Устройство для цифрового анализа сигналов Советский патент 1980 года по МПК G01R23/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЦИФРОВОГО АНАЛИЗА СИГНАЛОВ

Изобретение относится к радиоизмерительной технике. Устройство может быть ирпользовано всистемах траекторных измерений для определения скорости и ускорения объектов. Известны устройства для цифровой обработки сигналов, содержащие квад ратурные к ана:лы преобразования сигнала в цифровую форму, генератор линейно-модулированных сигналов,. дискриминатор и решающий блок 11. Однако точность анализа их недостаточна. Известны также устройства, содер жащие формирователь чисел, квадратор, сумматор, делитель, умножитель счетчик и Злок регистрации 2. Эти устройства не обеспечивают совместного измерения частоты и про изводной частоты исследуемого сигна ла, что снижает точность обработки. Цель изобретения - повышение точ ности измерений. Цель достигается за счет того, Ч устройство для цифрового анализа сигналов, содержащее последовательно, соединенные формирователь нульпересечений, первый умножитель, сум матор и вычислительный блок, а также первый квадратор, подключенный к выходу формирователя нуль-пересечений, вход которого объединен с входом счетчика, при этом первый выход счетчика подключен к второму входу первого умножителя, дополнительно содержит блок прореживания нуль-пересечений, подключенный к объединенным входам формирователя и счетчика, второй квадратор, подключенный к второму выходу счетчика, второй умножитель, один вход которого соединен с выходом первого квадратора, а другой - с первым выходом .счетчика, блоки возведения в третью и четвертую степени, входы которых соединены с выходом формирователя нуль-пересечений, и четыре сумматора, через которые выходы второго квадратора, второго ум- ножителя и блоков воздействия в третью и четвертую степени Подключены к входам вычислительного блока. На чертеже представлена структурная схема устройства. Оно содержит блок 1 прореживания нуль-пересечений, счетчик 2 числа нуль-пересечений, первый квадратор 3, формирователь 4 нуль-пересечений, второй квадратор 5, первый блок 6 умножения, второй блок 7 умножения, блЬк 8 возведения в третью с тепень, блок 9 возведения в четвертую степень, сумматоры 10-14, вычислительный блок 15. Работает устройство следующим образом. Поток нуль-пересечений исследуемого сигнала поступает на вход блока 1 прореживания нуль-пересечений, который обеспечивает вьщеление из потока нуль-пересечений некоррелиро ванных, т.е. наиболее информативных нуль-пересечений. Это достигается делением входного потока нуль-перес чений в п. раз. Полученный прореженный поток нуль-пересечений поступае на вход формирователя 4 чисел, соот ветствующих моментам нуль-пересечен на выходе которого формируются числа t|, несущие информацию о момента выпадения Я -х нуль-пересечений. Счетчик 2 числа нуль-пересечений подсчитывает количество импульсов, поступивших на его вход с выхода блока 1 прореживания нуль-пересечений с момента начала измерения, и формирует номер каждого из приходящих нуль-пересечений. В квадраторе на вход- которого поступают числа t| с выхода формирователя 4 чисел, соответствующих моментам нуль-пересечений, формируются числа f. В квадраторе 5, на вход которого пост пают числа R с выхода счетчика 2 числа нуль-пересечений, формируются числа R и подаются на вход сумматора 10, который вычисляет сумму N . . ...- В блоке б умножения вычисляется произведение Rt чисел R, поступающих с выхода счетчика 2 числа нульпересечений, и чисел t) , поступающи с выхода формирователя 4 чисел, соответствующих моментам нуль-пересечений. Полученное произведение пода ется на.вход сумматора 11, который ф эрмйрует на своем выходе сумму I - В блоке. умножения, на входы которого поступают числа К с : , выхода счетчика 2 числа нуль-пересе чений и числа t с выхода квадратора 3, вычисляется произведение Rf которое затем подаётся на вход сум.матора 12, формирующего на своем выходе сумму I. Rl: .- в блоке Ь возведения в третью степень и блоке 9 возведения в четвертую степень, на входы которых поступают числа i с выхода формиро вателя 4 чисел, соответствующих моментам нуль-пересечений, формируются числа t соответственно. Затем эти числа поступают на входы соответственно сумматора 13 и сумма

748267 тора 14, которые вычисляют соответст 4 4 вующие суммы и Zt, «.п «н С выходов сумматоров 10-14 указанные суммы чисел поступают на соответствующие входы вычислительного блока 15, который производит обработку поступающей информации,и формирует на своем выходе оптимальные оценки частоты f и ее производной f в соответствии с критерием максимума логарифма отношения правдоподобия. Данное устройство обеспечивает точность измерения указанных параметров сигнала, близкую к потенциальной, т,к; реализует оптимальные методы обработки в соответствии с критерием максимума логарифма отношения правдоподобия. Оптимальная структура йхемы измерителя позволяет осуществить его регшизацию с помощью стандартных блоков вычислительной техники в сравнительно малом объеме. Формула изобретения Устройство для цифрового анализа сигналов, содержащее последовательно соединенные формирователь нульпересечений, первый умножитель, сумматор и .вычислительный блок, а также Первый квадратор, подключенный к выходу формирователя нуль-пересечений, вход которого объединен с входом счетчика, при этом первый выход счетчика подключен к второму входу первого умножителя, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, оно дополнительно содержит блок прореживания нуль-пересе ений, подключенный к объединенным входам формирователя и счетчика, второй квадратор, подключенный к второму выходу счетчика, второй умножитель, один вход которого соединен с выходом первого.квадратора, а другой - с первым выходом счетчика, блоки возведения в третью и четвертую степени, входы котор;ых соединены с выходом формирователя нуль-пересечений, и четыресумматора, через которые подключены выходы второго квадратора, второго умножителя и блоков возведения в третью и четвертую степени к входам вычислительного блока. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское.-свидетельство СССР по заявке № 2354266/09, . кл. G Об F 15/34, 29.10.76, 2.- Андреева И.С. , Снитко Б.Н. Об измерении частоты по переходам напряжения через нулевой уровень, Радиотехника, т.29, 6, 1974, с,76-79.