RU2670702C1 - Способ кратковременного спектрального анализа квазистационарных сигналов - Google Patents
Способ кратковременного спектрального анализа квазистационарных сигналов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2670702C1 RU2670702C1 RU2017138687A RU2017138687A RU2670702C1 RU 2670702 C1 RU2670702 C1 RU 2670702C1 RU 2017138687 A RU2017138687 A RU 2017138687A RU 2017138687 A RU2017138687 A RU 2017138687A RU 2670702 C1 RU2670702 C1 RU 2670702C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- signal
- time
- low
- pass filter
- correction signal
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 9
- 238000010183 spectrum analysis Methods 0.000 title claims abstract description 4
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 claims description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 abstract description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 235000001968 nicotinic acid Nutrition 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 239000011664 nicotinic acid Substances 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R23/00—Arrangements for measuring frequencies; Arrangements for analysing frequency spectra
- G01R23/16—Spectrum analysis; Fourier analysis
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
Abstract
Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для определения частот и амплитуд многокомпонентных нестационарных сигналов. Заявлен способ кратковременного спектрального анализа, в котором ошибки, возникающие из-за перекрытия характеристик полосовых фильтров (ПФ) при использовании набора (ПФ) с перекрывающимися частотными характеристиками, амплитудных детекторов (АД) и фильтров низкой частоты (ФНЧ) устраняют путем вычитания из выходных сигналов ФНЧ A(f,t) корректирующего сигнала А(f,t). Корректирующий сигнал A(f,t) вычисляют как сумму вкладов в i-й канал соседних j = i±m каналов с весовыми коэффициентамипостоянную времени ФНЧ τ увеличивают так, чтобы сохранить требуемый относительный уровень пульсаций в разностном сигнале A(f,t)-A(f.t). Для того чтобы это увеличение не приводило к росту времени установления разностного сигнала, вычитание корректирующего сигнала производят с задержкой Δt*, равной произведению постоянной времени ФНЧ τ на логарифм отношения амплитуд A(f,t) и A(f,t), которая определит время установления разностного сигнала, являющегося выходным сигналом анализатора.. Технический результат - обеспечение заданной точности определения частот и амплитуд и допустимого уровня пульсаций исследуемого сигнала при сохранении требуемого времени анализа. 4 ил.
Description
Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для определения частот и амплитуд многокомпонентных нестационарных сигналов.
Известны способы кратковременного спектрального с помощью параллельных спектранализаторов, каждый канал которых содержит полосовой фильтр (ПФ), амплитудный детектор (АД) и фильтр низкой частоты (ФНЧ) (Вакулин С.А., Кузьмин В.А, Патент 789879, Любинский И.А., Урецкий Я.С., Шмелев Л.А., Яхно В.П. Бионические устройства анализа. Труды 2 международной конференции стран-членов СЭВ по основным проблемам бионики. Бионики 78. 1978 г. т. 2, с. 116-119). Требуемое время анализа, определяемое длительностью участка стационарности, обеспечивается выбором полосы пропускания ПФ и постоянной времени ФНЧ, а необходимая точность анализа выбором расстояния по оси частот между соседними фильтрами.
Недостатком такого способа анализа является влияние соседних частот на выходной сигнал Авых (ƒi, t) из-за перекрытия амплитудночастотных (АЧХ) характеристик.
Наиболее близким является способ, реализованный в патенте SU 553548 A1, 02.04.1977, основанный на вычитании из выходных сигналов ФНЧ А1(ƒi, t) корректирующего сигнала A2(ƒi, t), рассчитываемого по выходным сигналам соседних каналов.
Поскольку результатом проводимого анализа является разность сигналов, относительный уровень пульсаций возрастает и для его снижения приходится увеличивать постоянную времени фильтров ФНЧ, что влечет за собой нежелательное увеличение времени анализа.
Техническим результатом изобретения является обеспечение заданной точности определения частот и амплитуд и допустимого уровня пульсаций исследуемого сигнала при сохранении требуемого времени анализа.
Технический результат достигается тем, что способ кратковременного спектрального анализа осуществляется с помощью набора полосовых фильтров (ПФ) с перекрывающимися частотными характеристиками, амплитудных детекторов (АД) и фильтров низкой частоты (ФНЧ), при котором ошибки, возникающие за счет перекрытия характеристик ПФ устраняются путем вычитания из выходных сигналов ФНЧ A1(ƒi, t) корректирующего сигнала А2(ƒi, t), отличающийся тем, что корректирующий сигнал A2(ƒi, t) вычисляется как сумма вкладов в i-й канал соседних j=i±m каналов с весовыми коэффициентами 
, постоянную времени ФНЧ τ увеличивают так, чтобы сохранить требуемый относительный уровень пульсаций в разностном сигнале A1(ƒi, t) - A2(ƒi. t), а для того чтобы это увеличение не приводило к росту времени установления разностного сигнала, вычитание корректирующего сигнала производится с задержкой Δt*, равной произведению постоянной времени ФНЧ τ на логарифм отношения амплитуд A1(ƒi, t) и A2(ƒi, t), которая определит время установления выходного сигнала анализатора 
Фиг. 1 представляет блок-схему анализатора, реализованного по предлагаемому способу. Δt - задержка, вводимая в корректирующий сигнал.
Фиг. 2 поясняет формирование выходного сигнала Авых(ƒi, t) как разности сигналов A1(ƒi, t) и A2(ƒi, t).
Фиг. 3 показывает временной ход сигналов A1(ƒi, t) и Aвых(ƒi, t) при ƒi-1, ƒi и ƒi+1 без введения задержки в сигнал A2(ƒi, t)
Фиг. 4 показывает временной ход этих сигналов при введении задержки.
Предложенный способ реализуется следующим образом.
Корректирующий сигнал A2(ƒi, t) образуется путем вычисления сглаженного распределения по оси частот выходных сигналов ФНЧ
где 
- амплитуда на выходе ФНЧ i-того канала, ƒi - центральная частота i-го ПФ, τ постоянная времени ФНЧ, wij - функция связи, определяющая вклад j-го канала в i-й, m - радиус связей i-го канала. Выходной сигнал анализатора Aвых(ƒi, t) представляет собой разность выходных сигналов A1(ƒi, t) и задержанных корректирующих сигналов A2(ƒi, t), т.е.
где 
Покажем, что задержку Δt можно выбрать так, что время установления выходного сигнала анализатора ty будет равно величине этой задержки. В соответствии с (1)
Таким образом, при t>Δt для i-го канала, 
Если выбрать задержку Δt* из условия 
,
то при Δt=Δt* второе слагаемое в выражении (3) обращается в ноль и, следовательно, сигнал на выходе i-того канала достигает установившегося значения, т.е. время установления выходного сигнала будет равно
Покажем, что при таком выборе задержки величина пульсаций практически не возрастает. Пусть постоянная времени ФНЧ равна τ1, тогда коэффициент пульсаций сигнала A1(ƒi, t) с периодом Т приближенно равен 
а время установления 
. Увеличим постоянную времени ФНЧ до величины τ2, вычислим корректирующий сигнал и введем задержку 
, тогда время установления будет равно 
. Оценим в этом случае амплитуду пульсаций в выходном сигнале
Если τ1>>Т и τ2>>Т, то
Если амплитуда корректирующего сигнала, поступающего на i-й канал, по величине близка к амплитуде выходного сигнала фильтров ФНЧ, т.е.
Таким образом, при введении задержки в корректирующий сигнал сохранение уровня пульсаций, т.е. выполнение условия λ1=λ2 не приводит к увеличению времени установления: 
.
Claims (1)
- Способ кратковременного спектрального анализа, в котором ошибки, возникающие из-за перекрытия характеристик полосовых фильтров (ПФ) при использовании набора (ПФ) с перекрывающимися частотными характеристиками амплитудных детекторов (АД) и фильтров низкой частоты (ФНЧ), устраняют путем вычитания из выходных сигналов ФНЧ A1(fi,t) корректирующего сигнала А2(fi,t), отличающийся тем, что корректирующий сигнал A2(fi,t) вычисляют как сумму вкладов в i-й канал соседних j = i±m каналов с весовыми коэффициентамипостоянную времени ФНЧ τ увеличивают так, чтобы сохранить требуемый относительный уровень пульсаций в разностном сигнале A1(fi,t)-A2(fj.t), а для того чтобы это увеличение не приводило к росту времени установления разностного сигнала, вычитание корректирующего сигнала производят с задержкой Δt*, равной произведению постоянной времени ФНЧ τ на логарифм отношения амплитуд A1(fi,t) и A2(fi,t), которая определит время установления разностного сигнала, являющегося выходным сигналом анализатора.
.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017138687A RU2670702C9 (ru) | 2017-11-08 | 2017-11-08 | Способ кратковременного спектрального анализа квазистационарных сигналов |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017138687A RU2670702C9 (ru) | 2017-11-08 | 2017-11-08 | Способ кратковременного спектрального анализа квазистационарных сигналов |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2670702C1 true RU2670702C1 (ru) | 2018-10-24 |
| RU2670702C9 RU2670702C9 (ru) | 2018-11-28 |
Family
ID=63923406
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017138687A RU2670702C9 (ru) | 2017-11-08 | 2017-11-08 | Способ кратковременного спектрального анализа квазистационарных сигналов |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2670702C9 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU553548A1 (ru) * | 1975-02-11 | 1977-04-05 | Спектроанализатор | |
| SU1817034A1 (en) * | 1990-12-17 | 1993-05-23 | Tsnii Granit | Method of determining spectral characteristics of random signals |
| US5300878A (en) * | 1990-03-13 | 1994-04-05 | Hewlett-Packard Company | Swept signal analysis instrument and method |
| WO2015157458A1 (en) * | 2014-04-09 | 2015-10-15 | Kaonyx Labs, LLC | Methods and systems for improved measurement, entity and parameter estimation, and path propagation effect measurement and mitigation in source signal separation |
-
2017
- 2017-11-08 RU RU2017138687A patent/RU2670702C9/ru active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU553548A1 (ru) * | 1975-02-11 | 1977-04-05 | Спектроанализатор | |
| US5300878A (en) * | 1990-03-13 | 1994-04-05 | Hewlett-Packard Company | Swept signal analysis instrument and method |
| SU1817034A1 (en) * | 1990-12-17 | 1993-05-23 | Tsnii Granit | Method of determining spectral characteristics of random signals |
| WO2015157458A1 (en) * | 2014-04-09 | 2015-10-15 | Kaonyx Labs, LLC | Methods and systems for improved measurement, entity and parameter estimation, and path propagation effect measurement and mitigation in source signal separation |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Вакулин С.А., Кузьмин В.А, Патент 789879, Любинский И.А., Урецкий Я.С., Шмелев Л.А., Яхно В.П. Бионические устройства анализа. Труды 2 международной конференции стран-членов СЭВ по основным проблемам бионики. Бионики 78. 1978 г. т. 2, с. 116-119. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2670702C9 (ru) | 2018-11-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7508948B2 (en) | Reverberation removal | |
| CN103823177B (zh) | 基于窗函数设计的滤波器性能检测方法和系统 | |
| JP5507903B2 (ja) | 震度推定方法及び装置 | |
| RU2670702C1 (ru) | Способ кратковременного спектрального анализа квазистационарных сигналов | |
| CN103197143A (zh) | 基于汉宁窗fft算法与遍历滤波的谐波、间谐波检测方法 | |
| CN104502702B (zh) | 检测电力信号的频率的方法和系统 | |
| WO2017044011A1 (ru) | Способ обработки гармонического сигнала. | |
| RU2725505C1 (ru) | Способ оперативного измерения СВЧ частоты | |
| KR100386485B1 (ko) | 개선된음을갖는전송시스템 | |
| RU2410751C1 (ru) | Устройство для адаптивной сейсмической пеленгации объектов | |
| RU2436173C1 (ru) | Способ обнаружения пауз в речевых сигналах и устройство его реализующее | |
| RU2577828C1 (ru) | Способ измерения фазового сдвига фильтра низкой частоты синхронного детектора | |
| Garai et al. | Optimizing the exponential sine sweep (ESS) signal for in situ measurements on noise barriers | |
| RU2603970C1 (ru) | Способ измерения концентрации ионов | |
| RU2724127C1 (ru) | Способ измерения частоты сигнала в устройстве оперативного измерения интерференционного типа на линиях задержки | |
| Cochran et al. | Burst measurements in the frequency domain | |
| RU2726221C1 (ru) | Способ определения параметров частотно-кодированных сигналов в автокорреляционном приемнике | |
| AT510675B1 (de) | Verfahren zur Identifikation des Übertragungsverhaltens eines Systems, sowie Ultraschall-Laufzeit-Verfahren zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit in einem Medium | |
| Culling | Equalization-cancellation revisited | |
| Bulgakov et al. | Research of the Spectrum of a Sequence of Complex Discrete Samples with Sample Rate Variability | |
| RU2747440C1 (ru) | Способ оперативного измерения СВЧ-частоты с предварительным умножением частоты и сниженными требованиями к полосе пропускания линии задержки | |
| RU2731339C1 (ru) | Способ и устройство измерения мощности и крутизны нарастания участков нестационарности акустических сигналов | |
| RU2726275C9 (ru) | Способ определения расхода жидкости и вихревой расходомер для его осуществления | |
| Gurov et al. | Preprocessing of electrocardio signal with the use of parallel channels | |
| RU2653150C1 (ru) | Способ распознавания информационного образа электрического сигнала |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| TH4A | Reissue of patent specification |