Анализатор энергетического спектра
Патент 1567993
Авторы
Классы МПК
Анализатор энергетического спектра
Иллюстрации
Реферат
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в радиотехнических системах различного назначения, в частности радиолокационных, радионавигационных системах радиосвязи, для спектрального анализа многокомпонентных случайных процессов. Целью изобретения является повышение скорости спектрального анализа при сохранении высокой разрешающей способности по частоте. Анализатор энергетического спектра содержит M объединенных по входу параллельных каналов 1-1 1-M измерения блок 2 сложения, последовательно соединенные блок 3 синхронизации и регистратор 4, причем каждый канал измерения 1-M состоит из полосового фильтра 5, вход которого является входом канала 1-M, последовательно соединенных квадратичного детектора 6 и интегратора 7, выход которого является выходом канала 1-M. Новым в анализаторе энергетического спектра является введение M блоков 8 вычитания, нелинейного блока 9 с гиперболической амплитудой характеристикой, блока 10 памяти и блоков 11-1 11-M деления. 1 ил.
СООЗ COBETCHHX
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (5!) S (; 01 R 23/16
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ
0РН ГКНТ СССР
К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4387642/24-21 (22) 03.03.88 (46) 30.05.90. Бюл. Ф 20 (71) Горьковский политехнический институт (72) В.В.Савченко и Д.Ю.Акатьев (53) 621.317(088 ° 8)
i(56) Авторское свидетельство СССР
М 808957, кл. С 01 R 23/16, 1967. (54) АНАЛИЗАТОР ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО СПЕКТРА (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в радиотехнических системах различного назначения, в частности радиолокационных, радионавигационных системах радиосвязи, для спектрального анализа многокомпонентных случайных процессов. Целью изобретения является повьлпение скорости спектральI
„„SU„„1567993 А 1 ного анализа при сохранении высокой разрешаюшей способности по частоте.
Анализатор энергетического спектра содержит И объединенных по входу параллельных каналов 1 â€ вЂ” 1-Y измерения, блок 2 сложения, последовательно соединенные блок 3 синхронизации и регистратор 4, причем каждый канал измерения 1-m состоит из полосового фильтра 5, вход которого является входом канала 1-m последовательно соединенных квадратичного детектора
6 и интегратора 7, выход которого является выходом канала I-m. Новым в анализаторе энергетического спектра является введение 1! блоков 8 вычитания, нелинейного блока 9 с гиперболической амплитудной характеристикой, блока IO памяти и блоков 11 — 1
l1-M деления. I ил.
1567993
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в радиотехнических системах различного назначения, в частности, для спектрального анализа многоком5 понентных случайных процессов.
Целью изобретения является повышение скорости спектрального аналиsa при сохранении высокой раэрешак щей способности по частоте, На чертеже представлена структурная схема устройства.
Анализатор энергетического спектра содержит М объединенных по входу параллельных каналов измерения 1-1
I-М, блок 2 сложения, последовательно соединенные блок 3 синхронизации и регистратор 4, причем канал 1-m (ш1,М) состоит иэ полосового фильтра 0
5, вход которого является входом ка- нала I-m, последовательно соединенных квадратичного детектора 6 и интегратора 7, выход которого является выходом канала l-m, и блока 8 вычитания, нелинейный блок 9 с гиперболической амплитудной характеристикой, блок 10 памяти, блоки 11-1
ll-Y деления, при этом вход и выход полосового фильтра 5 канала 1-m соединены соответственно с первым (неинвертирующим) и вторым (инвертирующим) входами блока 8 вычитания, выход последнего соединен с входом квадратичного детектора, выход канала 1-m через первый вход и выход блока II-m
35 деления соединен с m-м входом блока 2 сложения, выход последнего через нелинейный блок 9 соединен с сигнальным входом регистратора 4, второй
40 вход блока 11-m деления подключен к
m-му выходу блока 10 памяти, вход запуска которого соединен с выходом блока 3 синхронизации.
Анализатор энергетического спектра работает следующим образом.
При заданном диапазоне анализируемых частот dF и фиксированном числе каналов измерения И полоса пропускания фильтра 5 в каждом канале
1-1 — 1-М устанавливается из условия
Pf F/Ì а постоянная времени усред1 1 нения интегратора 7 Т вычисляется
1 по формуле Т,=10 4f,=10M/4Г=10ИО „, где Р 1/д à — интервал корреляции ь к 5 анализируемого случайно ro процесса.
При M-=10 -10 (случай высокой разрешающей способности) постоянная времени усредненияинтегратора 7 Т„= (l0>-10 ) с „намного превышает время корреляции входного процесса, и анализ энергетического спектра происходит с большим запаздыванием, Совокупность полосового фильтра
5 и блока 8 вычитания обржуют режекторный фильтр. Благодаря применению режекторного фильтра в качестве канального фильтра вместо полосового фильтра расширяется полоса фильтрации измеряемого процесса df =dF-df
=ДГ-dF/MdF (1-1./М) еd F приблизительно (при M ))10) в M раз. При этом постоянная времени усреднения интегратора 7 в каждом канале 1 — 1 — 1-И вы.— бирается из условия Т =10 df z 10/
/(1ЫГ1 ) =Т, /Ч и, следовательно, примерно в M раз возрастает скорость спектрального анализа. Причем этот выигрыш достигается без ухудшения разрешающей способности по частоте, которая определяется шириной режектируемых участков спектра, равной
df, =dF/М, что соответствует разрешающей способности прототипа. Для сохранения этой разрешающей способности введены нелинейный блок 9, блок 10 памяти и блоки 11 — 1 — 11-M деления.
Напряжения с выхода каждого канала
I — 1 — 1 †пропорциональные средней мощности откликов канальных фильтров (подаются «а первые входы соответ1Ф ствующих блоков 1 1 — 1 — I I -M деления, на вторые входы которых подаются напряжения с М соответствующих выходов блока 10 памяти.
Напря>кения с выходов блоков 11 — 1
11-И деления, пропорциональные
"взвешенным" квадратам амплитудночастотных характеристик К „(f) 6
° 2 2
К (f)b,...,К /f)6 „, подаются на
I ll соответствующие входы блока 2 сложения, Суммарное напряжение с выхода блока 2 сложения, пропорциональное сумме с K (f) /6„,, подается на неш= 1 линейный блок 9 с гиперболической амплитудной характеристикой, Напряжение с выхода нелинейного блока 9, определяющее анализируемый энергетический спектр случайного процесса л м
G(f)=const(1 К (f)/6 ), развертываIn-ется на экране регистратора 4, частота развертки которого равна частоте запуска блока 10 памяти, 1567993 спектрального анализа энергетического спектра входного процесса, Составитель Губанов
Редактор A,Ìàêîâñêàÿ Техред Л.Олийнык Корректор О,Кравцова
Заказ 1321 Тир аж 553 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарин,1,1п!
Результатом обращения взвешенной суммы квадратов амплитудно-частотных характеристик режекторных фильтров является анализируемый энергетический спектр, При этом весовые коэффициенты суммируемых частотных характеристик, обратно пропорциональные мощностям (дисперсиям) 6 соответ11 ствующих откликов, несут информацию о форме анализируемого энергетического спектра и определяют "вклад" каждого канала измерения 1 — 1 — 1-М в результирующую состанляклцую энергетического спектра для текущего значения частоты. Вклад каналов измерения с минимальными дисперсиями откликов максимален, так как именно в этих каналах режектируется большая часть энергии измеряемого процесса ° После обращения квадратов амплитудно-частотных характеристик этих каналов в сумме с частотными характеристиками других каналов нелинейным блоком 9 соотнетстнующие участки н результирующем спектре подчеркиваются пропорционально их мощности. В случае равенства всех дисперсий (6 =сопя ) вклад каждого канала оказььзается одинаковым, что соответствует равномерному энергетическому спектру измеряемого процесса.
Использование н анализаторе энергетического спектра новых элементов (блока IO памяти, блоков 11 — 1 — 11-М деления, блоков 8 вычитания, нелинейного блока 9 ) позволяет при сохранении высокой разрешающей способности по частоте, определяемой полосой канальных фильтров >, равной Йf„, повысить примерно н М раэ скорость
Формула из о б р е т е н и я
Анализатор энергетического спектра, содержащий М объединенных по входу параллельных каналов измерения, блок сложения и последовательно соединенные блок синхронизации и регистратор, причем каждый канал измерения выполнен в виде полосового фильтра, вход которого соединен с входом канала, и последовательно соединенных квадратичного детектора и интегратора, выход которого соединен с выходом канала, отличающийся тем, что, с целью повышения скорос20 ти спектрального анализа при сохранении высокой разрешающей способности по частоте, в него введены блок памяти, М блоков деления, М блоков вычитания и нелинейный блок с гипео25 болической амплитудной характеристикой, при этом вход и выход полосового фильтра цгго канала (m=1,È) соединены соответственно с неиннертирующим и инвертирукчцим входами блока
Зр вычитания m-го канала, выход последнего .соединен с входом квадратичного детектора ш- -го канала, выход го канала через ш-й блок деления соединен с m-м входом блока сложения, 35 выход которого через нелинейный блок соединен с сигнальным входом регистратора, второй вход m-го блока деления подключен к m-му из М выходов блока памяти, вход запуска которо4р го соединен с выходом блока синхронизации.