Устройство для анализа многокомпонентных сигналов

Устройство для анализа многокомпонентных сигналов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И K (iii942064

ИЗОВРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз C08olcKHx

Социалистических

Республик (61 ) Дон ол н н тел ьное к а вт. с вид-ву (22) Зав влено 24, 11. 80 (21 ) 3007695/18-24 (51)М. Кл.

С 06 G 7/52 с присоединением заявки №(23) Приоритет

3Ъоударстеенный квинтет

СССР по делам нзооретеннй н открытей

Опубликовано 07. 07. 82. Бюллетень № 25

Дата опубликования описания 07.07.82 (53) УД К 681. 3 (088.8) (72) Автор изобретения

P.Т.Сайфуллин

Куйбышевский политехнический институт им. В.В.Куйбышева (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АНАЛИЗА МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ

СИГНАЛОВ

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано, в частности в автоматизированных системах обработки аналитической информации.

Известно устройство для спектралн ного анализа, содержащее блок преобразования входной инфбрмации,включающее квантователь по времени, блок управления с генератором импульсов и коммутатор, блок, содержащий ячейки памяти, матрицы, состоящие из аналоговых вычислительных ячеек (1).

Однако указанное устройство обладает невозможностью функционального преобразования спектра исходного сигнала и воспроизведения сигнала с пре. образованным спектром..

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является 20 устройство для измерения коэффициентов Фурье, содержащее блоки усреднения, вход каждого из которых соединен с перемножителем анализируемого сигнала на одно из квадратурных гар" монических сигналов, соответствующих измеряемой спектральной компоненте и генератор квадратурных гармонических напряжений (2).

Недостатком известных устройств является невозможность функционального преобразования спектра исходного сигнала и воспроизведения сигнала с преобразованным спектром.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройст. ва за счет функционального преобразования спектра анализируемого сигнала и воспроизведения сигнала с пре" образованным спектром.

Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее генератор квадратурных гармонических напряжений и Й цепочек, каждая из которых состоит из последовательно соединен- ных перемножителя и блока усреднения, при этом первые входы перемножителей всех цепочек объединены и где у- параметр разрешения.

Исходная смесь (1) может быть представлена в виде ряда Фурье

Ь(х) = Е О )с09

9!сХ

4=0 где — 9(t)cos + Д

0 (6) 3 9420б4 являются входом устройства, а второй вход перемножителя каждой цепочки со единен с соответствующим выходом генератора квадратурных гармонических напряжений,- введены сумматор, дополнительный генератор квадратурных., гармонических напряжений и в каждую иэ N цепочек последовательно соединенные блок памяти, . ключ, функцио. нальный преобразователь и дополни- 1О тельный перемножитель, при этом вход блока памяти в каждой из N цепочек соединен с выходом блока усреднения своей цепочки, выходы дополнительных перемножителей подключены соот- " 15, ветственно к входам сумматора, а другие входы дополнительных перемножителей всех цепочек соединены соответственно с выходами дополнительного генератора квадратурных гармонических 20 напряжений, выход сумматора является выходом устройства.

На фиг. 1 изображена функциональна схема устройства; на фиг.2 - изменение частотной характеристики функции при изменении параметра ширины колоколообразного импульса; на фиг.3исходный сигнал y(t), на фиг.4 - сигнал на выходе устройства (I-У импульсы).

Устройство состоит из N Ф ремножителей 1. К первым входам перемножи1елей подключен генератор 2 квадра; турных гармонических напряжений. Вторые входы перемножителей 1 обьединены., ; 35 и,являются входом устройства..Выходы перемножителей 1 через соответствующие блоки 3 усреднения, блоки 4. памя-. ти, ключи 5, функциональные преобразователи 6 подключены к одним из входов дополнительных перемножителей

7, к другим входам которых подключен дополнительный генератор 8 квадратурных гармонических напряжений. Выходы перемножителей 7 подключены к

45 входам сумматора 9,выход которого подключен к выходу устройства.

Принцип работы устройства основал на следующем.

Пусть анализируемый сигнал y(t)

50 представляет собой смесь колоколообразных импульсов ) ч ч(О= 3P;f " = р;.

1 11 4 1-„1 1 2ар1 где И - количество импульсов;.

Р„ - параметр интенсивности;

0 - параметр положения импульса;

-, параметр ширины импульса.

L

Из теории преобразования Фурье,известно соотношение, связывающее функции во временной (й) и в частотной F(9) областях т ° е. изменение масштаба функции на оси времени приводит к изменению частотной характеристики преобразованной функции. Применительно к функциям Гаусса, которыми описываются импульсы, уменьшение масштаба по временной оси (а <1) эквивалент4 но уменьшению параметра ширины импульса, что вызывает увеличение составляющих более высоких частот

B преобразованном спектре функции (фиг.2). Следовательно, если исходную смесь (1 ) подвергают преобразованию Фурье, затем коэффициенты разложения подвергают функциональному преобразованию, усиливающему высшие частоты, далее применяют обратное преобразование Фурье, то получают но. вую смесь, у которой ширина каждого импульса будет уменьшена по сравнению с исходным. В результате степень наложения смежных импульсов уменьшается, т.е. происходит их разделение (фиг.3, фиг.4).

Новую смесь, полученную в результате преобразований, записывают в виде е (+ Ю l e1 3 ) (2) J(4) =%a co@ (0<+e) (y)

1)0 il e и соответственно смесь (2) 942064 6

Поскольку

S (7 )

1О

Х(Ж)0

1)- 9

Следовательно, "" т(кЮ

Ь(Х)= 2 Е а СОВ Х оо е . (о х е) (В) 15

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии ключи 5 разомкнуты.При измерении коэффициентов

Фурье, одновременно с началом сигнала y(t) (О< t 1;) включается генератор 2 квадратурных гармонических напряжений, вырабатывающий систему

М напряжений cos, где 4 = 0,1,2, М-1. В перемножителях 1 каждое гармоническое напряжение перемножаетiся с анализируемым сигналом y(t).Ре. зультаты умножения интегрируются в блоках 3 усреднения, на выходе которых реализуются значения коэффициентов а ) согласно соотношению (5), значения которых запоминаются в блоках 4 памяти.B режиме воспроизведения сигнала оператор замыкает ключи 5. Значения коэффициентов зз

Фурье, запомненные в блоках 4, преобразуются функциональными преобразователями 6 согласно соотношению (7) для некоторого значения параметра разрешения f, заданного one-. 40 ратором. Одновременно с началом вос-; произведения сигнала Ь(х) включается. генератор 8 квадратурных гармонических напряжений, вырабатывающий cuc4fi х тему Й напряжени" cos „ где " =

0,1,2, ° .., N-1.В перемножителях 7 каждое гармоническое напряжение пе-i ремножается с соответствующим преобразованным значением коэффициента выхода преобразователя 6. Результаты в умножения складываются сумматором 9, выходное значение которого дает разрешенный сигнал согласно соотношению (,8).

Введению новых элементов в иэвест- йое устройство позволяет существенгде F - преобразование Фурье, то но расширить его функциональные возможности. Использование предлагаемого устройства в автоматизированных системах обработки аналитической информации за счет расширения функциональных возможностей позволяет повысить достоверность определения чис ла неразделившихся импульсов (компонентов ) в аналитических сигналах.

Формула изобретения. Устройство для анализа многокомпонентных сигналов, содержащее генератор квадратурных гармонических напряжений и N цепочек, каждая из которых состоит из последовательно соединенных перемножителя и блока усреднения, при этом первые. входы перемножителей всех цепочек объединены и являются входом устройства, а второй вход перемножителя каждои цепочки соединан с соответствующим выходом генератора квадратурных гармонических напряжений, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет функционального преобразования спектра анализируемого сигнала и воспроизведения сигнала с преобразованным спектром, оно содержит сум- . иатор, дополнительный генератор квадратурных гармонических напряжений и в каждой иэ Й цепочек последовательно соединенные блок памяти, ключ, функциональный преобразователь и дополнительный перемножитель, при этом вход блока памяти в каждой из и цепочек соединен с выходом блока усред". нения своей цепочки, выходы дополни тельных перемножителей подключены соответственно к входам сумматора., а другие входы дополнительных паре" множителей всех цепочек соединены соответственно с выходами дополнительного генератора квадратурных гар. монических напряжений,. выход сумматора является выходом устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Авторское свидетельство СССР

И 484528, кл. G 01 N 31/00, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР и 446073, кл.G 06 G 7/19, 1973 (прототип).

942064

Составитель Э.Сечина

Редактор Н.Гришанова Техред И,,Тепер корректор Г.Решетник

Заказ 4844/42 Тираж 731 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