Многоканальный спектральный анализатор Советский патент 1979 года по МПК G06F17/18 G06F17/17 

1

Изобретение относится к области корреляционно-спектрального анализа и может быть использовано для построения спектроанализаторов случайных стационарных эргодических сигналов с произвольными законами распределения.

Известны спектроанализаторы, содержащие блок ввода, генератор тактовых импульсов, делитель частоты, блок установки номера гармоники, формирователь кода аргумента и знака косинуса, схемы сравнения, дешифратор пороговых значений, накапливающие регистры, счетчики.

Наличие блока ввода, формирующего число-импульсный код исследуемого сигнала, и дешифратора пороговых значений, депают известные анализаторы достаточно сложными в аппаратурном отношении.

Из известньтх устройств наиболее близким по технической сущности является устройство, содержащее блок центрирования-квантования, генераторы вспомогательных сигналов, генератор тактовых импульсов, коммутатор, блок выбора длиlibi реализации, канальные дешифраторы, элементы ИЛИ и счетпши.

Наличие в устройстве большого количества многовходовых канальных дешифраторов и элементов ИЛИ делает это устройство достаточно сложным.

Целью предлагаемого изобретения является повышение точности при заданном времени измерения.

Для этого в многоканальный спектральный анализатор, содержащий два генератора вспомогательных сга наяов, подключенный к их выходам блок центрирования-квантования, третий вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов и входом счетчика тактов, четвертый вход - с выходом счетчика тактов и входом блока выбора длины реализации, а первые два выхода блока центрирования - квантования соединены с первым и вторым входами дешифратора, через канальные счетчики связанного с соответствующими выходами коммутатора, вход которого подключен к второму выходу генератора тактовых Импуньоов, дополнительно введены блок формирования кода аргумента и знака косинуса, первые входы которого связаны ,с выходами cnei чика тактов и третьим входом деши4 атора, втчэрой вход - вторым выходом генератора тактовых импульсов, выход - с четвертым входом дешифратора, пятый и шестой входы которого соединены с третьим и четвертым выходами бпока цеитрирования- вантования, седьмой вход с третьим выходом генератора так товых импульсов, и блок сравнения, пер вый выход которого связан с восьмым входом дешифратора, первые входы - с вторыми выходами бпока формврован ш кода аргумента и знака косицуса, а вторые входы - с выходами блока выбора длины реализации. На чертеже изображена блок-схема предлагаемого многоканального спектраль кого анализаторав Он содержит блок 1 центрированияквантования генераторы 2 и 3 вспомогательных сигналов, генератор 4 тактовых импульсов, дешифратор 5, счетчик 6 тактов, блок 7 формирования кода аргумента и знака косинуса, блок 8 сравнения, блок 9 выбора длины реалнэаяни, канальные счетчики 10, комментатор 11. Многоканальный спектралыялй анализатор работает спе/щ ющим обраэомв Входной .cHrHanX.(t) поступает в блок 1, где он центрируется я в моменты прихода тактовых импульсов йа чет вертый и пятый входы,-, сравнивается с двумя дополнительными сигналами (Ь) и „(fc) поступающими в блок 1 с генераторов 2 и 3. С выходов блока 1 на И1 формацион11ые входы деишфратора 5 поступают знаковые функции sigtitx - gf ) Sig-n СХ ).; S«gn с ,m. ., причем положительные значения знаковых функций соответствуют логической еднннце (высокий потенциал), а отрицатель ные - логическому нулю (низкий потенциал); Интервал дискрзтизацвн гадаетсш: импуяьсамн с первого выхода генератора 4, часггота следования которых i. На соответстаующие знаковые входы дешифратора 5 подаются: низкий (высо кий) потенциал с первого разрядного выхода счетчика 6, при к«-четном (нечетком); высокий (низкий) потенциал со накового вь1хода блока 7, если dKdk sig-ncos -jnTEHCsigrncosprll -) ысокий (низкий) потенциал с третьего ыхода генератора 4 (частота меандра g-( ) f-jj .при i четном (не-, етном), С первого знакового выхода деифратора 5 на первую группу канальных 10, содержащую ОД... счетчиковканальный счетчик, поступает вы- сокий потенциал (прямой счет), эслй и низкий потенциал (обратный счет} - в противном случае Go второго знакового выхода дешифратора 5 на вторую группу канальных счетчиков 10, содержащую nff ,1о +1,,., канальный счетчик, поступает высокий потенциал, если (-1 )V,-.J s gncos| ll- и низкий с противном случае.; В счетчике 6 тактов формируется код числа К - номера такта. Цикл вычнследия состоит и ()чго такта с номерамк О,1,.,.,Я Когда всчетчике 6 «сформируется код часла 2 , очереднойтактовый импульс с первого выхода генератора 4 очистит счетчик 6 .тактов, начнет ся ( 1 + 1)-й цикл В1 1числения. Двоичный код числа К поступает на разрядные входы блока 7, где с частотой f Cs -L vt )f формируется двонч HbiiS код числа Р, такого что ir«/cos| -- , P 0,1,...,2 в блоке 9 формируется обратный код такого что . i -количество импульсов, поступивших в блок 9 с последнего разрядного выхода счетчика 6 тактов, jQ OH4Hbie коды чисел Р и « сравниваются в блоке 8 сравнения Если Pjf , на управляший вход дешифратора 5 подается высокий потенциал. Топь ко в этом случае значение/tjijn / « сформированное в дешифраторе 5, поступает на счетные входы всех счетчиков 1О. KoMNQTTaTop 11 с частотой fg осуществляет поочередное разрешение счета паре канальных счетчиков 1О (одного вз первой группы, начиная с 1улевого и одного из второй группы, начиная с 2Wo причем для умножения Ifi.-j j на число О коммутатор 11 производит, раз в два цикла запрет счета при К0,). За одвн такт вычисления произаодвтоя опрос всех канальных счетчиков. После прихода первого 5шпульса на вход коммутатора 11, опрашиваются нулевой и канальный счетчик 10, ()-й импульс перерсгаочает, коммутатор 11 на опрос канального счетчика 1О, после прихода )-ro импульса производится запре счета всем канальным счетчикам, ( +3)-й импульс является первым импульсом (К+1)-го такта. За один цикл вычисления, продолжительность которого Т 4- (), в J -ом канальном счетчийе 10 сформируется число мм . S ti ,- Slgrnc05 1Г. а в 2 канальном счетчике 1О ,|тЫ 2 И.аП.Г 2 tl--0 «bF Через bt циклов в этих счетчиках будут числа i,,-..rJ H,j,W. . Для подучения j -ой или ()-ой .оценки спектральной плотности мощности достаточно вояучеуяые значения умножить на коаффиоиент пропорциональности Введение в {федпагаемый многоканаль ный спектральный анализатор блока фор1ъга рования кода аргумента и знака косинуса блока сра&вения и дополнительных соеди- ненвй позвопяет значительно упрсхл ить прототип в повысить точность при заданном времена измерения, Действвфепыю, в предлагаемом анализат фе отеутстй5г т сзсемы ИЛИ и 2 много&ходошш канальных дешифраторов. Уменьшено копвчество выходов блока выбора длины реапвзации с (2+1) до tn и коммутат ч а с ();до (). За. время измерения Т в известном устройстве производится N Tf b 2 циклов (усреднение по W ), В предлагавMOM анализаторе за то же время произвол &1 9 т J.- Ь 2 «( циклов, т.е. Ng ж 2N , что поБышает точность при заданнся времени измерения. Формулаизобретения Многоканалыалй спек1р{1иьный анализатор, содержащий два генератора вспомогательных сигналов, родкпюченвый к их выходам блок ;центрирования- «вантования, третий вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов н входом счетчика тактов, четвертый вход - с выходом счетчика тактов и входом блока выбора длины реализации, а первые два выхода блока центрирования кваетования соединены с первым и вторым входамидешифратора, через канальные счетчики связанного с соответствующими выходами коммутатора, вход кбтс рого подключен к второму выходу генератора тактовых импульсов, отл ичаю - 1ш и и с S тем, НТО, с целые повыщения точности измерения, в него дополнительно введены блок формирования кода аргумента и знака косинуса, первые входы которого связаны с выходами счетчика тактов и третьим входом дешифратора, второй . вход - с вторым выходом генерате ра так товых импульсов, выход - с четвертым j входом дешифратора, пятый и шестой входы koToporo соединены с третьим и четвертым выходами блока аен1рирования-В1вантоваВИЯ, седьмой вход - третьим выходом генератора тактовых имцупьсов, и блок оравяенвя, первый выход которого связан с восьмым входом дешифра рз первые вйсоды - с вторыми шлходамн блока формиро вания -кода аргумента и знака косицуса, а вторые входы г- с выходами блока выбора длины реализации.