Анализатор спектра Советский патент 1993 года по МПК G01R23/16 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для анализа и обработки спектров шумовых сигналов.

Цепь изобретения - расширение функциональных возможностей анализатора спектра за счет коррекции спектра источника сигнала.

На чертеже представлена структурная схема анализатора. Анализатор спектра содержит входное устройство 1, N каналов 2 .обработки, вычислитель 3, устройство 4 установки, коммутатор 5 и индикатор 6, Канал 2 обработки каждого канала состоит из вычислителя 7 канала, полосового фильтра 8, регулятора 9, детектора 10 и интегратора 11. Вычислитель 7 канала содержит ячейку 12 памяти, перемножители 13 и 14 и блок 15 возведения в степень,

Работа анализатора спектра может осуществляться в двух режимах:

- с коррекцией анализируемого спектра,

- без коррекции анализируемого спектра.

Рассмотрим работу анализатора спектра на примере коррекции спектра сигнала

для случая гидроакустики при сферическом расширении фронта волны.

Работа анализатора с коррекцией анализируемого спектра сигнала, т.е. в режиме, обеспечивающем приведение анализируемого спектра и другой дистанции, но на том же направлении, осуществляется следующим образом.

Перед анализом сигналов на устройстве 4 установки устанавливаются

- дистанция до источника сигнала, на которой осуществляется анализ спектра,

- приращение дистанции или разность дистанций - между введенной и той, на которую необходимо откорректировать спектр.

При приведении спектра в сторону малых дистанций дополнительно вводится знак минус.

Введенные в устройство 4 установки величины в виде значения сигналов подаются:

- с первого выхода (выхода блока зада нйя дистанции) на первый вход вычислителя 3 (входы делителя и сумматора),

- со второго выхода (выхода блока задания приращения) на второй вход вычислитею ел ы ы VI

««А

ля 3 и вторые входы вычислителя 7 каналов, каждого канала 2 обработки.

Вычислитель 7 вычисляет значение сомножителя, характеризующего изменение фронта распространяющейся акустической энергией выдает его на первые входы вычислителей 7 каналов, каждого из каналов 2 обработки.

Одновременно из ячейки 12 памяти коэффициент, зависящий от центральной частоты канала,поступает на перемножитель 13, где осуществляется операция перемножения. Вычисленное значение с выхода перемножителя 13 подается в блок 15 возведения в произвольную степень , с выхода которого получаем значение сомножи- теля, характеризующего изменение спектральной составляющей за счет поглощения энергии частотно-зависимой средой.

С выхода блока 15 возведения в степень сигнал подается на первый вход второго перемножителя 14, на второй вход которого подается сигнал с выхода вычислителя 3. Результирующее значение с выхода перемножителя 14 подается на вход регулятора 9 канала обработки.

Для случая пересчета частотных составляющих анализируемого спектра в более удаленную точку величина К будет принимать значение меньше 1.

И, напротив, для случая пересчета частотных составляющих анализируемого спектра в точку, расстояние до которой меньше, чем до точки, где находится измерительный датчик, К примет значение больше единицы.

Таким образом, анализируемые сигналы с выхода входного устройства 1, поступившие на вход полосового фильтра 8 каждого из каналов 2 обработки,после рас- фильтровки полосовыми фильтрами 8 и поступления на регулятор 9 корректируются с учетом расширения фронта волны и учетом поглощения энергии средой.

Откорректированные сигналы в каждом канале детектируются детекторами 10, усредняются интеграторами 11 и поступают на вход коммутатора 5, выход которого сое- динен с индикатором 6, На индикаторе 6 индицируется откорректированный спектр сигнала.

Запись анализируемого спектра с индикатора или индикатором (если индикатором является какой-либо самописец) обеспечивает последующую возможность сравнения спектров.

Так, например, если спектр сигнала источника записать на диаграммную бумагу, где уже был зарегистрирован сигнал от этого источника, но на другой дистанции, то для анализа изменения спектра сигналов во времени никаких пересчетов спектра не гютребуется.

Для работы анализатора спектра без коррекции на устройстве 4 установки выставляется значение приращения дистан- ции.,равное нулю. В этом случае значение

коэффициента К будет равно единице.

Следовательно, изменение среднего значения коэффициента преобразования регулятора 4 не производится, а анализатор спектра коррекции спектра производить не

будет.

Использование предложенного анализатора имеет преимущество перед прототипом, т.к. позволяет

- корректировать исследуемые спектры сигналов как за счет расширения фронта волны, так и за счет поглощения сигнала средой

- более точно и полно сравнивать спек- тры источников сигналов, находящихся в частотно-зависимой среде,

- при анализе и сравнении спектрограмм экономится время, необходимое для перерасчета спектрограмм,

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для анализа спектров шумовых сигналов. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет коррекции спектра источника сигнала. Анализатор содержит входное устройство 1, N каналов 2 обработки, вычитатель 3, устройство 4 установки, коммутатор 5, индикатор 6, вычислитель 7 канала, полосовой фильтр 8, регулятор 9, детектор 10, интегратор 11, ячейку 12 памяти, перемножители 13 и 14 и блок 15 возведения 6 степени. Введение регулятора 9, управляемого вычислителями, расширяет функциональные возможности анализатора, 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

Формула изобретения 1. Анализатор спектра, содержащий входное устройство, выходом подключенное к параллельным каналам обработки, каждый из которых состоит из полосового фильтра и последовательно соединенных детектора и интегратора, причем выходы интеграторов каждого канала соединены через коммутатор с индикатором, отличающийся тем, что, с целью расширения его функциональных возможностей за счет коррекции спектра источника сигнала, в него введены последовательно соединенные блок задания

дистанции, сумматор и делитель, блок задания приращения, в каждый канал обработки включены последовательно соединенные вычислитель канала и регулятор, причем второй вход делителя соединен с выходом блока задания дистанции, а его выход - с первыми входами вычислителей каналов, выход блока задания приращения соединен с вторыми входами вычислителей каналов и вторым входом сумматора, второй вход регулятора в каждом канале обработки соединен с выходом полосового фильтра, а выход регулятора - с входом детектора.

степень и второго перемножителя, причем первым и вторым входами вычислителя канала являются вторые входы обоих перемножите л ей, а выход ом-выход второго перемножителя.