Устройство для определения частоты первой гармоники квазипериодических сигналов Советский патент 1983 года по МПК G01R23/16 

(Si) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЧАСТОТЫ ПЕРВОЙ ГАРМОНИКИ ,КВАЗИПЕРИОДИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ

Изобретение относится к измерительной технике, предназначено для -спектрального анализа квазипериодй еских сигналов и может быть использовано для определения,частоты основ ного тона речевых сигналов. Известны устройства анализа,содерж щие измерительные каналы сперестраива .(емыми и неперестраивемымифильтрамиПЛ Однако точность измерения данных устройств недостаточна. ,Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство, содержащее перестраиваемые фильтры, связанные с блоком управления и детекторами, сумматор, блок выделения максимума и частотомер 23 Недостатком данного устройства является также низкая точность измерения при исследовании сигналов, имеющих ослабленную низкочастотную часть спектра. Цель изобретения - повышение точмости измерений. : Поставленная цель достигается тем, что в устройство для определения частоты первой гармоники квазипериодических сигналов, содержащее ряд входных фильтров с объединенными входами и выходами, подключенными к соответствующим детекторам, выходы которых по;}ключены к входам сумматора, послед 4ательно соединенного с блоком выделения максимума и с блоком управления фильтрами, выход которого подключен к объединенным управляющим входам всех фильтров и к вто.рому входу блока выделения максимума, а также частотомер, введены блок деления, коммутатор и блок выбора гармоники, входы которого подключены квыходам всех детекторов, управляющий вход соединен с вторым выходом блока выделения максимума, а выход подк/ж)чен к управляющим входам соответственно блока деления и коммутатора, включенного между выходами фильтров и входом частотомера, вы310ход которого через блок,деления подключен к второму входу блока управления фильтрами. . : На чертеже представлена структурная схема устройства. Оно содержит фильтры , мас :тотомер 2, блок 3 деления, детекторы 4-1-4-п, сумматор 5, блок 6 выделения максимума, блок 7 управления фильтрами, коммутатор 8 и блок 9 выбора гармоники. Устройство работает следующим образом. Исследуемый квазипериодический сигнал подается на вход устройства, т.е. на информационные входы всех узкополосных перестраиваемых фильтров 1-1,...Д-i,... , 1-п. Фильтр 1-1 в исходном состоянии настроен таким образом, что в его полосу пропускания попадает нижняя граница возможных значений частоты первой гармоники исследуемого сигнала. Сигналы с выходов всех фильтров детектируются соответствующими детекторами 4-1,..., 4-i,..., k-n и суммируются сумматором 5. Блок 6 выделения максимума и блок 7 управления фильТрами имеют три такта работы. На первом такте работы блок 7 управления фильтрами Перестраивает фильтры таким образом, чтобы резонансная частота первого фильтра прошла весь диапазон возможных значений первой гармоники исследуемого сигнала. Так как фильтры перестраиваются синхронно, то резонансная частота второго фильтра проходит весь диапазон возможных значений частоты второй гармо ники сигнала, резонансная частота третьего фильтоа - диапазон возможных значений третьей гармоники и т.д. Сигнал, формирующийся на выходе сумматора 5, имеет ряд максимумов ОДИН из которых является наибольшим Этот максимум соответствует ситуации когда п низших гармоник исследуемого сигнала попали в полосы пропускания соответствующих фильтров. На первом такте работы блок 6 выделения максимума определяет максимум и запоминает соответствующее ему значение сигнала управления фильтрами (т.е. значение резонансной частоты первого фильтра). На втором такте работы бло 6выделения максимума выдает в блок 7управления фильтрами запомненное 4 значение сигнала управления фильтрами, соответствующее наибольшему максимуму сигнала. Блок 7 управления фильтрами на втором такте работы по данному сигналу настраивает фильтры 1-1,..., 1-i, ..., 1-п на нужные частотные диапазоны. После настройки фильтров на третьем такте работы, блок 6 на второй выход выдает управляющий сигнал на блок 9 выбора гармоники. Блок 9 выбора гармоники реализует функцию определения пространственного максимума (указания места максимума) для сигналов, поступающих на его информационные входы, и выдает на выход код номера входа (т.е. номера гармоники), сигнал на котором максимальный уровень. Коммутатор 8 подключает к входу частотомера 2 фильтр, выделяющий максимальную по уровню гармонику исследуемого сигнала. Блок 3 деления делит значение частоты гармоники, полученное частотомером 2, на номер гармоники, поступающий на второй вход от блока 9 выбора гармоники. Найденное значение частоты первой гармоники выдается на выход устройства. Блок 7 управления фильтрами на третьем такте работы устройства по сигналам, поступающим на его второй вход с выхода устройства, управляет фильтрами в следящем режиме в течение времени определения частоты следования периодов первой гармоники исследуемого сигнала. Повышение точности работы предлагаемого устройства по сравнению с прототипом обусловлено следующим фактором. В известном устройстве к частотомеру всегда подключается фильтр, выделяющий первую гармонику исследуемого сигнала, поэтому при исследовании сигналов с подавленной низкочастотной частью спектра известное устройство будет давать сбои, так как уровень первой гармоники сигнала в этом случае меньше порога чувствительности частотомера. Если первая гармоника исследуемого сигнала полностью подавлена, то известное устройство является неработоспобобным, в то время как предлагаемое устройство работает достоверно, если хотя бы одна из первых п гармоник исследуемого сигнала имеет уровень, превышающий порог чувствительности частотомера. Формула изобретения Устройство для определения частоты пепвой гармоники квазипериодических сигналов,, содержащее ряд вход ных фильтров с объединенными входами и выходами, подключенными к соответствующим детекторам, выходы которых подключены к входам сумматора, после довате ьно .соединенного с блоком выделения максимума и с блоком управления фильтрами, выход которого подключен к объединенным управляющим входам всех фильтров и к второму входу блока выделения максимума, а также частотомер,.о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введены блок деления, коммутатор и блок Ю О . . выбора гармоники, входы которого подключены к выходам всех детекторов, управляющий вход соединен с вторым выходом блока выделения максимума, а выход подключен к управляющим входам соответственно блока деления и коммутатора, включенного между выходами фильтров и йходйм частотомера, выход которого через блок деления . подключен к второму входу блока управления фильтрами. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Вокодерная телеАония. Ред. А. Пирогов. М., 197, с. iT7-124. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке fP 2991278/18-21, кл. G 01 R 23/16, 07.0.81.