Многоканальный релейный спектроанализатор Советский патент 1983 года по МПК G01R23/00 

Изобретение относится к специали зированным средствам вычислительной техники и может быть использовано ,для пострения многоканальных релейных спектроанализаторов случайных стационарных эргодических сигналов с произвольнЕлми законами распределения . Известен многоканальный спектрал ный анализатор, содержащий блок центрирования-квантования/; генерато импульсов, коммутатор, блок выбора длины реализации, дешифраторы и счетчики l . Недостатком спектроанализатора является относительно низкая точнос измерения. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является многоканал ный спектральный анализатор, содер жащий блок центрирования-квантования, включающий четыре компаратора, выходы которых соединены с информационными входами дешифратора, входы первого и третьего (второго и четве того) компараторов соответственно связаны с первым (вторым) входом ус ройства с выходом первого (второго) генератора вспомогательных сигналов входы синхронизации третьего и четвертого компараторов подключены к выходу старшего разряда счетчика тактов и через блок выбора длины реализации соединены с вторьфл входо блока сравнения, а эходы синхронизации первого и второго компарато ров подключены к первому выходу ген ратора импульсов и входу счетчика, тактов, разрядные выходы которого связаны с информационными входами блока формирования кода аргумента, выходы которого соответственно соединены с первым входом блока сравнения и входами дешифратора, остальные входы которого соответственно подклю чены к выходу нулевого разряда счет .чика тактов, выходом блока .сравнени и к третьему выходу генератора импульсов, а выход дешифратора через сумматор связан с оперативным запоминающим устройством (сумматор и опе ративное запоминакндее устройство (ОЗУ) выполнены на канальных счетчикак),управляющие входы ОЗУ через коммутатор подключены к в.торому выходу генератора импульсов и входу синхронизации блока формирования кода аргумента Н Однако применение в таком спектре анализаторе только знаковых функций сумм исследуемых и вспомогательных сигналов не позволяет получить достаточно высокую точность измерения при ограниченном времени анализа, а параллельное вычисление только двух частотных диапазонов спектральной плотности ограничивает быстродействие устройства. Цель изобретения - увеличение точности измерения и повышение быстродействия, т.е. расширение частотного диапазона исрледуемых сигналов. Поставленная цель достигается тем, что, в многоканальный релейный спектроанализатор, содержащий первый и второй компараторы, первые входы которых соединены с выходами соответственно первого и второго генераторов равномерно распределенного шума, генератор тактовых импульсов, первый выход которого подключен к управляющим входам первого и второго компараторов и тактовому входу счетчика тактов, выходы разрядов которого соединены с перв.ым входом первого дешифратора и первым входом дешифратора кода аргумента, первый выход которого соединен с первым входом второго дешифратора, выход которогр подключен к первому входу первого сумматора, выход которого соединен с инфоря ационным входом блока памяти, адресный вход которого подключен к выходу коммутатора, управляющий вход которого объединен с вторым входом дешифратора кода аргумента и подключен к второму выходу генератора тактовых импульсов, выход старшего разряда счетчика тактов соединен с входом функционального преобразователя вида etrt Ah С х , выход которого подключен, к первому входу блока сравнения, второй вход, которого подключен к второму выходу дешифратора кода аргумента, третий вход первого дешифратора соединен с выходом блока сравнения, информационный выход блока памяти подключен. к второму входу первого сумматора, а вторые входы первого и второго компараторов являются соответственно первым и вторьЕи информационными входами спектроанализатора, введены первый и второй масштабные усилители, первый и второй аналого-цифровые преобразователи, второй сумматор и второй дешифратор, первый вход которого соединен с выходом второго сумматора, первый и второй,входы которого подключены к выходам соответственно первого и второго аналого-цифровых преобразователей, входы которых подключены к вых.одам соответственно первого и второго масштабных усилителей, входы которых ЯЙЛЯЮТСЯ COOT ветственно первым и вторым информационныгли входами спектроанализатора, выход второго дешифратора соединен с третьим входом первого сумматора, выход старшего разряда счетчика тактов подключен к управляющим входам первого и второго аналого-цифровых преобразователей, выходы первого и второго компараторов соединены соответственно с вторым и третьим, входами второго дешифратора. На чертеже изображена структурная схема многоканального релейного спектроанализатора. Спектроанализатор содержит лер-вый компаратор 1, генераторы 2 и 3 равномерно распределенного шума ген ратор 4 тактовых импульсов, первый . дешифратор 5, счетчик б тактов, деши ратор 7 кода аргумента, блок 8 сравн ния, функциональный преобразователь вида еп1Lafcь пX 9, первый сумматор 10, второй дешифратор 11, вто- :рой сумматор 12, блок 13 памяти / (ОЗУ), коммутатор 14, масштабирующие усилители 15 и 16, аналого-цифровые преобразователи (АШ1) 17 и 18 и второй компаратор 19. В спектроанализаторе 9.пределяет;.ся 2 М ординат синфазной &хч (V) и 2 М ординат квадратурной xij (г) составляющих оценки взаимной спектральной плотности 5x4 (1) бх)(р)-j Q t случайных, стационарных, центрированньох сигналов X(-t) и (1) на частотах /2 М, где 0,1 ..., 2 М, f - высшая частота исследуемых сигналов, по ММ отсчетам каждого сигнала за времяТ ММд, где 4 l/2ig с - интервал дискретизация исследуемых сигналов по оси времени. При вычислении спектральной плотности используются вспомогательные сигналы i и 2 f независимые друг от друга и от исследуемых сигналов, имеющие равномерную плотность распределения в границах изменения исследуемых сигналов /x/iA , А. Многоканальный релейный спектроанализатор работает следующим образом. Исследуемые сигналы X(-fc) и (t) в моменты прихода тактовых импульсов с первого выхода генератора 4 импульсов, частота следования которы l -l/Д , сравниваются соответственно в компараторах 1 и 19 с вспомогательг-плми сигналами 2 и 2 . С ВЕЛХОДО компараторов значения о,„.а(м..м ; г;ДГД Ь;.. Ъ(м,.фД ..fO, при,.г,.0, поступают на входы второго дешифратора 11. Импульсы с первого выхода генератора 4 подаются на m -разрядного (2 ) счетчика 6 тактов, где с частотой формируется двоичный код номера такта вычисленияVi( ,,„(-0-Вычисление спектральной плотости производится за N циклов, каж-, ый из которых состоит из М тактов. мпульсы начала цикла, частота котоых /А с выхода старшего разряа счетчика б тактов поступают на ход блока 9 (выбора длины реализации и на входы АЦП 17 и 18,наинфор- . ационные входы которых с выходов асштабирующих усилителей 15и 16 поступают соответственно сигналы Е Д2. и I которые в ЛИП 17 и 18 в моменты времени М Л преобразу. ются в многоразрядные кодыЕ- и Di . В сумматоре 12 формируются суммы (Е 4-D; ) (Е -DI ) ( J и (-Е -D ) , ..которые, в зависимости от значений 01 ч + к .иЪ.к передаются на выходы второго дешифратора 11. На третийи четвертый входы сумматора 10 с выходов второго дешифратора 11 поступают соответственно суммы V;,E;H/-4p., ,( Так как за суммы и разности оценок взаимных корреляционных функций Ч1ОЖНО принять суммы л ... л . /) Н-1 RxyiM R.,x(,, R.vjllbl-R xi u X W-, то оценки составляющих взаимной спектральной плоскости имеют вид . д я. МИ М-1 .. Q, -Го, при , 1 - четном ll - в остальных случаях. Заменив усреднение по N усред LN(COS;-) нением по ...K Nl--S l, , введя переменные и: ,,,, при , гк при UNjp гкЧО/ прис05 1 0, при других УК . pii г-К;при 5l4-2 ij 0, при других р, и преобразовав тригонометрические функции с учетом соотношений cos ko(-0%costn-(-OS bin Vo (-) ,где KO. и к - COOT

МНОГОКАНАЛЬНЫЙ РЕЛЕЙНЫЙ СПБКТРОАНАЛИЗАТОР, содержащий первый и второй компараторы, первые входОл которых соединены с выходами сооТ ветственно первого и второго генераторов равномерно распределенного Шума, генератор тактовых импульсов, первый выход которого подключен к управляющие входам первого и второго компараторов и тактовому входу счетчика тактов, выходы разрядов которого соединены с первым входом первого дешифратора и. первым входом дешифратора кода аргумента, первый выход которого соединен с первь входом второго дешифратора, выход которого подключен к первому входу первого сумматора, выход которого соединен с информационным входом блока памяти, адресный вход которого подключен к выходу коммутатора, управляющий вход которого объединен с вторым входом дeшиф pa.тора кода аргумента и подключен к второму выходу генератора тактовых импульсов, выход старшего разряда счетчика тактов соединен с входом функционального преобразователя вида entC С eiп хД , выход которого подключен к первому входу блока сравнения, второй вход которого подключен к второму выходу дешифратора кода аргумента, третий вход первого дешифратора соединен с выходом блока сравнения, информационный выход блока памяти подключен к второму вхрду первого сумматора, а вторые входы первого и второго компараторов являются соответственно первым и втоpbw информационньами входами спектроанализатора, отличающийся тем, что, с целью увеличения точности и повышения быстродействия, в него введены первый и второй масштаб(Я ные усилители, первый и второй аналого-цифровые преобразователи, второй cyivMaTop и второй дешифратор,первый вход которого соединен с выходом второго сумматора, первый и второй входы которого подключены к выходамсоответственно первого и второго аналого-цифровых преобразователей,входы которллх подключены к выходам соответственно первого и второго масмтабных :о усилителей, входы которых являются соответственно первым и вторьм инфор.мационнымивходами спектроанализатора выход второго дешифратора соединен с третьим входом первого сумматора, ЭО выход старшего разряда счетчика такIтов подключен- к управляющим входам первого и второго аналого-цифровых преобразователей-, выходы первого и второго компараторов соединены соответственно с вторьм и третьим входами второго дешифратора.