Многоканальный спектроанализатор шумовых сигналов

Многоканальный спектроанализатор шумовых сигналов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскик

Социалистических

Республик

onисАние

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 11.03.79 (21) 2734229/18-21 (51)М с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет

G 01 Я 23/16

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 231280. Бюллетень № 47

Дата опубликования описания 2312.80 (53) УДК 621. .317.757 (088.8) (72) Авторы изобретения

С. A. Викулин и В. A. Кузьмин (71) Заявитель

Северо-западный заочный политехнический институт (54) МНОГОКАНАЛЬНЫЙ СПЕКТРОАНАЛИЗАТОР ШУ.4ОВЫХ СИГНАЛОВ

Изобретение относится к аппаратурному спектральному анализу случайных процессов.

Известны устройства, предназна ченные для определения спектра, т. е. выделения и измерения уровней . частотных составляющих сигнала. Для зтого в состав блок-схемы входят входной широкополосный усилитель, амплитудные полосовые фильтры, осредняющие блоки и выходные индикаторы. Результаты измерений могут быть использованы для классификации шумовых сигналов по спектрам. Однако в зависимости от признака, по которому класси- 15 фицируют шум, производят соответствующее преобразование выходных сигналов спектроанализатора. При проведе- нии классификации морских шумов, об ладаюцих спектром вида 1/f",по показа-20 телю их наклона п или по быстроте его изменения необходимо производить текуцее измерение уровней частотных составляющих сигнала Ufi, проводить специальную обработку, сравнение их и вычисление 111 . . Недостатком устройств являются их ограниченные функциональные возможности и необходимость дополнительной обработки результатов измерений для 30,определения. показателя наклона спе1с- . тра шумового сигнала вида 1/Гп °

Известно устройство анализа спектра шумового сигнала, состоящее иэ входного устройства и 2N параллель-. ных каналов обработки, каждый из которых содержит полосовой фильтр, детектор и интеграт=р, а также устрой-, ство индикации (21.

Недостатком его являются ограниченные функциональные возможности, не позволяющие одновременно с измерением спектра сигнала производить его классификацию по величине показателя наклона.

Цель .изобретения — расширение функциональных возможностей спектроанализатора.

Цель изобретения достигается тем что в спектроанализатор, содержащий усилитель и 2N каналов, каждый из которых состоит иэ подключенных к выходу усилителя последовательно соединенных фильтра, детектора и интегратора, дополнительно введены N вычитающих блоков сумматор и в каждом канале блок логарифмирования, соединенный с выходом соответствующего интегратора, при этом выходы блоков логарифмирования 1-ro и 2N-го кана789879

Заказ 9032/44

1019 Подписное лов, 2-го и (2N-I)-ro попарно подключены к входам соответствующих каждой паре блокам вычитания, а выходы последних соединены с сумматором.

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Она содержит общий для всех каналов входной усилитель 1 и фильтры 2. Число последних определяет количество каналов анализатора. Фильтры имеют одинаковые относительные значения полос пропускания АГ/f > const, а средние частоты фильтров f ><", расположены в порядке геометрической прогрессии. В каждом канале включены также детектор 3, 15 интегратор 4 и блок 5 логарифмирования.

К первому и последнему, второму и ,предпоследнему блокам логарифмирования, объединенным попарно, подключены блоки 6 вычитания. Выходной сиг- щ нал устройства снимается с выхода сумматора 7.

Устройство работает следующим образом.

Исследуемый шумовой сигнал через входной усилитель 1 поступает íà 2N каналов анализа. В каждом канале фильтром 2 производится выделение части сигнала, сосредоточенной в полосе частот, определяемой характеристикой фильтра. Напряжение выделенного ЗО участка спектра детектируется детектором 3. На выходе детектора получается сигнал, пропорциональный уровню спектра, заключенного в полосе М.

Сигнал детектора 3 усредняется инте- 35 гратором 4 и подается на блок 5 логарифмирования. Таким образом, выходное напряжение последнего пропорционально логарифму напряжения той частотной компоненты f,,на которую настроен gg фильтр данного канала. На блоке 6 вычитания сравниваются уровни разных каналов анализатора, причем на вход первого блока вычитания подаются сигналы от блоков лбгарифмирования первого и последнего каналов, на вход второго блока вычитания — сигналы от второго и предпоследнего каналов и т. д. При этом общее число частотных каналов анализа выбирается четным — 2N. Выходные сигналы вычитателей поступают на сумматор 7. С выхода последнего снимается сигнал, уровень которого и определяет величину показателя степени и спектра шумового сигнала вида 1/f"

Использование устройства расширяет функциональные возможности спектроанализатора и одновременно с измерением спектра шумового сигнала вида

1/f"îïðåäåëÿåò величину показателя его наклона п.Непрерывное измерение этих значений в течение всего времени наблюдается эа источником шумового сигнала, перемещаюшимся в среде с частотно-зависимым затуханием, позволяет оценивать эти перемещения иэ точки наблюдения.

Формула изобретения

Многоканальный спектроанализатор шумовых сигналов, содержащий усилитель и 2N каналов,, каждый из которых состоит из подключенных к выходу усилителя по ледовательно соединенных фильтра, детектора и интегратора, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него дополнительно введены и вычитающих блоков, сумматор и в каждом канале блок логарифмирования, соединенный с выходом соответствующего интегратора, при этом выходы блоков логарифмирования 1-го и 2М-го каналов, 2-ro и (2N-1)-го попарно подключены к входам, соответствующих каждой паре блокам вычитания, а выходы последних соединены с сумматором.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Воллернер Н. Ф. Аппаратурный спектральный анализ сигналов, M., "Советское радио", 1977.

2. Мирский Г. Л. Аппаратурное определение характеристик случайных процессов. М., "Энергия", 1972, с. 244. рис. 5-2. л ППП "Патент", г.ужгород,ул.Проектная,4