СПОСОБ БЕЗРЕЗОНАТОРНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ СИНУСНОЙ (КОСИНУСНОЙ) СОСТАВЛЯЮЩЕЙ СПЕКТРА СИГНАЛА Советский патент 1974 года по МПК G01R23/00 

1

Изобретение касается аналоговых измерений и может быть использовано для исследования спектральных характеристик сложных электрических сигналов произвольной формы.

Известные способы анализа спектра сигналов неприменимы к исследованию низкочастотных сигналов без дополнительной обработки последних, заключающейся в трансформации их спектра и получении сигнала полосового вида.

Предлагаемый способ не имеет этого недостатка и отличается от известных тем, что предварительно полученные импульсы, эквивалентные выборочным значениям исследуемого сигнала, сравнивают с синусоидальным (косинусоидальным) напряжением заданной частоты О), в результате чего амплитуду импульсов уменьшают пропорционально sin и (cos и О и определяют знак для дальнейшего сум.мирования.

Изменение весовых коэффициентов дает возможность получить значение составляющей спектра сигнала на любой частоте, причем исследуемый сигнал предварительно не подвергается дополнительной обработке.

На чертеже представлены временные диаграммы сигнала на различных этапах его преобразования, для определения косинусной составляющей спектра непрерывного сигнала f(), где а - исследуемый сигнал f(t); б - периодическая последовательность импульсов, эквивалентных выборочным значениям сигнала f{k.); в - взвешенная по закону cos(u)/eAO последовательность импульсов /(MOcosco/eA/; г - просуммированная последовательность взвешенного сигнала

/(Mif) COS ( - ,

-- N /

где Л - число независимых отсчетов по времени;

Т - длительность анализа;

д - интервал дискретизации во времени; д - значение сигнала, эквивалентное определяемой косинусной составляющей спектра с(со).

Реализация синусной составляющей выполняется аналогично с учетом изменения весовых коэффициентов cos(u)/eA/) на sin(0&A). Исследуемый сигнал подвергается дискретизации во времени с интервалом Af - (где

о)ь - граничная частота исследуемого сигнала), в результате чего непрерывный сигнал представляется периодической последовательностью коротких прямоугольных импульсов I,f(t - feA/), промодулированных по амплитуде исследуемым сигналом. Площадь каждого

импульса пропорциональна мгновенному значению сигнала в момент взятия выборки.

Полученную последовательность мгновенных значений сигнала последовательно во времени умножают на весовые коэффициенты, определяющие для каждого момента абсолютное значение гармонического коэффициента взвешивания.

Под термином «гармоническое взвешивание подразумевается умножение выборочного значения сигнала l(kM) на фиксированный (для заданного feAO коэффициент передачи, определяющий для /fe-той выборки сигнала на

яcos

заданной частоте « т значение j (ооМ).

После этого производится суммирование взвещенных импульсов.

В результате перечисленных выще преобразований исследуемого сигнала происходит накопление заряда, пропорциональное площади поступивших взвешенных выборочных значений сигнала, в результате чего текущее значение напряжения тождественно равно значению косинусной (синусной) составляющей

71

спектра сигнала на частоте сй тт и может

использоваться как отсчет ортогональной составляющей спектра.

Предмет изобретения

Способ безрезонаторного определения синусной (косинусной) составляющей спектра

сигнала, основанный на получении последовательного ряда выборочных значений исследуемого сигнала и последующем их суммировании в течение конечного интервала времени, отличающийся тем, что, с целью расширения частотного диапазона исследуемых сигналов в сторону низких частот, предварительно полученные импульсы, эквивалентные выборочным значениям исследуемого сигнала, сравнивают с синусоидальным (косинусоидальным) напряжением заданной частоты со, в результате чего амплитуду импульсов уменьшают пропорционально sinco/ (cosu) и определяют знак для дальнейщего суммирования.

f-lHut

lu

/пП П