JPS59114674A - Discrete fourier conversion analyzer - Google Patents

Discrete fourier conversion analyzer

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JPS59114674A
JPS59114674A JP57224465A JP22446582A JPS59114674A JP S59114674 A JPS59114674 A JP S59114674A JP 57224465 A JP57224465 A JP 57224465A JP 22446582 A JP22446582 A JP 22446582A JP S59114674 A JPS59114674 A JP S59114674A
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JP
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frequency
signal
spectrum
clock
input signal
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Hitoshi Kitayoshi
均 北吉
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Advantest Corp
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Abstract

PURPOSE:To follow an external sampling clock frequency with high precision to the frequency of an analog input signal by always detecting the ratio between high and low spectra for an observed spectrum. CONSTITUTION:A relative shift is detected by the calculation of a control circuit 18 between the observed frequency in an input signal and the sampling frequency. This calculated value is latched by a latch circuit 25, and the output of the circuit 25 is converted into analog signals by a D/A converter 26. Then the bias voltage supplied from a DC power supply 27 is added to the analog signal when necessary by an adder circuit 28. The output of this addition is applied to a clock signal generator 17 as a signal that controls the clock frequency of the generator 17. As a result, the sample clock frequency of an external sample clock input terminal 16 is corrected to obtain a specific relation with the frequency of the observed spectrum of the input signal of a system 11 to be measured.

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は入力信号周波数をデジタル的に解析する離散
的フーリエ変換解析器、特にその人力信号と特定の関係
にある周波数を基準とし、その高調波或いは低調波成分
を解析するいわゆるオーダーアナリシス(次数比解析)
を行う離散的フーリエ変換解析器に関する。
[Detailed Description of the Invention] This invention relates to a discrete Fourier transform analyzer that digitally analyzes an input signal frequency, and in particular, uses a frequency that has a specific relationship with the human input signal as a reference, and analyzes its harmonics or subharmonics. So-called order analysis (order ratio analysis)
This paper relates to a discrete Fourier transform analyzer that performs.

〈従来技術〉 入力信号を離散的フーリエ変換、例えば高速フーリエ変
換を行うことによってその入力信号の周波数成分である
周波数スペクトラムをデジタル的に求める周波数分析が
行われている。この場合高い周波数まで正しく解析する
のには、サンプリング周波数を充分高くする必要がある
。しかしそのようにサンプリング周波数を高くすると演
算処理の規模が大きくなシ、かつ処理時間が長くなる。
<Prior Art> Frequency analysis is performed in which a frequency spectrum, which is a frequency component of an input signal, is digitally determined by performing discrete Fourier transform, for example, fast Fourier transform, on the input signal. In this case, in order to correctly analyze up to high frequencies, it is necessary to make the sampling frequency sufficiently high. However, increasing the sampling frequency increases the scale of arithmetic processing and increases processing time.

このような点によシ、例えばタービンの振動を解析して
、タービンの回転周波数に対する発生振動の関係を測定
する場合、タービンの回転周波数に対する高次周波数或
いは低次周波数等を測定すると、その回転と振動との関
係を良く解析することが出来、すこぶる便利であり、こ
の為次数比解析(オーダーアナリシス)が行われている
。従来のこの種の次数比解析は例えば第1図に示すよう
にして行われていた。即ち被測定系11は例えはタービ
ンであシ、被測定系11で発生している振動が振動検出
器によシ検出され、その検出振動信号は離散的フーリエ
解析器、例えば高速フーリエ解析器12の信号入力端子
13に供給される。
From this point of view, for example, when analyzing turbine vibration and measuring the relationship between the generated vibration and the rotational frequency of the turbine, if you measure the higher-order frequency or lower-order frequency with respect to the rotational frequency of the turbine, the rotation It is very convenient to be able to analyze well the relationship between vibration and vibration, and for this reason order ratio analysis (order analysis) is carried out. Conventionally, this type of order ratio analysis has been carried out as shown in FIG. 1, for example. That is, the system to be measured 11 is, for example, a turbine, the vibrations occurring in the system to be measured 11 are detected by a vibration detector, and the detected vibration signal is sent to a discrete Fourier analyzer, for example, a fast Fourier analyzer 12. is supplied to the signal input terminal 13 of.

−力抜測定系11における基準となるもの、この例にお
いてはタービンの回転速度が、例えば1回転に1パルス
を発生する回転検出器により検出され、この検出された
クロックパルス′は端子14よシ周波数変換器15に供
給される。周波数変換器15は、例えばその入力された
クロックパルスの周波数をに倍にするものであシ、つま
シ周波数乗算器である。これは一般に、いわゆる位相同
期ループ(P。
- The reference in the strain relief measurement system 11, in this example the rotational speed of the turbine, is detected by a rotation detector that generates one pulse per rotation, for example, and this detected clock pulse' is transmitted from the terminal 14 to the rotation speed. It is supplied to a frequency converter 15. The frequency converter 15 doubles the frequency of the input clock pulse, for example, and is a frequency multiplier. This is generally a so-called phase-locked loop (P.

L、L)が用いられ、その入力された信号周波数のに倍
(Kは必ずしも整数ではない)された周波数が出力され
る。
L, L) is used, and a frequency that is multiplied by the input signal frequency (K is not necessarily an integer) is output.

周波数変換器15の出力信号は高速フーリエ変換器12
の外部ザンプルクロック入力端子16に与えられる。従
って前記Kを例えば整数に選定すれば、この例ではター
ビンの回転周波数の整数倍のサンプリング周波数で、信
号入力端子13に入力されるタービン糸11よりの振動
信号がサンプリングされ、高速フーリエ変換によってデ
ジタル的に周波数分析が行われる。一般に振動系はその
振動の基本になる周波数、即ちタービン回転周波数に対
して高調波、或いは低調波成分の振動を発生することが
多い。従って被測定系110基本クロックの周波数のに
倍の周波数で入力信号をサンプリングすることによって
、よシ正しい解析を、比較的少いサンプリング数で行う
ことが可能となる。
The output signal of the frequency converter 15 is sent to the fast Fourier transformer 12
is applied to the external sample clock input terminal 16 of . Therefore, if K is selected to be an integer, in this example, the vibration signal from the turbine thread 11 input to the signal input terminal 13 is sampled at a sampling frequency that is an integral multiple of the rotational frequency of the turbine, and is digitalized by fast Fourier transform. frequency analysis is performed. In general, a vibration system often generates vibrations that are higher harmonics or subharmonics relative to the fundamental frequency of the vibration, that is, the turbine rotation frequency. Therefore, by sampling the input signal at a frequency twice as high as the frequency of the basic clock of the system under test 110, it is possible to perform accurate analysis with a relatively small number of samples.

このように従来の次数孔解析は、周波数変換器15とし
てPLLを用いておシ、PLLは入力信号に対して位相
検出によってずれを検出するだめ、入力信号周波数のオ
クターブ以上の変化に対して追従させることが出来ない
。従って、入力クロック信号周波数fが大幅に変化する
場合は、その入力クロックの周波数レンジに応じて伺段
ものPLLを用意して、これを切替て使用する必要があ
シ、シかもPLLの引き込み条件を満足しないとロック
状態が外れて周波数変換器として動作しなくなる欠点が
あった。
In this way, conventional order hole analysis uses a PLL as the frequency converter 15, and the PLL detects deviations from the input signal by phase detection, so it can track changes in the input signal frequency of an octave or more. I can't let it happen. Therefore, if the input clock signal frequency f changes significantly, it may be necessary to prepare a different PLL depending on the frequency range of the input clock and use it by switching. If these conditions are not satisfied, the lock state will be lost and the device will no longer function as a frequency converter.

更に従来においては、被測定系11より解析しようとす
る信号と関連あると思われる信号を、クロック信号とし
て入力信号とは別個に取シ出す必要がちシ、例えば先の
タービン系においては、その回転周波数を検出する手段
を、振動を検出する手段の他に設ける必要があった。ま
た全体として、特に周波数変換器150回路構成が複雑
となる欠点があった。
Furthermore, conventionally, it has been necessary to extract a signal that is considered to be related to the signal to be analyzed from the system under test 11 as a clock signal separately from the input signal. It was necessary to provide means for detecting frequency in addition to means for detecting vibration. Moreover, there is a drawback that the circuit configuration of the frequency converter 150 is complicated as a whole.

〈発明の概要〉 この発明の目的は比較的簡単な構成でしかもクロック信
号を検出する為の特別の手段を必要とすることなく次数
孔分析を可能とする離散的フーリエ変換解析器を提供す
ることにある。
<Summary of the Invention> An object of the present invention is to provide a discrete Fourier transform analyzer that has a relatively simple configuration and enables order hole analysis without requiring special means for detecting a clock signal. It is in.

この発明によれば離散的フーリエ変換解析器においてそ
の解析スペクトラム中の観測スペクトルに対して一定周
波数だけ高いスペクトルと低いスペクトルとを散垢也し
、これら高いスペクトル及び低いスペクトルのレベル比
を検出して、そのレベル比から観測スペクトルの周波数
とサンプリングクロックの周波数との比が所定値からず
れていることを検出し、この検出に応じてサンプリング
クロック周波数を補正するようにする。このようにして
解析スペクトラム自体から得られる観測スペクトルを利
用してサンプリングクロック周波数を常に被測定系の特
定の成分の周波数に追従させることができる。
According to this invention, a discrete Fourier transform analyzer scatters spectra higher and lower by a certain frequency with respect to the observed spectrum in the analysis spectrum, and detects the level ratio of these higher and lower spectra. From the level ratio, it is detected that the ratio between the frequency of the observed spectrum and the frequency of the sampling clock deviates from a predetermined value, and the sampling clock frequency is corrected in accordance with this detection. In this way, the sampling clock frequency can always be made to follow the frequency of a specific component of the system under test by using the observed spectrum obtained from the analysis spectrum itself.

〈実施例〉 次にこの発明による離散的フーリエ変換解析器の実施例
を第2図以下の図面を参照して説明しよう。第2図にお
いて被測定系11から測定しようとする例えば振動が加
速度検出器などの振動計によって検出され、この被測定
アナログ信号は、離散的フーリエ変換器の一種である高
速フーリエ変換解析器12の信号入力端子13に供給さ
れる。高速フーリエ変換解析器12の外部サンプルクロ
ック入力端子16にはクロック信号発生器17よシサン
プリングクロツクが与えられ、このサンプリングクロッ
クによって信号入力端子13のアナログ信号がサンプリ
ングされて高速フーリエ変換によシデジタル的に周波数
解析が行われる。
<Embodiment> Next, an embodiment of the discrete Fourier transform analyzer according to the present invention will be described with reference to FIG. 2 and the following drawings. In FIG. 2, for example, vibration to be measured from a system under test 11 is detected by a vibration meter such as an acceleration detector, and this analog signal to be measured is sent to a fast Fourier transform analyzer 12, which is a type of discrete Fourier transformer. The signal is supplied to the signal input terminal 13. A sampling clock from a clock signal generator 17 is applied to an external sample clock input terminal 16 of the fast Fourier transform analyzer 12, and the analog signal at the signal input terminal 13 is sampled by this sampling clock and processed by fast Fourier transform. Frequency analysis is performed digitally.

この発明においては高速フーリエ変換により得られた周
波数スペクトラム中の角周波数ωにの観測スペクトルと
、これに対して一定周波数だけ高い角周波数ωに+□と
、低い角周波数ωに−1のスペクトルとを取シ出し、こ
れら観測スペクトル、高い及び低いスペクトルのレベル
から、外部サンプリングクロック周波数f8と観測スペ
クトル周波数ωにとの比が所定値よシずれたのを検出す
る。この検出が制御回路18で行われる。
In this invention, we have an observed spectrum at angular frequency ω in the frequency spectrum obtained by fast Fourier transform, a spectrum with +□ at angular frequency ω that is higher by a certain frequency, and a spectrum with -1 at lower angular frequency ω. A deviation of the ratio between the external sampling clock frequency f8 and the observed spectrum frequency ω by a predetermined value is detected from the levels of these observed spectra, high and low spectra. This detection is performed by the control circuit 18.

このようにこの発明では観測スペクトルと、これよシ高
い周波数及び低い周波数との3つのスペクトルを取シ出
す。一般にこのような高速フーリエ変換においては、入
力信号を一定周期でサンプリングし、そのサンプルを一
定時間ごとに切出して解析しておシ、この切出しに伴う
切取シ誤差が発生する。この誤差を少くするため、入力
アナログ信号のサンプルデータに対して窓関数、例えば
バンニング窓関数(1+鳴ω+1)を掛算して周波数解
析を行うことが行われている。ここでω1は十であって
Tはフレームタイムであシ、っまシωlはその高速フー
リエ変換解析で得られる最低角周波数であシ、ωに=に
×ωlである。
In this way, the present invention extracts three spectra: the observed spectrum, higher frequencies, and lower frequencies. Generally, in such a fast Fourier transform, an input signal is sampled at a fixed period, and the samples are cut out and analyzed at fixed time intervals, and a cutting error occurs due to this cutting. In order to reduce this error, frequency analysis is performed by multiplying the sample data of the input analog signal by a window function, for example, a vanning window function (1+singing ω+1). Here, ω1 is 10, T is the frame time, ωl is the lowest angular frequency obtained by fast Fourier transform analysis, and ω=×ωl.

このようにバンニング窓関数を掛けて周波数解析を行う
と、一本の純粋なスペクトルωには第3図Aに示すよう
にωにと、その両側に高いスペクトルωl(+1及び低
いスペクトルωに−1とのように3本のスペクトルに分
離して観測される。つまシ入力アナログ信号をvl(t
)=sIIIωktとすると、これにノ・ンニング窓関
数(1+邸ω11)を掛算すると+フ龜ωに一1t となる。高速フーリエ変換において従来より用いられて
いる窓関数を掛算する手法により、観測スペクトルωk
に対してこれより高いスペクトルωl(+1′と低いス
ペクトルωに−+とが得られる。つまシアナログ信号に
対して、窓関数等を掛算することによって、即ち変調す
ることによって必要とする3本のスペクトルを得ること
が出来る。このようにして得られた3本のスペクトルは
、観測スペクトルωkに対して、高いスペクトルωl(
+4及び低いスペクトルωに−1のレベルはそれぞれi
となっている。
When performing frequency analysis by multiplying the vanning window function in this way, one pure spectrum ω has a high spectrum ωl (+1) and a low spectrum ω (−1) on both sides, as shown in Figure 3A. It is observed separately into three spectra such as 1.The input analog signal is expressed as vl(t
)=sIIIωkt, then multiplying this by the non-nning window function (1+houseω11) yields +Fω−−1t. The observed spectrum ωk is obtained by multiplying the window function conventionally used in fast Fourier transform.
A higher spectrum ωl (+1') and a lower spectrum ω (-+) are obtained.By multiplying the analog signal by a window function, etc., that is, by modulating the required three The three spectra obtained in this way have a higher spectrum ωl(
+4 and −1 levels in the lower spectrum ω are respectively i
It becomes.

今、外部のサンプリングクロック信号周波数f8を一定
として、入力アナログ信号v 1(t)の角周波数が−
ωlから+ωlまで変化した場合、即ちv 1(t):
 5L11(ωに十dω)、−ω1≦dω≦ωlにおけ
るスペクトルωk。
Now, assuming that the external sampling clock signal frequency f8 is constant, the angular frequency of the input analog signal v1(t) is −
When changing from ωl to +ωl, that is, v 1(t):
5L11 (10 dω in ω), spectrum ωk at -ω1≦dω≦ωl.

ωに+3.及びωに−+の各レベルは第4図の曲線21
,22゜23にそれぞれ示すようになる。この横軸はd
ω/ωlである。dωが01つまりサンプリンクロック
周波数f8がωkに対し所定値である状態においてはω
にのスペクトルは曲線21に示すように1であって、最
大であシこれよ、!1lldωが高くなっても低くなっ
てもこのスペクトルのレベルは低下する。一方高いスペ
クトルωに+1は曲線23に示すようにdωがOの状態
で、先に述べたように1であシ、dωが高くなるに従っ
てレベルが高くなり、低くなるに従ってレベルが低くな
る。逆に低いスペクトルωに−1は、曲線23で示すよ
うにdωがOで1であシ、これよシ低くなるとレベルが
上がシ、高くなるとレベルが下がる。従ってこれら3つ
のスペクトルのレベル関係を解析すれば、その外部クロ
ックと入力信号の周波数との関係のずれを検出すること
が出来る。
+3 to ω. Each level of −+ for ω and ω is represented by curve 21 in Figure 4.
, 22° and 23, respectively. This horizontal axis is d
ω/ωl. In the state where dω is 01, that is, the sampling clock frequency f8 is a predetermined value for ωk, ω
The spectrum of is 1 as shown in curve 21, and the maximum is ! The level of this spectrum decreases whether 1lldω increases or decreases. On the other hand, +1 for a high spectrum ω means that dω is O as shown in the curve 23, and 1 as described above, the higher the dω, the higher the level, and the lower the dω, the lower the level. Conversely, when the spectrum ω is -1 at a low level, as shown by a curve 23, dω is 1 when dω is O, and when it becomes lower than this, the level increases, and when it becomes higher, the level decreases. Therefore, by analyzing the level relationship between these three spectra, it is possible to detect a deviation in the relationship between the external clock and the frequency of the input signal.

例えば第3図Bに示すように低い方のスペクトルωに−
+のレベルが高い方のスペクトルωに+1のそれよりも
大きい場合はその入力信号周波数がサンプリングクロッ
ク周波数に対し、相対的に低い方にずれた場合であり、
これら3つのスペクトルωk。
For example, as shown in Figure 3B, in the lower spectrum ω -
If the level of + is larger than that of +1 in the higher spectrum ω, it is a case where the input signal frequency is shifted to a relatively lower side with respect to the sampling clock frequency.
These three spectra ωk.

ωに+1.ωに−1の各レベルがそれぞれA+ r A
2 + Aaである場合、第4図における曲に21 、
22 、23におけるレベルがそれぞれ同時にAs 、
 A2 、 A3となる周波数位置は点線24で示す位
置であシ、これから周波数のずれdωを知ることが出来
る。
+1 to ω. Each level of −1 in ω is A+ r A
2 + Aa, the song in Figure 4 has 21,
The levels at 22 and 23 are respectively As at the same time,
The frequency positions at which A2 and A3 occur are the positions indicated by the dotted line 24, and from this it is possible to know the frequency deviation dω.

逆に入力信号v 1(t)の周波数が高い方にずれると
、3つのスペクトルωに、ωに+1.ωに−1の各レベ
ルハ第3図Cに示すように高い方のスペクトルωに+1
のレベルは上がり、低い方のスペクトルωに一□のレベ
ルは下がる。これらの関係と第4図とからそのずれを検
出することが出来る。
Conversely, when the frequency of the input signal v 1 (t) shifts to a higher side, there are three spectra ω, and ω +1. Each level of -1 in ω is +1 in the higher spectrum ω, as shown in Figure 3C.
The level of ω increases, and the level of □ in the lower spectrum ω decreases. The deviation can be detected from these relationships and FIG. 4.

このようにして、入力信号中の観測周波数とサンプリン
グパルス周波数の相対的ずれが制御回路18で演算によ
り検出され、この計算値はラッチ回路25にラッチされ
る。ラッチ回路25の出力はDA変換器26によシアナ
ログ信号に変換され、このアナログ信号に対して必要に
応じて直流電源27よりのバイアス電圧が加算回路28
で加算され、この加算出力がクロック信号発生器17に
そのクロック周仮数を制御する信号として与えられる。
In this way, the relative deviation between the observed frequency in the input signal and the sampling pulse frequency is detected by the control circuit 18 by calculation, and this calculated value is latched in the latch circuit 25. The output of the latch circuit 25 is converted into an analog signal by a DA converter 26, and a bias voltage from a DC power supply 27 is applied to this analog signal as necessary to an adder circuit 28.
The output of this addition is given to the clock signal generator 17 as a signal for controlling the clock cycle mantissa.

クロック信号発生器17は例えば電圧制御発信器で構成
される。この結果、外部サンプルクロック入力端子16
のサンプルクロック周波数が補正されて、被測定系11
の入力信号の観測スペクトルの周波数に対して常に特定
の関係にあるようにされる。
The clock signal generator 17 is composed of, for example, a voltage controlled oscillator. As a result, external sample clock input terminal 16
The sample clock frequency of the system under test 11 is corrected.
always has a certain relationship to the frequency of the observed spectrum of the input signal.

この場合、先に述べたように3つのスペクトルを観測し
て第4図に示す関係から、その周波数ずれの値を検出し
、そのずれを補正データをラッチ回路25にラッチさせ
る場合に限らず次のようにしてもよい。或いはスペクト
ルωl(+1及びωに−1の相対レベルを検出して、例
えばωに−sの方が大きい場合はサンプルクロック周波
数を一定値だけ下げるようなデータをラッチ回路25の
データに対し加減算し、その後の状態を観測してランチ
回路25のデータを徐々に変化させてスペクトルωに+
Iとωに−+とのレベルが一致するまで制御するように
しても良い〇更に制御回路18は特に設ける必要はない
、つまシ高速フーリエ変換(FFT ’)解析器12は
演算装置であるから、制御回路18で行っていた演算を
FFT解析解析器内2内わせ、その演算結果をラッチ回
路25にラッチさせるようにしても良い。又、直流電源
27はバイアス電圧を与えておくものであシ、その値も
固定的なものであるからこれを匍」御回路18内或いは
FFT解析解析器内2内れぞれ固定のデジタル値として
与えておいても良い。
In this case, as described above, the value of the frequency deviation is detected from the relationship shown in FIG. 4 by observing the three spectra, and the deviation is not limited to the case where the correction data is latched in the latch circuit 25. You can do it like this. Alternatively, by detecting the relative level of the spectrum ωl (+1 and -1 at ω), for example, if -s is larger at ω, data that lowers the sample clock frequency by a certain value is added to or subtracted from the data in the latch circuit 25. , observe the subsequent state and gradually change the data of the launch circuit 25 to add + to the spectrum ω.
The control may be performed until the levels of I and ω match -+ Furthermore, there is no need to provide the control circuit 18, since the fast Fourier transform (FFT') analyzer 12 is an arithmetic device. The calculations performed by the control circuit 18 may be placed within the FFT analyzer 2, and the results of the calculations may be latched by the latch circuit 25. In addition, the DC power supply 27 is used to apply a bias voltage, and its value is fixed, so it is used as a fixed digital value in the control circuit 18 or in the FFT analysis analyzer 2. You can also give it as

更にクロック信号発生器170周波数をデジタル処理で
制御するようにデジタル値或いは、パルスを与える毎に
周波数をそのパルス及び極性により出力クロックを一定
周波数たけ上げたり下げたりするような構成となってい
れはラッチ回路25やADf換器26も省略することが
出来る。クロック信号発生器17としては例えば第5図
に示すように基本クロック発生器31のクロックをダウ
ンカウンタ32で計iし、そのダウンカウンタ32の計
数値がOになるとゼロ検出回路33で検出して、その時
FFT解析器12又は制御回路18に得られていた周波
数設定値をダウンカウンタ32にプリセットするように
し、ゼロ検出回路33の出力をフリップフロップ35に
よ!ll″−に分周してチューティ50%の外部サンプ
ルクロック信号を得るようにしても良い。観測スペクト
ルとこれに一定数高いスペクトルと低いスペクトルとの
3つのスペクトルを得れは良い点からすると、これらだ
けを得るには特に高速フーリエ変換を行うろことなく、
離散的フーリエ変換によっても良い。更に観測スペクト
ルωkに対して萬いスペクトル及び低いスペクトルとし
てωに+2゜ωに−2等をも検出するようにしても良い
Furthermore, the frequency of the clock signal generator 170 may be controlled by digital processing, so that each time a digital value or pulse is applied, the output clock is raised or lowered by a certain frequency depending on the pulse and polarity. The latch circuit 25 and ADf converter 26 can also be omitted. For example, as shown in FIG. 5, the clock signal generator 17 counts the clock of the basic clock generator 31 with a down counter 32, and when the count value of the down counter 32 reaches O, it is detected with a zero detection circuit 33. , the frequency setting value obtained by the FFT analyzer 12 or the control circuit 18 at that time is preset in the down counter 32, and the output of the zero detection circuit 33 is sent to the flip-flop 35. It is also possible to obtain an external sample clock signal with a 50% tutity by dividing the frequency into 50%.From a good point of view, it is possible to obtain three spectra: the observed spectrum, a certain number of higher spectra, and a fixed number of lower spectra. To obtain only these, there is no need to perform fast Fourier transform.
Discrete Fourier transform may also be used. Furthermore, +2 degrees for ω and -2 for ω may also be detected as low spectra and low spectra with respect to the observed spectrum ωk.

〈効 果〉 以上述べたようにこの発明によれは、フーリエ解析器で
荀られている観測スペクトルに対して高いスペクトル及
び低いスペクトルの比を常に検知し、これが同一レベル
となるように外部サンプリングクロック周波数を制御す
ることによって通常の高速フーリエ変換によって与えら
れている周波数分解能よりも高い精度で、アナログ入力
信号の周波数に対し、外部サンプリングクロック周波数
を追従させることが出来る。又、このことによって離散
的フーリエ変換特有の切取り誤差によるスペクトルレベ
ル誤差を小さくすることが出来る。
<Effects> As described above, according to the present invention, the ratio of high and low spectra to the observed spectrum observed by the Fourier analyzer is always detected, and the external sampling clock is set so that the ratios of the high and low spectra are at the same level. By controlling the frequency, it is possible to make the external sampling clock frequency follow the frequency of the analog input signal with higher precision than the frequency resolution provided by ordinary fast Fourier transform. Moreover, this makes it possible to reduce the spectral level error due to the cut-off error peculiar to the discrete Fourier transform.

さらにこのように入力信号のスペクトル解析出力を利用
する為、特に基本クロックを検出するための検出器を被
測定系に別個に、即ち第1図に示した場合について述べ
たような回転検出器等を設ける必要はない。もちろん被
測定系11からクロックが得られる場合においては、そ
れを用いてこの周波数に外部サンプリングクロック周波
数を追従させることも出来る。特に制御回路18の作用
を高速フーリエ変換解析器12内で演算処理を行うよう
にずれはランチ回路、DA変換器及び外部クロック信号
発生器といった簡単なものを設けるだけで次数分析を行
うことが出来、従来の複数段ものPLLを必要とした複
雑な周波数変換器を必要としない〇又、被測定系が例え
ば複数の振動源を持つ場合でも容易に、任意の振動源に
対してその周波数に追従した次数分析を行わせることが
可能であシ、更に入力アナログ信号に雑音を含んでいる
場合においてもかなり高い精度の解析が可能となる。
Furthermore, in order to utilize the spectral analysis output of the input signal in this way, a detector for detecting the basic clock is provided separately in the system under test, such as a rotation detector as described in the case shown in Figure 1. There is no need to provide Of course, if a clock can be obtained from the system under test 11, it is also possible to use it to make the external sampling clock frequency follow this frequency. In particular, in order to perform arithmetic processing on the action of the control circuit 18 within the fast Fourier transform analyzer 12, order analysis can be performed by simply providing simple components such as a launch circuit, a DA converter, and an external clock signal generator. , does not require a complicated frequency converter that required a conventional multi-stage PLL.Also, even if the system under test has multiple vibration sources, it can easily follow the frequency of any vibration source. Furthermore, even when the input analog signal contains noise, analysis with considerably high accuracy is possible.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は従来の離散的フーリエ変換解析器を示すブロッ
ク図、第2図はこの発明による離散的フーリエ変換解析
器の一例を示すブロック図、第3図はその観測スペクト
ルと高い及び低いスペクトルとのレベル関係を示す図、
第4図は入力信号のずれに対する3つのスペクトルのレ
ベル関係を示す図、第5図はクロック信号発生器の変形
例を示すブロック図である。 11:被測定系、12:離散的フーリエ変換解析器、1
3:信号入力端子、16:外部サンプルクロック入力端
子、17:クロック信号発生器、18 : Hrli御
回路、25:ランチ回路、26:DA変換器、28:加
算器。 特許出願人   タケダ理研工業株式会社代理人 草野
 卓 沖 1 図 ′yr72  図 升3図 沙5囲
Fig. 1 is a block diagram showing a conventional discrete Fourier transform analyzer, Fig. 2 is a block diagram showing an example of a discrete Fourier transform analyzer according to the present invention, and Fig. 3 shows its observed spectrum and high and low spectra. A diagram showing the level relationship of
FIG. 4 is a diagram showing the level relationship of three spectra with respect to input signal deviation, and FIG. 5 is a block diagram showing a modification of the clock signal generator. 11: System under test, 12: Discrete Fourier transform analyzer, 1
3: Signal input terminal, 16: External sample clock input terminal, 17: Clock signal generator, 18: Hrli control circuit, 25: Launch circuit, 26: DA converter, 28: Adder. Patent Applicant Takeda Riken Kogyo Co., Ltd. Agent Takuoki Kusano 1 Figure'yr72 Figure 3 Square 5 Circle

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)離散的7−リエ変換解析器において、解析スペク
トラム中の観測スペクトルに対し、一定周波数だけ高い
スペクトル及び低いスペクトルを得る手段と、これら高
いスペクトル及び低いスペクトルのレベル比を検出して
観測スペクトルの周波数とサンプリングクロックの周波
数との比か所定値からずれるのを検出し、この検出値に
基づいて上記サンプリングクロックの周波数を補正する
手段とを具備する離散的フーリエ変換解析器。
(1) In a discrete 7-lier transform analyzer, a means for obtaining spectra higher and lower by a certain frequency with respect to the observed spectrum in the analysis spectrum, and a means for obtaining the observed spectrum by detecting the level ratio of these higher and lower spectra. A discrete Fourier transform analyzer comprising means for detecting a deviation of the ratio between the frequency of the sampling clock and the frequency of the sampling clock from a predetermined value, and correcting the frequency of the sampling clock based on the detected value.
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