Панорамный измеритель спектра

Панорамный измеритель спектра

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ПАНОРАМНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ СПЕКТРА по авт. св. №569961,0 т л и ч аю щ и и с я тем, что, с целью повьииения точности измерений, в него введены последовательно соединенные формирователь разностного сигнала, цифровой интегратор и двумерный цифровой экстрематор, а также блок измерения мощности входного сигнала и грубой оценки частоты, блок грубой оценки ширины спектра и измеритель мощ-. нисти помехи, входы которых объединены и подключены к выходу квадратора, при этом выход измерителя мощности помехи подключен к второму входу блока грубой оценки ширины спектра и одновременно к входу формирователя разностного сигнала, второй вход которого подключен к выходу интерполятора , первый и второй входы интерполятора , цифрового интегратора и двумерного цифрового экстрематора соединены с первыми выходами блока измерения мощности входного сигнала и грубой оценки частоты и блока грубой оценки ширины спектра соответственно, ® а второй выход блока измерения мощности входного сигнала и грубой оценки частоты подключен к третьим входам блока грубой оценки ширины спектра и формирователя разностного сигнала.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„187092 (5!)4 G 01 R 23/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ а Иеъвт .т

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 569961 (21) 3514473/24 — 21 (22) 24.11.82 (46) 23.10.85. Бюл. Р 39 (72) А. П. Трифонов и А. К. Сенаторов (71) Воронежский политехнический институт и Воронежский ордена Ленина государственный университет им. Ленинского комсомола (53) 621.317.757 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 569961, кл, G 01 R 23/00, 1977. (54) (57) ПАНОРАМНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ

СПЕКТРА поавт.cs.1Р 569961,о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введены последовательно соединенные формирователь разностного сигнала, цифровой интегратор и двумерный цифровой экстрематор, а также блок измерения мощности входного сигнала и грубой оценки частоты, олок грубой оценки ширины спектра и измеритель мощ-. ности помехи, входы которых объединены и подключены к выходу квадратора, при этом выход измерителя мощности помехи подключен к второму входу блока грубой оценки ширины спектра и одновременно к входу формирователя разностного сигнала, второй вход которого подключен к выходу интер полятора, первый и второй входы интерполятора, цифрового интегратора и двумерного цифрового экстрематора соединены с первыми выходами блока измерения мощности входного сигнала и грубой оценки частоты и блока грубой оценки ширины спектра соответственно, а второй выход блока измерения мощности входного сигнала и грубой оценки частоты подключен к третьим входам блока грубой оценки ширины спектра и формирователя разностного сигнала.

1187092

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано для одновременного измерения центральной частоты и ширины энергетического спектра. сигналов.

Панорамный измеритель спектра является усовершенствованием известного панорамного измерителя частоты по авт. св. Р 569961.

Цель изобретения — повышение точности измерений.

Предлагаемое устройство за счет дополнительного измерения ширины спектра и оптимизации совместного измерения центральной частоты и ширины спектра обеспечивает предельно достижимую точность оценки (оценки максимального правдоподобия) центральной частоты спектра сигнала и, следовательно, обеспечивает существенный выигрыш в точности оценки по сравнению с известным устройством. Так,по мере расширения спектра сигнала и увеличения протяженности его плоской вершины выигрыш д в точности измерения в предлагаемом устройстве растет пропорционально квадрату базы сигнала и0,05 В (В Я Т/2 ). Например, при весьма умеренной базе В = 30, выигрыш равен !6 Дб.

На чертеже приведена структурная схема предлагаемого устройства.

Измеритель содержит смесители 1 и 2, к которым подключен квадратурный генератор

3. Выходы смесителей 1 и 2 подключены к фильтрам 4 и 5 нижних частот. Фильтры 4 и 5 соединены с дискретизаторами 6 и 7, к которым подключен задающий генератор

8 сигналов дискретизации. Выходы дискретизаторов 6 и 7 соединены с аналого-цифровыми преобразователями 9 и 10, которые подключены к блоку 11 вычисления дискретного преобразования Фурье. Выход блока l l подключен к квадратору 12, выход которого соединен с блоком 13 измерения мощности входного сигнала и грубой оценки частоты, с вторым входом блока 14 грубой оценки ширины спектра, с третьим входом интерполятора 15 и входом блока 16 измерения мощности помехи, выход. которого соединен с третьими входами блока 14 грубой оценки ширины спектра и формирователя 17 разностного сигнала. Выход интерполятора 15 соединен с вторым входом формирователя 17 раэностного сигнала, подключенного своим выходом к третьему входу цифрового интег" ратора 18. Выход интегратора 18 соединен с третьим входом двумерного цифрового экстрематора 19. Первый и второй входы интерполятора 15, интегратора 18 и экстрема- тора 19 соединены с первым выходом блока

13 измерения мощности входного сигнала и грубой оценки. частоты и выходом блока

14 грубой оценки ширины спектра, а второй выход блока 13 грубой оценки частоты подключен к первым входам интерполятора 15 и блока 16.

Устройство работает следующим образом.

На вход панорамного измерителя спектра (смесители 1 и 2) поступает аддитивная

1О смесь полосового стационарного случайного сигнала и широкополосной помехи со спек- тральной плотностью в полосе частот, существенно превышающей полосу частот сиг1 нала. При этом неизвестная центральная

15 частота энергетического спектра заключена

I в интервале армии "1 1щдкс, а неизвестная ширина энергетического спектра может принимать значения из интервала

20 м.к < ..с.

На вторые входы смесителей 1 и 2 подаются сдвинутые одно относительно другого на угол У/2 гармонические колебания с квадратурного генератора 3. Фильтры 4 и

25 5 обеспечивают выделение низкочастотных составляющих спектра колебаний на выходах смесителей 1 и 2. Дискретизаторы 6 и 7 дискретизируют по времени компоненты низкочастотного аналитического сигнала с шагом, 30 задаваемым генератором 8. Аналого-цифровые преобразователи 9 и 10 преобразуют дискретные значения компонентов сигнала в цифровую форму. Блок 11 вычисления дискретного преобразования Фурье формирует отсчеты действительной и мнимой части его

Фурье спектра. Квадратор 12 путем нахождения квадратов модулей отсчетов Фурье-спектра формирует отсчеты энергетического спектра. Далее блок 13 путем перебора отсчетов

40 (дискрет) энергетического. спектра, поступающих с квадратора 12, находит максимальный из них и определяет его местоположение (т.е. частоту) и величину, С первого выхода блока 13 информация о грубой оценке частоты подается на первые выходы интерполятора 15, интегратора 18, экстраметора 19, а информация о величине максимальной дискреты подается на первые входы блоков 14 и 16. Измерение величины энергетического спектра

50 помехи производится измерителем 16 мощности помехи путем выделения из сигнала с квадратора 12 дискреты энергетического спектра помехи на частоте

Р. мокс Фмакс макс ) и определения ее величины. Блок 14 грубой оценки ширины спектра путем перебора дискрет энергетического спектра определяет максимальное расстояние между дискретами, 3 11 величина которых превышает порог. Пороговый сигнал формируется в блоке 14 по информационным сигналам, поступающим на первый и третий входы с блоков 13 и 16 соответственно. С выхода блока 14 информация о грубой оценке ширины энергетического спектра сигнала поступает на вторые входы интерполятора 15, интегратора 18, экстрематора 19. Интерполятор 15, используя информацию, заключенную в амплитудах отсчетов и с использованием информации л л о величинах 4 и Й, поступающей с блоков 13 и 14 вырабатывает интерполированный энергетический спектр входной смеси сигнала и широкополосной помехи. Восстановленный энергетический спектр поступает на второй вход формирователя 17 разностно87092 4

ro сигнала, На первый и третий его входы поступают информационные сигналы с блоков

1З.и 16. Сформированный в формирователе

17 раэностный сигнал поступает на третий вход цифрового интегратора 18, который вычисляет интеграл как функцию двух параметров 4 и Я. Далее этот сигнал подается на вход двумерного цифрового экстре матора, который вырабатывает величины

1р 1„, Я„,, являющиеся координатамн наибольшего максимума функции. С первого выхода экстрематора 19 снимается оценка 4„„неизвестной центральной частоты энергетического спектра сигнала, а с второго выхода экстре15 матора 19 снимается оценка Я неизвестной ширины энергетического спектра сигнала.

ВНИИПИ З 6544/50

Подписное ф„пиал ПЦП "Патент", ужгород, ул. Проектная, 4