Устройство для анализа спектра широкополосных случайных сигналов

Устройство для анализа спектра широкополосных случайных сигналов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союэ Советсиин

Социалистичесиин

Республик

ОП ИСАНИЕ

И ЗОБРЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ оо879492 (6E ) дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 11. 11. 79 (21) 2837646/18-21 (5l)N. Кл.

G 0I Й 23/00//

G 01 и 23/16 с присоединением заявки М—

9>вуаврвтвенвй квмнтвт

CCCP ао девам нзвбретвннй н втнрытнй (23) Приоритет

Опубликовано 07,11 81. Ввллетень _#_a 41

Дата опубликования описания 07. 11.81 (53) УДК 621.317. . 361 (088.8): (72) Авторы изобретения

Я. С. Урецкий, 3. А. Баширов, А. Г. Баширова, Р. Р. Каюмов и Н. П. Лоскутов (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АНАЛИЗА СПЕКТРА ШИРОКОПОЛОСНЬИ

СПУЧАЙНЬБ СИГНАЛОВ

Изобретение отьосится к анализу спектра широкополосных случайных сигналов и может быть использовано при анализе случайных вибраций.

Известно устройство анализа спектра широкополосных случайных сигналов, в которых анализ осуществляется путем линейной фильтрации исследуемого сигнала параллельными уэкопо" лосиыми избирательными каналамн; содержащими анализирующие фильтры и амплитудные детекторы с последующими выводами результатов анализа каждого канала на индикатор11J

1Недостатком этого устройства яв" ляется низкая точность из-за изрезанf$ ности спектра исследуемого сигнала.

Известно устройство анализа спектра широкополосных случайных сигналов содержащее параллельные канаЭ

20 лы анализа, каждый из которых состо,ит из анализирующего фильтра и ампли.тудного детектора, коммутатор, индикатор (21 .

У этого устройства тот же недоста ток.

Целью изобретения является повышение точности анализа.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для анализа спектра широкополосных случайных сигналов, содержащее п параллельных каналов анализа, каждыф из которых содержит последовательно соединенные анализирующий фильтр и амплитудный детектор, коммутатор, выход которого соединен с индикатором, снабжено источником белого шума и и параллельными каналами формирования, в каждый из которых входят последовательно соединенные формирующий фильтр, регулируемый усилитель, детектор и блок вычитания, многовходовый сумматор, измеритель общей дисперсии, и делителей, источник опорного сигнала и двухвходовый сумматор, причем выход этого сумматора соединен с параллельно подсоединенными входами каждого иэ каналов анапиза, первый вход его соответственно соединен с выходом многовходового сумматора, входы которого соединены соответственно с каждым из выходов S регулируемых усилителей, а второй

его вход соединен через измеритель общей дисперсии с управляющими входами каждого нэ делителей, входы которых соединены соответственно с 10 выходами каждого из амплитудных детекторов, а выходы — соответственно с первыми входами каждого из блоков сравнения, выходы которых соединены соответственно с управляющими входами каждого иэ регулируемых усилите,лей,а вторые входы соединены е источником опорного сигнала и с вторыми входами блоков вычитания, выходы которых присоединены соответственно к, щ и входам коммутатора.

На чертеже приведена структурная электрическая схема устройства.

Устройство состоит из двухвходового сумматора 2, анализирующих 2S фильтров 2-1-2-п, амплитудных детекторов 3-1-3-п,, делителей 4-1-4-п, блоков сравнения 5-1-5-п, измерителя 6 общей дисперсии, источника 7 белого шума, формирующих фильтров 8-18-п, регулируемых усилителей 9-19-п, многовходового сумматора 10Ä детекторов 11-1-11-п, блоков вычитания 12-1-12-.-п, коммутатора 13, индикатора 14 и источника 15 опорного сигнала.

Работает устройство следующим об( разом.

Исследуемый сигнал поступает на один из входов двухвходового сумма- 40 тора 1 и вход измерителя 6 общей дисперсии.

На другой вход сумматора поступает сигнал с генератора широкополосных случайж х сигналов, который сформирован в результате расщепления спектра сигнала источника 7 белого шума уз кополосными формирующими фильтрами

8« "8-и на ряд узкополосных сигналов, усиленных регулируемыми усилителямю 9-1-9-и и просуммированными на

$0 многовходовом сумматоре lO, С выхода сумматора 1 смесь исследуемого сигнала и сформированного генератором широкополосных случайных сигналов поступает на ряд анализирующих фильтров 2 — 1-2-п,идентичных форми-. рующим фильтрам 8-1-8-и генератора широкополосных случайных сигналов.

879492

В результате на выходе анализирующих фильтров получаются .узкополосные сигналы, которые поступают на входы амплитудных детекторов 3-1-3-п.

С выхода амплитудных детекторов

3-1-3-п сигналы, пропорциональные дисперсии соответствующих узкополосных сигналов на выходах анализирующих фильтров 2-1-2-п, поступают на входы делителей 4-1-4- n,на управляющие входы которых поступает сигнал с выхода измерителя 6 общей дисперсии. На выходе делителей 4- 1-4-и получаются сигналы, пропорциональные относительной величине общей дисперсии исследуемого сигнала, которые поступают на первые входы блоков сравнения 5-1-5-п, на вторые входы которых поступает опорный сигнал с источника 15 опорных сигналов, равный условно принятой единице, С выхода блоков сравнения .5-1-5-п разностные сигналы поступают на соответствующие входы регулируемых усилителей 9-19-и и устанавливают усиление таком образом, чтобы величина дисперсии узкополосного сигнала в соответст-вующем канале анализа была равна величине опорного сигнала. Таким образом, в каждом канале анализа происходит дополнение дисперсии узкополосных сигналов, обрзоваиных раещеплением спектра исследуемого широкопо.лосного сигнала рядом анализирующих фильтров, до величины условно принятой единицы в результате сложения исследуемого сигнала с сигналом генератора широкополосных случайных сигналов °

С выхода блоков вычитания 12-1-12-п получается сигнал, равный разности между дисперсией узкополосного дополняющего сигнала и величиной опорного сигнала, т.е. равный величи» не дисперсии измеряемого узкополосного сигнала в данном канале анализа. С выхода блоков вычитания 12 сиг нал поступает через коммутатор 13 на индикатор 14.

Такое дополнение спектра исследуемого сигнала, который может быть . существенно неравномерен и содержать большое количество узкополосных всплесков и провалов, до равномерного путем сложения исследуемого сигнала с сигналом генератора широкополосных случайных сигналов, вид спектра которого может управляться, позволяет существенно уменьшить пог879492 решности анализа узкополосных всплес-: ков и провалов спектра исследуемого сигнала, которое имеет место при применении параллельных анализаторов спектра. В

Настоящее устройство для анализа спектра широкополосных случайных сигналов позволяет существенно повысить эФФективность виброиспытаний 1В путем повышения точности анализа спектра широкополосных случайных mrналов.

О

Формула изобретения

Устройстцо для анализа спектра широкополосных случайных сигналов, содержащее и параллельных каналов.

:анализа, каждый из, которых содержит последовательно соединенные анализирующий Фильтр и амплитудный детектор, коммутатор, выход которого соединен с индикатором, о т л и ч а в® е е с я тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено источником белого шума и и параллельными каналами формирования, в каждый из которых входят последовательно, сое" диненмые Формирующий Фильтр, регулируемый усилитель, детектор и блок вычитания, многовходовый сумматор, измеритель общей дисперсии, и делителей, источник опорного сигнала и двухвходовый сумматор, причем выход двухвходового сумматора соединен с параллельно подсоединенными входами каждого из и каналов анализа, первый вход его соответственно соединен с выходом многовходового сумматора, входы которого соединены соответственно с каждым из выходов регулируемых усилителей, а второй его вход соединен через измеритель общей дисперсии с управляющими входами каждого из и делителей, входы которых соединены соответственно с выходами каждого из и амплитудных де текторов, а выходы - соответственно с первыми входами каждого из и блоков сравнения, выходы которых соединены соответственно с управляющими входами каждого из и регулируееаас усилителей, а вторые входы - с источником опорного сигнала и с вторыми входами блоков вычитания, выходы которых присоединены соответственно к и входам коммутатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Авторское свидетельство СССР

IP 449312, кл. 6 01 R 23/00, 1973.

2. Воллернер Н. Ф.Аппаратурный спектральнЫй анализ сигналов. Н., Советское радио, 1977,- с. 94 (прототип).