматора, группа информационных входов первого коммутатора соединена соответствующими выхода ми блока суммирования, а выход первого коммутатора подключен ко второмувходу второго коммутатора и ко входулинии задержки, первая группа выходовкоторой соединена соответственно с группой информационных входов третьего коммутатора, вторая группа выходов линиизадержки подключена соответственно кгруппе информационных входов четвертого коммутатора.2. Устройство по п. 1 о т л и ч а -ю щ е е с я тем, что блок принятиярешений содержит измеритель интервалакорреляции, первый и второй входы которого являются соответственно первым ивторым входами блока принятия решений,первый и второй выходы измерителя интервала корреляции подключены соответственно через первый и второй счетчикик первому и второму дешифратору, выходпервого дешифратора является первым выходом блока принятия решения, второй итретий выходы которого соединены соответственно с первым и вторым выходами второго дешифратора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР455293, кл. Я 01 Р 23/00, 1973.2. Авторское свидетельство СССР433505, кл. Я 06 9 7/52, 1972.734740 В= Фиг Л Составитель В. Жовинскийикова Техред Я. Бирчак Корректор В,дакто Заказ 222 7/14 Тираж 751 Подпися ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж 35, Раушская наб., д. 4/5