УСТРОЙСТВО ДЛЯ АНАЛИЗА АКУСТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК Советский патент 1973 года по МПК G01R23/18 

1

Предлагаемое устройство для анализа акустических характеристик может быть использовано в акустических измерениях, а также в других областях техники нрн исследовании 1ШЛНОВЫХ и колебательных нроцессов.

Известное устройство содерлсит регулируемую линию задерлчки, синхронный фильтр гетеродинного типа (состоящий на двух смесите.тей, обш.его гетеродина и двух идентичных нолосовых фильтров промежуточиой частоты), 90-градусиый фазовращатель (имеющий комнеисационный канал и канал 90-градусного сдвига), неремножителн, интеграторы и блок вычисления модуля спектра. Однако с помощью этого устройства можно измерять только часть из больщого количества акустических характеристик, требуемых при акустических исследованиях случайных ироцессов (модуль, действительную и мнимую части функции взаимной корреляции или взаимного снектра мощности двух сигналов, изучаемых случайными процессами).

Цель изобретения заключается в расширении функциональных возможностей устройства для анализа акустических характеристик. Предлагаемое устройство отличается от известных тем, что на входе двухканального синхронного фильтра включен двухканальный блок ограничения, вход одного канала которо 0 соединен с выходами параллельно соеди2

ненных блоков дифференцирования и интегрирования, вход другого - с выходами блока суммы и разности, а между линией задержкн и фазовращателем включен двухканальный блок нормирования, нрнчем выход каждого перемножающе-интегрирующего блока соединен с однокоордннатным регистратором и соответствующим входом диухкоордннатного регистратора.

На чертеже показана блок-схема устройства.

Основным элементом устройства для анализа акустических характеристик являются два параллельно соединенных неремножающе-«нтегрирующих блока I -я 2, к которым с номондью нереклЕочателей 3-14 подключаются все остальные функциональные блокн, образуя два измерительных канала устройства.

Первый измерительный канал содержит неремиожающе-интегрнрующий блок 1, одни из каналов двухканального нормирующего блока 15, канал временного сдвига линии задержкн 16, один из каналов двухканального синхронного фильтра 17, один из каналов двухканального блока ограничения 18 и блок суммы и разностн 19. На вход первого измерительного канала устройства подаются исследуемые сигналы Xi Н Х:2. К выходу первого измерительного канала, т. е. к выходу перемножающе-интегрирующего блока 1, подключается один из входов двухкоордннатного регистратора 20 и

однокоординатный регистратор 21.

Второй измерительный канал содержит перемножающе-интегрирующий блок 2, широкополосный 90-градусный фазовращатель 22, второй канал двухканального нормирующего блока 15, фазовыравнивающий канал линии задержки 16, второй канал двухканального синхронного фильтра /7, второй канал двухканального блока ограничения 18, дифференцирующий блок 23 и интегрирующий блок 24. На вход второго измерительного канала подается исследуемый сигнал у. К выходу второго измерительного канала, т. е. к выходу перемножающе-интегрирующего блока 2, подключается второй вход двухкоординатного регистратора 20 и однокоординатный регистратор 25.

Входные гнезда устройства, на которые подаются исследуемые сигналы Xi, Хз и у, в зависимости от вида осуществляемого анализа с помощью переключателей 3-14 подсоединяются ко входам перемножающе-интегрирующих блоков } и 2 непосредственно или через соответствующие функциональные блоки J9, 24, 23, 18 , 17, 16, /5 и 22.

Подавая исследуемые сигналы x(t) и i/(t) на входные гнезда устройства, соединенные через регулируемую линию задержки 16 и 90градусный фазовращатель 22 со входами перемножающе-интегрирующих блоков / и 2, на регистраторах 25, 21 и 20, подключенных к выходам блоков, получим запись соответственно действительной и мнимой составляющих взаимной функций корреляции входных сигналов, а также представление функции корреляции этих снгнаиггов в комплексной плоскости. При необходимости частотного разложения корреляционных функций, т. е. нахол дения спектра мощности, например взаимного снектра мощности, исследуемые сигналы подают на входы перемножающе-интегрирующих блоков 1 и 2 через двухканальный синхронный фильтр 17 и 90-градусный фазовращатель 22. Регистраторы 25, 21 и 20 запищут соответственно действительную и мнимую составляющие взаимного спектра, а также представление его в комплексной плоскости.

Следовательно, при анализе комплексных характеристик исследуемых сигналов с помощью устройства можно раздельно регистрировать действительную и мнимую части как функции времени (или частоты), однако представление в комплексной плоскости позволяет одновременно получать действительную и мнимую части исследуемых характеристик, а такл е их модуль и фазу без дополнительных вычислений.

Для получения нормированных корреляционных функций исследуемые сигналы подаюгся на входы Перемножающе-интегрирующих блоков / ,и 2 через линию задержки 16 л дву.чканальный .нормирующий блок /5, а при нахождении нормированных спектров в измерительные каналы устройства вместо линии задержки 16 включается двухканальный синхронный фил.ьтр 17.

Для вычисления релейных корреляциоь-ных функций или двойных релейных корреляционных функций в одном или в обоих измерительных каналах устройства перед перемножающеинтегрирующими блоками / и 2 включаются ограничитель (блок 18} и линия задержки 16. При частотном анализе ограничения входных сигналов приводят к нелинейным спектрам.

В тех случаях, когда возникает необходимость нахождения других характеристик, которые определяются как линейные преобразования корреляционных функций или спектров (сложение, вычитание, интегрирование, дифференцироваиие, временной сдвиг), указанные операции могут также производиться не над корреляционными функциями или спектрами, а на входе перемножающе-янтегрирующих блоков 1 и 2 при пропускании исследуемых

сигналов через соответствующие блоки 19, 24, 23 и 16.

При работе устройства в комплекте с генератором гармонических колебаний, можно осуществлять частотное разложение исследуемых

процессов без использования фильтров, при этом исследуемый сигнал и напряжение гармонического колебания подаются на входы перемножающе-интегрирующих блоков 1 W. 2 через щ.ирокополосный 90-градусный фазовращатель 22.

Рассмотренные примеры использования устройства не являются исчерпывающими. С помощью предлагаемого устройства могут быть определены все основные характеристики виброакустических сигналов, электроакустических линейных систем, звуковых полей, выражающиеся через реализуемые устройством функциональные преобразования.

Предмет изобретения

Устройство для анализа акустических характеристик, содержащее два параллельно соединенных перемножающе - интегрирующих блока, к каждому из которых через соответствующие переключатели подключены последовательно соединенные в два канала двухканальные щирокополосный 90-градусный фазовращатель, регулируемая линия задержки и синхронный фильтр, отличающееся тем, что, с целью расщирения функциональных возможностей устройства, на входе двухканального синхронного (зильтра включен двухканальный

блок ограничения, вход одного канала которого соединен с выходами параллельно соединенных блоков дифференцирования и интегрирования, вход другого - с выходами блока суммы и разности, а меладу линией задержки

и фазовращателем включен двухканальный блок нормирования, причем выход каждого неремнол ающе-интегрирующего блока соединен с однокоординатным регистратором и соответствующим входом двухкоординатного регистратора.

Х2 :i