RU2108591C1 - Анализатор частотно-временного распределения мощности - Google Patents
Анализатор частотно-временного распределения мощности Download PDFInfo
- Publication number
- RU2108591C1 RU2108591C1 RU96107534A RU96107534A RU2108591C1 RU 2108591 C1 RU2108591 C1 RU 2108591C1 RU 96107534 A RU96107534 A RU 96107534A RU 96107534 A RU96107534 A RU 96107534A RU 2108591 C1 RU2108591 C1 RU 2108591C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- inputs
- output
- phase
- outputs
- filter
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для построения анализаторов спектра параллельного типа. Целью изобретения является разработка анализатора частотно-временного распределения спектра мощности, обеспечивающего более высокую достоверность распознавания анализируемых процессов. Анализатор содержит параллельно включенные каналы обработки, каждый из которых состоит из фильтра 1, линии задержки 2, двух умножителей 3 и 4, двух фазовращателей на 90o 5 и 6, сумматора 7, устройства вычитания 8, амплитудного детектора 9 и синхронно-фазового демодулятора 10. Повышение достоверности распознавания сигналов достигается увеличением полноты их спектрального описания за счет определения огибающей и фазы распределения временной мощности сигналов. 1 ил.
Description
Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для построения анализаторов спектра параллельного типа.
Известны анализаторы спектра параллельного типа, принцип построения которых основан на методе фильтрации (см., например, Методы и техника обработки сигналов при физических измерениях. Т. 1: Ж.Макс, М.: Мир, 1983, с. 244-253). Известен также анализатор спектра, основанный на цифровой обработке сигналов (см., например, А.С. СССР N 1404968, кл. G 01 R 23/16, опубл. 1988).
Недостатками вышеуказанных устройств является невысокая точность анализа частотных параметров при низких отношениях сигнал/шум (менее 10 дБ).
Наиболее близким аналогом к заявленному устройству является анализатор частотно-временных распределений мощности (А.С. СССР N 1739310, кл. G 01 R 23/16, опубл. 1992), содержащий параллельно включенные каналы обработки, каждый из которых состоит из фильтра, линии задержки, двух умножителей, двух фазовращателей на 90o и сумматора. При этом входы фильтра и линии задержки соединены в параллель и являются входами канала обработки, выход фильтра подключен к входам первых фазовращателя и умножителя, а выход линии задержки - к второму входу первого умножителя и входу второго фазовращателя, выходы фазовращателей подключены соответственно к первому и второму входам второго умножителя, а выходы умножителей подключены к соответствующим входам сумматора, выход которого является выходом канала обработки.
Недостатком прототипа является невысокая достоверность распознавания анализируемых процессов из-за неполноты спектрального описания из структуры, в частности отсутствия информации о фазовых параметрах.
Целью изобретения является разработка анализатора частотно-временного распределения мощности, обеспечивающего более высокую достоверность распознавания анализируемых процессов.
Поставленная цель достигается тем, что в известном анализаторе частотно-временного распределения мощности, содержащем N соединенных параллельно каналов обработки, каждый из которых содержит фильтр, линию задержки, первый и второй умножители и сумматор, причем входы фильтра и линии задержки объединены и являются входами канала обработки, выход фильтра соединен с входом первого фазовращателя и первым входом первого умножителя, а выход линии задержки соединен с вторым входом первого умножителя и входом второго фазовращателя, выходы первого и второго фазовращателей подключены соответственно к первому и второму входам второго умножителя, выходы умножителей подключены к соответствующим входам сумматора, выход которого является выходом канала обработки, дополнительно в каждый канал обработки введены вычитатель, амплитудный детектор и синхронно-фазовый демодулятор. Первый и второй входы вычитателя подключены соответственно к выходам первого и второго умножителей, а выход вычитателя соединен с входами амплитудного детектора и синхронно-фазового демодулятора, выходы которых являются дополнительными выходами канала обработки.
Таким образом, за счет введения амплитудного детектора, синхронно-фазового демодулятора и устройства вычитания и соответствующих связей между ними и обеспечивается повышение достоверности распознавания процессов.
Структурная схема анализатора представлена на чертеже.
Анализатор частотно-временного распределения мощности содержит параллельно включенные каналы обработки, каждый из которых состоит из фильтра 1, линии задержки 2,двух умножителей 3 и 4, двух фазовращателей на 90o 5 и 6, сумматора 7, устройства вычитания 8, амплитудного детектора 9 и синхронно-фазового демодулятора 10. Входы фильтра 1 и линии задержки 2 объединены и являются входами канала обработки, выход фильтра 1 соединен с входом фазовращателя 5 и первым входом умножителя 3, а выход линии задержки 2 соединен с вторым входом умножителя 3 и входом фазовращателя 6. Выходы фазовращателей 5 и 6 подключены соответственно к первому и второму входам умножителя 4, а выходы умножителей 3 и 4 подключены соответственно к первому и второму входам сумматора 7 и первому и второму входам устройства вычитания 8. Выход устройства вычитания 8 соединен с выходами амплитудного детектора 9 и синхронно-фазового демодулятора 10. Выходы сумматора 7, амплитудного детектора 9 и синхронно-фазового демодулятора 10 являются выходами канала обработки.
Частоты настройки и полосы пропускания фильтра 1 подбираются так, чтобы фильтры перекрывали всю полосу анализа с необходимой разрешающей способностью. Фильтр 1 может быть собран по известным схемам, например, описанным в книге (Д. Кар. Проектирование и изготовление электронной аппаратуры. М.: Мир, 1980, с. 286).
Время задержки линии задержки 2 выбирается равным времени установления колебания в фильтре 1. Линия задержки строится по схеме последовательно соединенных Т- или П-образных контуров (В.В.Никитченко, Функциональные узлы адаптивных компенсаторов помех, ч. 1. Л.: ВАС, 1990, с. 142). При этом количество контуров определяется временем задержки, а их параметры - частотой настройки полосового фильтра 1.
Фазовращатели на 90o 5 и 6 могут быть выполнены на операционном усилителе по схеме, обеспечивающей преобразование Гильберта. Выбор фазовращателя в качестве преобразователя Гильберта обусловлен тем, что для узкополосных сигналов нелинейного сдвига фаз фазовращателем относительно частоты можно пренебречь. Поэтому фазовый сдвиг всех гармоник сигнала постоянен и не зависит от частоты, т. е. происходит преобразование Гильберта. Одна из таких схем описана (В.В.Никитченко. Функциональные узлы адаптивных компенсаторов помех, ч. 1. Л.: ВАС, 1990, с. 125). Сумматор 7 и устройство вычитания 8 выполняются на базе операционного усилителя по схеме, описанной в (В.В.Никитченко. Функциональные узлы адаптивных компенсаторов помех, ч. 2. Л.: ВАС, 1990, с. 28). Слагаемые сигналы подаются на неинвертирующее плечо, вычитаемые на разные плечи операционного усилителя.
Умножители 3 и 4 строятся по схеме аналогового перемножителя прямого действия, описанной в (В.В.Никитченко, Функциональные узлы адаптивных компенсаторов помех, ч.1. Л.: ВАС, 1990, с. 95).
Амплитудный детектор 9 может быть выполнен на базе интегральной микросхемы по схеме, описанной в (В.В.Никитченко. Функциональные узлы адаптивных компенсаторов помех, ч.2. Л.: ВАС, 1990, с. 37).
Синхронно-вазовый демодулятор 10 может выполняться по схеме демодулятора сигналов с фазовой автоподстройкой частоты (А.Ф. Фомин, А.И. Хорошавин, О.И. Шелухин. Аналоговые и цифровые синхронно-фазовые измерители и демодуляторы. М.: Радио и связь, 1987, с.47).
Анализатор частотно-временного распределения мощности работает следующим образом. Входной сигнал Z/(t) подается параллельно на входы всех каналов обработки. На выходе фильтра 1 формируется гармоническая составляющая.
X(f,t) = a(f)cos2πft+b(f)sin2πft, ,
где
a/(f) и b(f) - четная и нечетная части спектра Фурье реализации сигнала соответственно. Сигнал X(f,t) поступает на умножитель 3, где перемножается с входным сигналом Z(t), задержанным линией задержки 2 на время установления колебания в фильтре 1. С выхода фильтра 1 сигнал X(f,t) поступает также на фазовращатель на 90o o5, где преобразуется в
,
с выхода линии задержки 2 сигнал Z(t) поступает на фазовращатель 6, на выходе которого осуществляется преобразование Гильберта . Сигналы перемножаются в умножителе 4. Сумма произведений
,
сформированная на выходе сумматора 7, представляет собой срез частотно -временного распределения активной мощности сигнала Z(t), а их разность.
где
a/(f) и b(f) - четная и нечетная части спектра Фурье реализации сигнала соответственно. Сигнал X(f,t) поступает на умножитель 3, где перемножается с входным сигналом Z(t), задержанным линией задержки 2 на время установления колебания в фильтре 1. С выхода фильтра 1 сигнал X(f,t) поступает также на фазовращатель на 90o o5, где преобразуется в
,
с выхода линии задержки 2 сигнал Z(t) поступает на фазовращатель 6, на выходе которого осуществляется преобразование Гильберта . Сигналы перемножаются в умножителе 4. Сумма произведений
,
сформированная на выходе сумматора 7, представляет собой срез частотно -временного распределения активной мощности сигнала Z(t), а их разность.
,
сформированная на выходе устройства вычитания 8, - срез частотно-временной реактивной мощности сигнала. Огибающая распределения переменной мощности на выходе амплитудного детектора 9 и распределения фаз на выходе синхронно-фазового демодулятора 10 частотно-временного представления Pp(f,t) в данном случае являются аналогами огибающей и фазы переменной мощности сигнала.
сформированная на выходе устройства вычитания 8, - срез частотно-временной реактивной мощности сигнала. Огибающая распределения переменной мощности на выходе амплитудного детектора 9 и распределения фаз на выходе синхронно-фазового демодулятора 10 частотно-временного представления Pp(f,t) в данном случае являются аналогами огибающей и фазы переменной мощности сигнала.
Таким образом, совокупность сигналов на трех выходах всех каналов обработки дает соответственно срезы частотно-временных распределений активной мощности, огибающей переменной мощности и фаз переменной мощности для заданного момента времени.
Claims (1)
- Анализатор частоты-временного распределения мощности, содержащий N соединенных параллельно каналов обработки, каждый из которых содержит фильтр, линию задержки, первый и второй умножители и сумматор, причем входы фильтра и линии задержки объединены и являются входами канала обработки, выход фильтра соединен с входом первого фазовращателя и первым входом первого умножителя, выход линии задержки соединен с вторым входом первого умножителя и входом второго фазовращателя, выходы первого и второго фазовращателей подключены соответственно к первому и второму входам второго умножителя, выходы умножителей подключены к соответствующим входам сумматора, выход которого является выходом канала обработки, отличающийся тем, что дополнительно в каждый канал обработки введены вычитатель, амплитудный детектор и синхронно-фазовый демодулятор, первый и второй входы вычитателя подключены соответственно к выходам первого и второго умножителей, выход вычитателя соединен с входами амплитудного детектора и синхронно-фазового демодулятора, выходы которых являются дополнительными выходами канала обработки.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96107534A RU2108591C1 (ru) | 1996-04-18 | 1996-04-18 | Анализатор частотно-временного распределения мощности |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96107534A RU2108591C1 (ru) | 1996-04-18 | 1996-04-18 | Анализатор частотно-временного распределения мощности |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2108591C1 true RU2108591C1 (ru) | 1998-04-10 |
RU96107534A RU96107534A (ru) | 1998-05-20 |
Family
ID=20179446
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU96107534A RU2108591C1 (ru) | 1996-04-18 | 1996-04-18 | Анализатор частотно-временного распределения мощности |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2108591C1 (ru) |
-
1996
- 1996-04-18 RU RU96107534A patent/RU2108591C1/ru active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20200011911A1 (en) | High-precision frequency measuring system and method | |
CN109975771B (zh) | 基于信号三阶相位差分的宽带数字信道化方法 | |
JPH0750136B2 (ja) | 周波数測定方法 | |
US5117179A (en) | Swept signal analysis instrument and method | |
RU2522779C1 (ru) | Установка и способ для неразрушающего контроля дефектов в проверяемом изделии посредством вихревых токов | |
US3344349A (en) | Apparatus for analyzing the spectra of complex waves | |
US4504785A (en) | Sampling spectrum analyzer | |
CN108710027A (zh) | 通道间相位差、幅度差的高精度测量方法 | |
US4809203A (en) | Hybrid analog-digital filter | |
RU2108591C1 (ru) | Анализатор частотно-временного распределения мощности | |
US4794556A (en) | Method and apparatus for sampling in-phase and quadrature components | |
JPH02216988A (ja) | アダプティブ櫛形フィルタ | |
US3369176A (en) | Intermodulation test system whose frequency is governed by an r.f. two tone signal | |
CN107430159A (zh) | 用于无涟波ac功率确定的系统及方法 | |
CN1120566C (zh) | 用于减小电路产生的失真的控制系统的跳频导频技术 | |
JP3696379B2 (ja) | 多入力振幅・位相測定方法および装置 | |
JPH10126217A (ja) | デシメーションフィルタ | |
SU1739310A1 (ru) | Анализатор частотно-временного распределени спектра мощности | |
RU2794344C1 (ru) | Способ энергетического обнаружения сигнала с его компенсацией в дополнительном канале | |
JPH10142273A (ja) | ネットワークアナライザ | |
US7705609B2 (en) | Phase frequency distortion measurement system | |
RU2582625C1 (ru) | Фазометр | |
SU703913A1 (ru) | Устройство дл разнесенного приема фазоманипулированных сигналов | |
SU792597A1 (ru) | Устройство дл разнесенного приема с когерентным сложением сигналов | |
EP2363961A1 (en) | Sampling |