Спектральный анализатор Советский патент 1979 года по МПК G01R23/00 

6 Цел вастояшего изобретений являечся соЭДанвз более простого устройстьа для пслучеиия оценки спектральвой ппЬтно : й «сйЦиойарных ергодйческих случайных сигналов. Зга аель достигается тем, что в спек трйшиюм авалнааторе выходы (олоков усреднения соединены с первым и вторым входами соответственйо третьего и четвертого енаковьтх тфеобраэователей, трет входы ЗЕсаковых преобразователей соеди с первым выходом генёрагорй BCIIOMOгатвйьных сигналов, второй выход которого подключен к четвертым входам онакЬвых преоВразо&ателей, аьЬсОды третЕ его и четвертого знаковых преобразов 1 твоей соединены eooTBeTCTJseHHo с tiepйь1м и Вторым i входа лй епемента paiBBOhеначнобги н впемента И./ Другое отличйе авали адтора состоит в том, чтЬ знаковый преоёра зователь содержит два компаратора и блок умножения знаков, первые бходы KoMttaipaToров являются соответственно первым и вторым входами знакового преобразователя, третьим % Четвертьтм входом кото- роЕО явдШотсй соотвётетвенйо вторые входы компараторов, вь1ходы еппйёны с соотйётсТвуюшими 8х6двмй блока уъ ножейия знаков, выход KOTOporq является выходом знакового преобразоватеяй,/ : . Йсиользрвание упомянутьк соединений знаковых преобразователей исходВогр и вспомогательяош сигналов в предлагаемом устройстве позволяет значительно упрбсптть его приборную реал и- зааию, выразкаюшуюся в замене сложных умножающих и сравнивающих устройств, работающих с многоразрядными числами, прсютьши логическими 9Яёмен:тами, работающими с одноразряднбтми числами. На фиг. 1 изображена структурная схема предлагаемого устройства; Ва фиг. показана схема преобразователя знаков. Описываемый спектральный аналйЗйтор содержит блок 1 Согласования, генератор 2 встгоМогательньрс сигналов,, генератор 3 гармонических сигналов, входные ёааковые преобразователи 4, блоки 5 усреднения, выходные знаковые преобразователи 6, элемент 7 разнозйачности, элемент И 8, генератор 8 счетных им пульсов,- ключ 10, реверсивный счетчик 11. В знаковом преобразователе использованы компараторы 12 и 13 и блок 14 умножения знаков. 84 Анализатор работает следующим образом. Можно рассмотреть для простоты только один канал, поскольку второй канал работает аналогично. После масштабирования и центрирования во входном блоке 1 случайный Ьигнал ) поступает на один из входов знакового преобразователя 4, на второй вход которого поступает косинусоидальный сигнал с генератора 3. В преоброзовагле- ле 4 ети сигналы смешиваются с соответЬтвующйМЙ Вспомогательными сигналами 0 (4) и сигналы незави-, СИМЫ друг от друга и от исследуемого сигнала, имеют равномерные плотности распределения, гратшы которы охватвают основной диапазон изменения исслёйуемого сигнала), их суглма квантуётся на zsBa уровня и получевные двупоnaiiibie Сигналы в виде nabsignCxCtVQ Ct ltcoswi+Ci.iWl поступают на вход блока 5 усреднения. Таким образом, на знакового преобразователя имеем неттрерывный кусочно- яостоянный сигнал п (i). При условии, что время корреляции вспомогаWftEHoro Сигнала мйого меньше времени крррелйцйи вх)дного сигнала, а постоянная времени блока 5 усреднения меньше аатервала корреляции входного сигнала и болынё, 4ieM вспомогателыюе напряжение на выходе этого.ус|зеднигеляпо истечении времени То t и sK |°X(fc)C06aJtdi, и р -,.. .;.--..:. гдей - коэффициент (фопЬрцйональнбстиу, Это напряжение поступает на оба входа выходногчэ знакового преобразователя 6, кЬторый действует аналогшно преобразователю 4. Повтому на выходе преобразователя ,6 будет вновь кусочноростояйный сигнал вида, 4 Ct) sigrп , Ct) 3 6i nCUep .: Ha выходе преобразователя 6 -. f-(t) ыражение отличается индексами при 1«, Jx{t)siHbMtd4 Сигналы ) и Я)постутаают одно ременш) на апемект 7 равнозначности элемент И 8. При условии совпадения олярностей fj/ik Шепемент 7 ра возвйчности открывает ключ 10 и разешает проход импульсов с генератора 9 aa счетный вход реверсивного счетчика гфи ВТОМ элемент И управляет знаком счета. За время (Ч5И прохождении М. счетвых импульсов) в счетчике накопятся невиггорое число Ыс причем отношение N j. /N будет пропорционально оценке спектральной плотвости на частоте генератора 2 гармонических сигналов. Цействнтель1 о -R- - cpH ftiCt)-t(i) J и г т2 r -j5f KJxtt)eo8(u4d-lj4-- -Гк XCt)5itta;icltV K S(U N L о рде М - знак математического ожидания . Предложенное ycTpofcTBo сутаестйенно проще прототипа, поскольку не содержит сложных умножителей, нелинейного преобразователя и сравнивающих устройств и Все арифметические оперйиии с многоразрядными числами, вьтопняемыё в из вестном устройстве, в предложенном уст ройстве аамеаень погическ.ими операция1ми : числами О и 1. Практическая рё1алиаация такотчэ уст ройства ве вьвзывает сомнения, 1юс&Ьльку оно состоит из известных типовых схем и может быть реализовано на 6снсз :ве л$рбЬй п «1Ной логической сшЬтемы интегралшых микросхем, изготовляемых отечественной промьтшлешостыо. Формула изобретения 1. Спектральный анализатор, содержа щий четыре анаковьге преобразователя, генератор вспомогательных сигналов и генератор счетных импульсов, подключенный к первому входу , второй. вход которого соединен с выходом элемента равнозначности, выход ключа соед|шен с первым входом реверсивного счетчика, второй вход которого подключен к выходу елемента И, блок согласования, вход которого является входом анализатора, а выход подключен к первому аходу первого и второго знаковых преобразователей, вторые входы которь1х соединены соответственно с первым и вторым выхойаг ги генератора гармонических сигналов, выходы первого и второго знаковых преобразователей подключены ко входам соответствующих блоков усреднения, отличаю щи йс я тем, что, с «елью утгрощения, в нем вьг«. ходы блоков усреднения соединены с пер. вьтм и вторым входами соответственно третьего и четвертого знаковых преобразователей, третьи входы знаковькх преобразователей соединейы с первым входом генератора вспомогательных сигналов, второй выход которых подключен к четвертым входам знаковых преобразователей, выходы третьего и четвертого зншсовых преобразователей соединены соответственно tr первым и вторым входами елемента равнозначности и элемента И, 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что знаковый преобразователь содержит два компаратора и блок умножения знаков, первые входы компараторов являются соответственно первым и вторым входами знакового преобра зователя, третьим И Четвертым входами которого являются соответствегою вторые входы компараторов, выходы которых соединены с соответствующими входами блока умножения знаков, ВЁТХОД которого является выходом знакового преобразователя, . Источники, информации, принятые во внимание тфи экспертизе 1, Грибанов Ю. И. и др. рпектральный анализ случай1асых процессов , М., ёнергия, 1974, с. 208. 2. Авторское свидетельство СССР № 323786, кл. Q 06 G 7/52, 1970.

X(t

I

I

Bcfi. сигнв/f ut.Z