Спектроанализатор

Спектроанализатор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (

Дата опубликования описания 280281 (53)М. Кл.

G R 23/167

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытиЯ (S3) УДК 621. 317.. 757 (088. 8) Ю.В. Захаров, H.A. Сидоров, Ю.И. Фомичев и Э.A. Цвелев (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПЕКТРОАНАЛИЗА 1 ОР

20

Изобретение предназначено для использования в радиотехнических установках, в частности в электроизмерительной технике.

Известны спектроанализаторы, используеьые в радиотехнических установках и приборах для измерения энергетического спектра анализируемого случайного процесса (1).

В этих устройствах анализируемый процесс поступает одновременно на п входных полосовых фильтров, частотные характеристики которых полностью перекрывают исследуемый диапазон частот. Выход каждого полосового фильтра через квадратичный детектор с<удинен с интегратором. Амплитуда сигнала на выходе каждого интегратора пропорциональна мощности входного процесса в полосе частот полосового фильтра, в цепь которого " . включен данный интегратор.. Сигналы с выходов интеграторов поочередно подаются на регистрирующее устройство.

Известен также спектроанализатор, который содержит и входных полосовых фильтров, и квадратичных детекторов, . п интеграторов, коммутатор и регистри-30! рующее устройств. Анализируемый процесс подается одновременно на входы всех и полосовых фильтров.

Выход каждого фильтра через квадратичный детектор соединен со входом одного интегратора. Амплитуда сигнала на на выходе каждого интегратора пропорциональна мощности входного процесса в полосе частот полосового фильтра, в цепь которого включен данный интегратор. Сигналы с выходов всех и интеграторов поочередно спрашиваются коммутатором и с выхода последнего подаются на регистрирующее устройство.

Роль регистрирующего устройства выполняет электронно-лучевая трубка. В результате работы такого спектроацализатора на экране регистрирующего устройства фиксируется энергетический спектр анализируемого случайного процесса (2(.

Однако точность измерения энергетического спектра таким спектроанализаторОм невысокая. Это объясняется тем, что энергетический спектр входного случайного процесса аппроксимируется ступенчатой функцией, т.е. применяется аппроксимация нулевого порядка.

808957

Цель изобретения — повышение точности измерения энергетического спектра.

Поставленная цель достигается тем, что в спектроанализатор, содержащий и каналов измерения, каждый . из которых состоит из последовательно соединенных фильтра, квадратичного детектора и интегратора,а также блока регистрации, при этом входы всех фильтров объединены и являются входом устройства, дополнительно введены 0 весовой сумматор, сумматор и но числу каналов измерения линейки последовательно включенных аналого-цифрового преобразователя и интерполирующего фильтра, включенных между выхо-. дами весового сумматора и входами сумматора, выход которого соединен с блоком регистрации, при этом выходы интеграторов всех каналов подключены ко входам весового сумматора. 20

На чертеже представлена функциональная схема спектроанализатора.

Спектроанализатор содержит и входных фильтров 1, - 1 „, и квадратичных детекторов 2„ — 2, и интеграторов д

3., — 3, весовой сумматор 4, и аналог -цифровых преобразователей (АЦП) 5 — 5 и интерполирующих фильтров 6.„ — 6,„, сумматор 7 и блок 8 регистрации.

Спектроанализатор работает следующим образом.

Анализируемый процесс поступает одновременно на входные фильтры

1 — 1 и. Квадраты модулей частотных характеристик этих фильтров 1 образуют базис линейно-независимых функций на исследуемом диапазоне частот

Выход каждого входного фильтра 1 соединен через квадратичный детектор

2 с интегратором 3. Бесовой сумматор

4, имеющий и входов и и выходов, осуществляет суммирование с разными весами b„- сигналов р (й) на выходах интеграторов 3

c„(t) = Х". b„)(t), 3a " 3 где с — текущее время; с .(t) - сигнал на i-ом выходе ве1 сового сумматора;

Ь„. - элементы матрицы, обратной к матрице элементов определяемых соотношением а „=- -д — f /Н„(а>) j / Н (eo) /0<и, где Н „. (ы) — частотная характеристика

1-ro входного фильтра 1. л

AUG 5 осуществляют одновременно импульсные преобразования сигналов (c.; (t)) с выходов весового суммато- Щ ра 4. Цифровые отсчеты с выходов и

АЦП поступают на входы и интерпалирующих фильтров 6 — 6, импульсные характеристики (й „ (t)$ которых образуют во временной области базис ли- Я нейно-независимых функций, аналогичный базису, образуемому квадратами модулей частОтных характеристик входных фильтров j/Н„.(® )/ на оси частот, т.е.

Н .(t) . К /Н.(К t)/, где К и К вЂ” масштабные множители.

Сигналы с выходов интерполирующих фильтров 6 поступают на входы сумматора 7. На выходе сумматора 7 возникает временной импульс, форма которого совпадает с формой энергетического спектра входного процесса.

Этот временной импульс фиксируется блоком 8 регистрации. Для циклического измерения энергетического спектра входного случайного процесса необходимо, чтобы максимальная длительность импульсных характеристик (h< (» Ц не превышала длительности цийла работы АЦП. Выбор указанных выше параметров весового сумматора и импульсных характеристик интерполирующих фильтров соответствует решению задачи минимизации среднеквадратической ошибки приближения энерге-. тического спектра входного случайного процесса в базисе функций

$/ Н„(© ) / $ на интервале частот Q

Б качестве такого базиса удобно использовать, например, кубические

В-сплайны. Входные фильтры с такими характеристиками несложно реализовать, потому что по форме кубический Б-сплайн близок к квадрату модуля частотной характеристики колебательного звена второго порядк-. Каждый из и интерполирующих фильтров может быть при этоМ реализован,как последовательное соединение линии задержки и четырех устройств текущего среднего.

Формула изобретения о

Спектроанализ атор, содержащий каналов измерения, каждый из которых состоит из последовательно соединенных фильтра, квадратичного детектора и интегратора, а также блок регистрации, при этом входы всех фи. ьтров объединены и являются входом устройства, отличающийся тем, что, с целью повышения точносп .измерения энергетического спи. "ра, в него дополнительно введе ы весовой сумматор, сумматор и по числу каналов измерен ..;. линейки последовательно включенных аналого-цифрового преобразователя и интерполирующего фильтра, включенных между выходами весового сумматора и входами сумматора, выход которого соединен с блоком регистрации, при этом выходы интеграторов всех каналов подключены ко входам весового сумматора.

808957

Составитель В. Новожилов

Редактор С. Шевченко Техред H.Ìàéoðîø Корректор С. Щомак

Заказ 404/48 Тираж 743 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Источники информации, лринятые во внимание при экспертизе

1. Патент CttlA Р 2159790, кл. 324-77, 1939.

2. Калинчук Б.A., Пиастро В.П.

Анализаторы инфразвуковых случай ных процессов, "Энергия", 1973 с.111-114.