Устройство аналогового определения ортогональной составляющей спектра финитных сигналов Советский патент 1974 года по МПК G01R23/00 

1

Изобретение относится к области электроизмерительной техники и может быть -использовано при создании устройств для исследования спектральных характеристик электрических сигналов произвольной формы.

Известные устройства аналогового опредеггения ортогональной составляющей спектра финитных сигналов, содержащие схему периодической выборки мгновенных значений сигнала, генератор импульсов, сумматор на основе С-интегратора, согласующий и инвертирующий каскады, не обеспечивают возможности Получения величины, пропорциональной ортогональной составляющей спектра на заданной частоте непосредственно в исследуемом диапазоне.

Цель изобретения - расщирение функциональных возможностей устройства. Это достигается тем, что схема периодической выборки мгновенных значений выполнена в виде сдвигающего регистра с ключами в нагрузочной цепи, сигнальные входы которых подключены к выходам согласующего « инвентирующего каскадов с учетом знака весовых коэффициентов, а выходы ключей подключены к весовым резисторам сумматора.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Оно содержит схему периодической выборки мгновенных значений сигнала 1, сумматор 2, выполненный в виде многовходового RC- интегратора, генератор импульсов 3, согласующий каскад 4 и инвертирующий каскад 5. Схема периодической выборки, осуществляющая временную дискретизацию сигнала, выполнена на базе сдвигающего регистра 6, нагрузкой которого служат ключи, например 7

и 8, сигнальные выходы которых подключены на взвешивающие резисторы, например 9 и 10, сумматора 2.

Устройство работает следующим образом. Исследуемый сигнал с выхода каскада 4

(для случая неинвертируемого знака весовых коэффициентов) и с выхода каскада 5 (для инвертируемого знака весовых коэффициентов) поступает на сигнальные входы ключей, например 7 и 8, схемы периодической выборки 1, ко входу регистра которой подводится периодическая последовательность импульсов от генератора 3.

С приходом первого импульса срабатывает первый триггер регистра 6 и открывает на

время А/ ключ 7, разрещая тем самым передачу сигнала на весовой резистор 9, определяющий для данного момента взятия выборки йАг абсолютное значение коэффициента взве-(«МО. шивания С выхода весового резистора 9 произведе ие вида f (МО (ojfeA) запоминается конденсаторОМ 11 сумматора 2. С приходом следующего импульса от генератора 3 срабатывает второй триггер регистра 6 и процесс выборки сигнала, его умножение на гармонический коэффициент взвешивания и запоминание результата повторится. Так как °( принимает значения от -1 до +1. отрицательный знак коэффициента взвешивания отрабатывается сумматором 2 для выборочных значений сигнала, поступивших с выхода согласующего каскада 5 (дополнительного усилителя-инвертора). В результате взаимодействия входного оигнала и .импульсов сдвига регистра 6 на выходе схемы периодической выборки мгновенных значений сигнала 1 образуется периодическая последовательность импульсов, промодулированных по амплитуде исследуемым сигналом. Площадь каждого импульса пропорциональна мгновенному значению сигнала в момент открытого состояния ключа, например 7 и 8. Схема периодической выборки распределяет полученную последовательность выборочных значений сигнал /(feAif) по взвешивающим резисторам, обеспечивающим различные коэффициенты передач-и (). Умножение выборочных значений сигнала f() «а коэффициент передачи (&kM) происходит последовательно во времени с интервалом А/ с одновременным запоминанием их сумматором 2, напряжение на выходе которого к концу времени анализа Т пропорционально интегралу от суммы входных выборочных значений сигнала. (Ш) . Ь - причем абсолютное значение коэффициента взвешивания определяется (с точностью до постоянного множителя -- j величиной, обратно-пропорциональной значению весовых резисторов, а величина представляет собой взвешенное с весом значение выборки сигнала в момент Mf, где тожде; ; Со„5 (cofeAO. Постоственно равно значению янный множитель - учитывается при фиксации результата. В результате перечисленных преобразований сигнала напряжение на накопительной емкости сумматора 2 к концу времени анализа Т будет пропорционально значению ортогональной (синусной или косинусной) составляющей спектра исследуемого сигнала на частоте где N -- ut (о М(й количество учитываемых отсчетов, однозначно связанное с длительностью сигнала Т и интервало.м дискретизации по времени А. На этом первый коммутационный цикл заканчивается и импульс последнего триггера регистра возвращает сдвиговый регистр в исходное состояние. Предмет изобретения Устройство аналогового определения ортогональной составляющей спектра финитных сигналов, содержащее схему периодической выборки мгновенных значений сигнала, управляемую генератором импульсов, сумматор, выполненный в виде RC-интегратора, согласующий и инвертирующий каскады, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, схема периодической выборки мгновенных значений выполнена в виде сдвигающего регистра с ключами в нагрузочной цепи, сигнальные входы которых подключены к выходам согласующего и инверирующего каскадов с учетом знака весовых оэффициентов, а выходы ключей подключеы к весовым резисторам сумматора.