JPS60120262A - 周波数分析装置 - Google Patents
周波数分析装置Info
- Publication number
- JPS60120262A JPS60120262A JP22794583A JP22794583A JPS60120262A JP S60120262 A JPS60120262 A JP S60120262A JP 22794583 A JP22794583 A JP 22794583A JP 22794583 A JP22794583 A JP 22794583A JP S60120262 A JPS60120262 A JP S60120262A
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- effective value
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- multiplier
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- Pending
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- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、水中にある発音物体から発生する振幅変調さ
れた雑音の包絡線を周波数分析する周波数分析装置に関
する。
れた雑音の包絡線を周波数分析する周波数分析装置に関
する。
(従来技術)
従来、この種の周波数分析装置は第1図に示されるよう
に構成されている。第1図において、1は帯域ろ波器群
、2けスイッチ、3は整流器、4け低域ろ波器、5はA
/D変換器、6はFFT演算装置である。入力される信
号は発音物体から発生するもので、振幅変調された雑音
と海中雑音とが合成されている。このため、発音物体の
発生雑音と海中雑音との比を改善する目的で入力信号は
帯域沖波器群1に入力させる。発音物体の発生する雑音
の周波数帯域とほぼ同一の通過帯域を有する帯域p波器
の出力をスイッチ2により選択すゐ。
に構成されている。第1図において、1は帯域ろ波器群
、2けスイッチ、3は整流器、4け低域ろ波器、5はA
/D変換器、6はFFT演算装置である。入力される信
号は発音物体から発生するもので、振幅変調された雑音
と海中雑音とが合成されている。このため、発音物体の
発生雑音と海中雑音との比を改善する目的で入力信号は
帯域沖波器群1に入力させる。発音物体の発生する雑音
の周波数帯域とほぼ同一の通過帯域を有する帯域p波器
の出力をスイッチ2により選択すゐ。
そこで、これを整流器6により全波整流または半波整流
し、その出力を低域ろ波器4に入力して信号の変訓波を
抽出する。その後、A/D変換器5によりディジタル化
し、FFT演算装置6により周波数分析する。
し、その出力を低域ろ波器4に入力して信号の変訓波を
抽出する。その後、A/D変換器5によりディジタル化
し、FFT演算装置6により周波数分析する。
上記従来の方式においては、整流器6によシ全波整流ま
たけ半波整流する時には高次の高調波を発生するため、
全処′理系をディジタル処理させるためには入力信号を
サンプリング定理を満足する高周波数でサンプリングし
、ディジタル化する必要がある。従来は上に説明したと
おり、周波数分析のみディジタル方式で処理し、それ以
前の処理は発音物体の発生する雑音を選択する帯域p波
器群を含めアナログ方式で処理をしていた。
たけ半波整流する時には高次の高調波を発生するため、
全処′理系をディジタル処理させるためには入力信号を
サンプリング定理を満足する高周波数でサンプリングし
、ディジタル化する必要がある。従来は上に説明したと
おり、周波数分析のみディジタル方式で処理し、それ以
前の処理は発音物体の発生する雑音を選択する帯域p波
器群を含めアナログ方式で処理をしていた。
上に説明したように、従来の周波数分析装置においては
、発音物体から発生する雑音の周波数帯域は発音物体の
種類、ならびに発音物体の行動態様によって異なるため
、゛発音物体から発生する雑音を抽出するためには種々
の帯域特性のろ波器を有する構成を採用しなければなら
ないという欠点があった。
、発音物体から発生する雑音の周波数帯域は発音物体の
種類、ならびに発音物体の行動態様によって異なるため
、゛発音物体から発生する雑音を抽出するためには種々
の帯域特性のろ波器を有する構成を採用しなければなら
ないという欠点があった。
(発明の目的)
本発明の目的は、A/D変換器によ秒雑音をディジタル
化し、直交成分を個々に取扱う一対の乗算器と、上記一
対の乗算器に対応した一対の低域ろ波器と、上記直交成
分を一対の入力とする実効値計算器とを介して処理した
後にFFT演算装置を加えることによって上記欠点を除
去し、発音物体から発生する雑音を簡単な構造により選
択できるように構成した周波数分析装置を提供すること
にある。
化し、直交成分を個々に取扱う一対の乗算器と、上記一
対の乗算器に対応した一対の低域ろ波器と、上記直交成
分を一対の入力とする実効値計算器とを介して処理した
後にFFT演算装置を加えることによって上記欠点を除
去し、発音物体から発生する雑音を簡単な構造により選
択できるように構成した周波数分析装置を提供すること
にある。
(発明の構成)
本発明による周波数分析装置は水中に存在する発音物体
から発生する振幅変調された雑音の包絡糾を周波数分析
するものであり、A/D変換器と発振器と、第1および
第2の乗算器と、第1および第2の低域F波器と、実効
値計算器と、FFT演算装置とを具備したものである。
から発生する振幅変調された雑音の包絡糾を周波数分析
するものであり、A/D変換器と発振器と、第1および
第2の乗算器と、第1および第2の低域F波器と、実効
値計算器と、FFT演算装置とを具備したものである。
A/D変換器は、入力された雑音をA/D変換してディ
ジタル信号を得るためのものである。
ジタル信号を得るためのものである。
発振器は、余弦波と正弦波とにより表わされる直交した
第1および第2の基準信号を発生するためのものである
。
第1および第2の基準信号を発生するためのものである
。
第1の乗算器け、A/D変換器の出力と発振器より発生
した余弦波により表わされる第1の基準信号を発生させ
るためのものである。
した余弦波により表わされる第1の基準信号を発生させ
るためのものである。
第2の乗算器は、A/D変換器の出力と発振器より発生
した正弦波により表わされる第2の基準信号を発生する
ためのものである。
した正弦波により表わされる第2の基準信号を発生する
ためのものである。
第1の低域沖波器は第1の乗算器の出力から低域成分の
みを取出すためのものであり、第2の低Up波器は第2
の乗算器の出力から低域成分のみを取出すためのもので
ある。
みを取出すためのものであり、第2の低Up波器は第2
の乗算器の出力から低域成分のみを取出すためのもので
ある。
実効値計算器は、第1および第2の低域が波器のそれぞ
れの直交する出力を共に入力して、それぞれの出力を合
成し、実効値和をめるためのものである。
れの直交する出力を共に入力して、それぞれの出力を合
成し、実効値和をめるためのものである。
FFT演U装置は、実効値計算器の出力を人力してFF
T演算するためのものである。
T演算するためのものである。
(実施例)
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。
。
第2図は、本発明による周波数分析装置の一実施例を示
すブロック図である。第2図において、11はA/D変
換器、12.13は第1および第2の乗算器、14.1
5は第1および第2の低域ろ波器、16は実効値計算器
、17けFFT演算装置、18は発振器である。
すブロック図である。第2図において、11はA/D変
換器、12.13は第1および第2の乗算器、14.1
5は第1および第2の低域ろ波器、16は実効値計算器
、17けFFT演算装置、18は発振器である。
本発明の実施例を第2四を参照して説明する。
まず、発音物体から発生する雑音St−次式により表わ
す。
す。
S = (1+al eos(anal t+θat
)+as cots(a+p禦を十θag)+・e+a
mcos(a+am+t+θam))X(bl cos
(a+b1 t+abi )+b、 eos(a+bl
t+θbs )+・・+bncos(ωb11を十〇
bn)〕Φ・・・・(1)である。
)+as cots(a+p禦を十θag)+・e+a
mcos(a+am+t+θam))X(bl cos
(a+b1 t+abi )+b、 eos(a+bl
t+θbs )+・・+bncos(ωb11を十〇
bn)〕Φ・・・・(1)である。
寸だ、allblはそれぞれ基本波成分の振幅、al、
bt(t=2.3*5en)は第1次高調波成分の振幅
、ωa1 、ωb1 はそれぞれfli。
bt(t=2.3*5en)は第1次高調波成分の振幅
、ωa1 、ωb1 はそれぞれfli。
blに対応する角周波数、θat、θb1はそれぞれa
i、btに対応する位相である。第(1)式により与え
られる信号が入力される時には、発振器18の出力端子
からはeoSωatとsinωat との項により表わ
される二種類のディジタル化された正弦波信号が発生す
る。前者は第1の乗算器12に入力され、後者は第2の
乗算器13に入力される。そこで、ωCを ωc=(ωb1+a+bn)/2 s++***121
により定義17、第1および第2の低域ろ波器14゜1
5の遮断周波数ωLI’F を次の第(3)式により設
定する。
i、btに対応する位相である。第(1)式により与え
られる信号が入力される時には、発振器18の出力端子
からはeoSωatとsinωat との項により表わ
される二種類のディジタル化された正弦波信号が発生す
る。前者は第1の乗算器12に入力され、後者は第2の
乗算器13に入力される。そこで、ωCを ωc=(ωb1+a+bn)/2 s++***121
により定義17、第1および第2の低域ろ波器14゜1
5の遮断周波数ωLI’F を次の第(3)式により設
定する。
ωcpy =l ωbn a+b1 1/2 ) a+
am 11@ 131第fl1式により与えられる入力
信号SはA/D変換器11によりディジタル化され、第
1および第2の乗算器12.15に入力され、発振器1
8の出力の正弦波信号と乗算される。第1の乗算器12
の出力はωb1とωCとの両角周波数の和Ela なら
びに差Elb を含むため、乗算結果E。
am 11@ 131第fl1式により与えられる入力
信号SはA/D変換器11によりディジタル化され、第
1および第2の乗算器12.15に入力され、発振器1
8の出力の正弦波信号と乗算される。第1の乗算器12
の出力はωb1とωCとの両角周波数の和Ela なら
びに差Elb を含むため、乗算結果E。
は第(41式により与えられる。すなわち、E!= E
la + Ebb @@111111141ここで、 E1a=k(bl、cos(Cωbl−arc)t+θ
bり+bxcos((ωb2−ωc)t+θb重)+・
・・+bncos((ωb+>−ωc)t+θbn):
IE1b=k[bl cos((a+b1+ωc)t+
l9bl )+b2 cos ((ωbl+a+c )
t+θb、i+−e *+bncos((a+bn−
1−arc)t+θbn))k=H(1+atco8(
a+att+#IL1)+a意cos(cualt+θ
ag )+* a 5−1−a m cos(ωamt
+7Jam):] 111+111111 +41’と
なる。
la + Ebb @@111111141ここで、 E1a=k(bl、cos(Cωbl−arc)t+θ
bり+bxcos((ωb2−ωc)t+θb重)+・
・・+bncos((ωb+>−ωc)t+θbn):
IE1b=k[bl cos((a+b1+ωc)t+
l9bl )+b2 cos ((ωbl+a+c )
t+θb、i+−e *+bncos((a+bn−
1−arc)t+θbn))k=H(1+atco8(
a+att+#IL1)+a意cos(cualt+θ
ag )+* a 5−1−a m cos(ωamt
+7Jam):] 111+111111 +41’と
なる。
第1の乗算器12の出力は第1の低域済波器14に入力
され、第(4)式により与えられるEtbは遮断される
。一方、第1の低域ろ波器14の出力にはほぼEIIL
のみが現れ、発音物体から発生する雑音の周波数帯域の
信号が出力される。同様に、られる。すなわち、 E1a= kX(blsin((a+bl−arc)t
%4bl)+bus i n ((a+b*−ωc )
t+θb= )+−’111 十hnsin((a+
bn−arc)t+#bn))・嗜・・・ (5) となる。
され、第(4)式により与えられるEtbは遮断される
。一方、第1の低域ろ波器14の出力にはほぼEIIL
のみが現れ、発音物体から発生する雑音の周波数帯域の
信号が出力される。同様に、られる。すなわち、 E1a= kX(blsin((a+bl−arc)t
%4bl)+bus i n ((a+b*−ωc )
t+θb= )+−’111 十hnsin((a+
bn−arc)t+#bn))・嗜・・・ (5) となる。
ここで、第1および第2の低域F波器14.15の出力
は実効値計算器16に加えられ、実効値計X器16によ
り実効値が計算される。実効値計算器16の出方は′″
@(61式により与えられる。すなわち、 RMS=八訂ワへy = kfで+v−・・・・・(6) ここで、C=bl?+b!2+・・・bm″V=btb
Jcos((ωbt−c++bj)t+θb五−θbj
) !=1〜n j=l 〜n 1〆j ・・・・・16) である。
は実効値計算器16に加えられ、実効値計X器16によ
り実効値が計算される。実効値計算器16の出方は′″
@(61式により与えられる。すなわち、 RMS=八訂ワへy = kfで+v−・・・・・(6) ここで、C=bl?+b!2+・・・bm″V=btb
Jcos((ωbt−c++bj)t+θb五−θbj
) !=1〜n j=l 〜n 1〆j ・・・・・16) である。
第(6)式においてはC≧Vであるため、実効値計算器
16の出力RM3は、 RMS÷A (1+a1cos(ωa1t+#at )
+aleos(ωs* t+a IL! )+ ・・Φ
+amcos(ωa穎t+θB−)) ・・・・・ (7) となり、包絡線りは D= 1+alcos(a+al t−1−11a1
)+al eollr(kllll を十θag )+
am* +amcos(a+amt十〇am)Φ・・
・・ (8) となる。第18)式にしたがって抽出された包絡線をF
FT演算装置17u周波数分析する。
16の出力RM3は、 RMS÷A (1+a1cos(ωa1t+#at )
+aleos(ωs* t+a IL! )+ ・・Φ
+amcos(ωa穎t+θB−)) ・・・・・ (7) となり、包絡線りは D= 1+alcos(a+al t−1−11a1
)+al eollr(kllll を十θag )+
am* +amcos(a+amt十〇am)Φ・・
・・ (8) となる。第18)式にしたがって抽出された包絡線をF
FT演算装置17u周波数分析する。
(発明の効果)
以上説明したように本発明においては、ディジタル方式
により各処理を実行しているので、処理する周波数帯域
を定める第(2)式、および第13)式によシ定義され
たωc1および”cprtパラメータD変更によシ発音
物体から発生する雑音の周波数1域に簡単に合わせるこ
とができるので、従来の周波数分析装置のように発音物
体から発生する雑音の周波数帯域に合わせ数多くのアナ
ログの帯域ろ波器を保有しなければならないということ
はなく、構成がきわめて簡易化されるという効果がある
。
により各処理を実行しているので、処理する周波数帯域
を定める第(2)式、および第13)式によシ定義され
たωc1および”cprtパラメータD変更によシ発音
物体から発生する雑音の周波数1域に簡単に合わせるこ
とができるので、従来の周波数分析装置のように発音物
体から発生する雑音の周波数帯域に合わせ数多くのアナ
ログの帯域ろ波器を保有しなければならないということ
はなく、構成がきわめて簡易化されるという効果がある
。
第1図は従来方式による周波数分析装置の一例を示すブ
ロック図である。 第2図は本発明による周波数分析装置の一実施例を示す
ブロック図である。 1・・會帯域沖波器 2・・Φスイッチ 6・・・整流器 4・・・低域ろ波器 5.1l−−−A/D変換器 6.17・Φ・FFTyt!t−装置 12.13・・・乗算器 14.15拳e・低域ろ波器 16・・−実効値計算器 18・・e発振器
ロック図である。 第2図は本発明による周波数分析装置の一実施例を示す
ブロック図である。 1・・會帯域沖波器 2・・Φスイッチ 6・・・整流器 4・・・低域ろ波器 5.1l−−−A/D変換器 6.17・Φ・FFTyt!t−装置 12.13・・・乗算器 14.15拳e・低域ろ波器 16・・−実効値計算器 18・・e発振器
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 水中に存在する発音物体から発生する振幅変調された雑
音の包絡線を周波数分析する周波数分析装置において、
入力された前記雑音をA/D変換してディジタル信号を
得るためのA/D変換器と。 余弦波と正弦波とにより表わされる直交した第1および
第2の基準信号を発生するための発振器と。 前記A/D変換器の出力と前記発振器より発生した前記
余弦波により表わされる前記第1の基準信号を発生する
ための第1の乗算器と、前記A/D変換器の出力と前記
発振器より発生した前記正弦波により表わされる前記第
2の基準信号を発生するためや第2の乗算器と、前記第
1の乗算器の出力から低域成分のみを取出すだめの第1
の低域沖波器と、前記第2の乗算器の出力から低域成分
のみを取出すだめの第2の低域ろ波器と、前記第1およ
び第2の低域ろ波器のそれぞれの出力を共に入力して前
記それぞれの直交する出力を合成し、実効値和をめるだ
めの実効値計算器と、前記実効値計算器の出力を入力し
てFFT演算するため0FFT演算装置とを具備して構
成したことを特徴とする周波数分析装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22794583A JPS60120262A (ja) | 1983-12-02 | 1983-12-02 | 周波数分析装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22794583A JPS60120262A (ja) | 1983-12-02 | 1983-12-02 | 周波数分析装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60120262A true JPS60120262A (ja) | 1985-06-27 |
Family
ID=16868737
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP22794583A Pending JPS60120262A (ja) | 1983-12-02 | 1983-12-02 | 周波数分析装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60120262A (ja) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5162765A (ja) * | 1974-11-29 | 1976-05-31 | Toa Electronics | Sentakureberukei |
JPS5556741A (en) * | 1978-10-23 | 1980-04-25 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Digital level detector |
JPS56157868A (en) * | 1980-05-08 | 1981-12-05 | Hitachi Ltd | Signal processor |
-
1983
- 1983-12-02 JP JP22794583A patent/JPS60120262A/ja active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5162765A (ja) * | 1974-11-29 | 1976-05-31 | Toa Electronics | Sentakureberukei |
JPS5556741A (en) * | 1978-10-23 | 1980-04-25 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Digital level detector |
JPS56157868A (en) * | 1980-05-08 | 1981-12-05 | Hitachi Ltd | Signal processor |
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