Анализатор спектра Советский патент 1979 года по МПК G01R23/16 

(54) АНАЛИЗАТОР СПЕКТРА

Изобретение относится к области из- мерительной техники и может быть использовано Для статического анализа детерминированных и случайных сигналов в радиотехнике, радиолокации и во многих смежных областях. Известны устройства, позволяюШйе проводить спектральнь1й анализ по какойлибо одной базисной системе функций, содержащие измерительный блок, соединенный с накопителем, интегратор с ключомразряд шком, подключенный входом к одному из выходов генератора гарМОНйЧёскОго сигнала, а выходом - к двум схемам сравнения, вторые входы которых ttoaknraчены к источникам постоянных напряжений и логические элементы Cl. Недостатком этих устройств является сложна:я аппаратурная реализация при анализе процессов в нескольких базисных системах. Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является анали staTOp, позволяк:)ший одновременно измерят спектры сигналов по функциям Хаара и Уолша, содержащий устройство управления одноканальньтм анализатором по функциям Хаара, преобразователь спектра, запомицаюшее устройство и регистратор 2. Его недостатком является сложность анализа в различных базисных системах. Цель данного изобретения - упрощение анализа в раз/шчных базисных системах. Эта цель достигается тем, что- в анализатор спектра, содержащий N каналов, каждый из которых состоит из последовательно соединеннЬ1ХперёмнЬжителя, интегратора, квадратора и фильтра нижних частот, подключенного к регистратору, введены матрица весовых коэффициентов, дополнительные перемножители по количеству строк матрицы, многовходовой сумматор и второй регистратор, соединенные последовательно, причем вторые входы дополнительных перёмножйтелей подключены к выходу фвльтра существующего канала. На чертеже представлена структурная схема анализатора спектра. Анализатор содержат генератор 1 базисных функций, перемножитель 2, интегратор 3, квадратор 4 и фильтр 5 нижних частот в каяодом из N каналов, реги-, стратор 6, многовходовой сумматор 7, группу из N перемножителей 8, матрицу 9 весовых коэффициентов 1и регистратюр 10,;: - , Выход генератора 1 базисных функций Уолша (или Хаара) соединен с одним ИЗ входов перемножителя 2 соответствую щего канала, вторые входы всех пере множителей 2 соединены один с другим. Выход пёремножителя 2 каждогр канала последовательно соединен с интегратором . 3, квадратором 4 и фильтром 5 нижних чао тчэт. Выходы фильтров 5 нижних частот соединены с- Входами регистратора 6 и с соответствующими входами перемножителей 8, вторые входы последних соединены с соответствующими элементами одной из строк матрицы 9 весовых коэффшхйеятов. Выходы перемножителей 8 соединены со входами многовходового сумматора 7, ВЗЁ1ХОД которого соединен со входом регистратора Ю. Работает устройство следующим обра.зОм. .. , . . Входная реализация йссле Дуемого процесса тперемножается в каждом из канальных перемножителей 2 с одной из базисных функций, генерируемых генератором 3. базисных фуйкций; Результирующие сит налы п6ступа1бт на входы соответствующих интеграторов 3, затем возводятся в квадрат в квадраторе 4 и устрёдняются фильтрами 5 нижних частот (ФНЧ). ... tacKonsbfe сигналы ФНЧ 5 првастввпвют собой оаенку спектральной плотности мощности в базисе Уолща (Хаара) и пЬступают параллельиЬ на регистратор 6 и одновременно на один из входов группы перёмножителей 8,-на вторые входы каждого Пёремножителя поступают йрстоянйыё напряжения (представляющие собой весовые I коэффициенты) поочерелво с каждой стро ки матрш1ы 9 весовых коэффщиевтоБ размером { N М).. Матрица 9 может ёьггь вшолнёна, например, в виде запоминающего устройства магнитной ленты, диодной матрицы и т.д. Результать пёремножителя весового коэ() фшхвевта с соответствующей составляющей спектра Уолша (Хаара) укладываются в многовходовом сумматоре 7, и результат в виде оценки спектра Фурье на одной, частоте выводится на регистратор 1О. Для получения составляющей спектра Фурье на другой частоте необходимо подключить другую строку матрицы весовых коэффициентов ко входам перемножителей 8. .. . , ,- -. - Таким образом, разрещающий диапазон частот анализа спектра Фурье заВисит от ;числа строк М матрицы 9, а точность анйлиза определяется количеством каналов Н генератора базисньк функций. Предлагаемое устройство позволяет проводить одновременно спектральный анализ исследуемых процессов В нескольких базиснь1х системах без использования параллельных анализаторов, причем точность пОЛу1аемь1х Оценок спектральной плотности мощности обеспечивается выбранным количеством каналов генератора б:азисных функций и размером матрицы весовых коэффициенте®. Эффективность предлагаемого устройства заключается в обеспечении Возможности одновременного анализа спектров в разЛичных базисных системах без использования параллёльнь1х анализаторов. Таким образом, отпадает необходимость В пересчете спектра по одной базисной ёистеме в спектр по другой системе базисных функций. В случае вычисления спектров на ЭВМ нет необходимости в большом количестве промежуточных операций. Ф ,о р М у л а и 3 об ре тения Анализатор спектра, содержащий Л каналов, каждый Щ которых состой Из последовательно соёдиненньвс пёремножителя, иягёгратора, квадратора и фиЛьтра нижних частот, подключённого к регистратору, отличающийся тем, что, с целью упрощения анализа в различных базисных системах, в анализатор введены : маофица весовых коэффициентов, донопнительные перемножители по количеству I строк матрицы, многовходовой сумматор I и второй регистратор, соединенные после;дОватбльно, причем вторые Входы дОполи: нительных пёремнюжителей подключены к выходу фильтра соответствующего канаЯй. - . . . - -. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе i 1. Авторское свидетельство бССР N9 424О84, кл. О 01 R 23/00, 1974. 2. Авторское свидетельство СССР № 464853, кл. G 01 R 23/16, 1975.