Анализатор спектра Советский патент 1986 года по МПК G01R23/00 G01R23/16 

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения частоты синусоидальных гармоник сигналов переменного напряжения цифровыми методами. Цель изобретения - повышение быстродействия анализатора спектра при одновременном его упрощении. На чертеже представлена структурная схема предлагаемого анализатора Устройство содержит блок 1 быстрого преобразования Фурье (БПФ), на вход которого подается анализирующий сигнал, сдвиговые регистры 2 и 3, второй блок 4 сравнения кодов, первый сумматор 5, первый 6, второй 7, третий 8, четвертый 9 элементы И, первьй блок 10 сравнения кодов, первый элемент ИЛИ 11, делитель 12, второй элемент ИЛИ 13, пятый элемент И 14, блок 15 памяти, шестой элемент И 16, третий элемент ИЛИ 17 и бторой сумматор 18. К выходам блока 1 быстрого преоб разования Фурье (ЕПФ) подключены сдвиговые регистры 2 и 3. Второй вы ход регистра 2 соединен с первыми входами блока 4 сравнения кодов и сумматора 5, Первый и третий выходы регистра 2 и третий выход регистра 3 соединены с первыми входами элеме тов И 6-8. Вторые входы элементов И 6 и 9 соединены с первым выходом блока 10 сравнения кодов, входы которого соединены с первым и третьим вьпсодами регистра 2, а вторые ходьГ элементов И 7 и 8 соединены с вторым выходом блока 10 сравнения кодов. Вы ходы элементов И 6 и 7 соединены через элемент .ИЛИ 11 с вторым входом блока 4 сравнения кодов и вторым входом сумматора 5, выход которого соединен с первым входом делителя 12 Выходы элементов И 8 и 9 соединены с входами элемента ИЛИ 13, а выход блока 4 сравнения через элемент И 14 соединен с входом блока-15 памяти, выход которого является выходом анализатора. . . Второй вход элемента И 9 соединен с вторым выходом регистра 3, вторые выходы блока 10 сравнения кодов и регистра 2 соединены с входами элемента И 16. Выходы элементов И 6 и 16 соединены с входами элемента ИЛИ 17, выход которого соединен с вторым входом делителя 12. Выходы делителя 12 и элемента ИЛИ 13 соединены с 6I входами сумматора 18, выход которого соединен с вторым входом элемен та И 14. Устройство работает следующим образом. Исследуемый сигнал поступает на вход БПФ 1, наличие гррмонических составляющих в исследуемом сигнале приводит к появлению в спектре узких всплесков (максимумов) в окрестности xiacTOT гармонических составляющих. За счет выполнения преобразования Фурье для дискретных значений частоты возникает погрешность измерения частоты, максимальное значение которое равно половине шага по частоте . Чтобы устранить погрешность измерения частоты, обусловленную дискретностью преобразования Фурье, необходимо в каждом локальном максимуме спектра сигнала выделить две наибольшие соседние выборки спектра Z и соответствующие им частоты. Для этого коды чисел, представляющие значения коэффициентов ряда Фурье (выборки спектра), подсчитанные в результате реализации алгоритма БПФ, одновременно поступают в первый сдвиговый регистр 2, а коды их адреса, соответствукяцие в заданном масштабе частотам, поступают параллельно во второй сдвиговый регистр 3. Каждый сдвиговый регистр хранит одновременно коды трех чисел. Из этих чисел с помощью двух блоков 4 и 10 сравнения кодов и четырех элементов И 6-9 выделяют два соседних максимальных числа и соответствующие им адреса, по мере их поступления. В первом блоке 10 сравнения кодов сравниваются коды первого и третье го чисел, записанные в регистре 2.. При этом может быть два случая: если код третьего числа, записанный в регистре 2, больше первого, т.е. выборка спектра Z Z,, то на первом выходе блока 10 сравнения кодов появится сигнал разрешения перезаписи кода третьего числа-Z с выхода регистра 2 через второй элемент И 7 и элемент ИЛИ 11 в сумматор 5 и через элемент ИЛИ 17 в делитель 12/ если код третьего числа, записанного в регистре 2, меньше первого, т.е. выборка спектра Z Z,, то на втором выходе блока 10 сравнения кодов появится сигнал разрешения перезаписи

Изобретение может быть использовано для измерения частоты синусоидальных гармоник сигналов переменного напряжения цифровым методом. Цель изобретения - повышение быстродействия и упрощение устройства. Анализатор содержит блок 1 быстрого преобразования Фурье, сдвиговые регист-. ры 2 и 3, блоки 4 и 10 сравнения кодов, сумматоры 5 и 18-, элементы И 6-9 и 14, элементы ИЛИ 11 и 13, делитель 12 и блок 15 памяти. Введение элемента И 16 и элемента ИЛИ 17 позволяет исключить из схемы умножите- . ли, тем самым сократив время вычисления точного значения частоты. 1 ил. (Л ND 05 to 4 О О5