SU1120252A1 - Digital analyzer of frequency characteristics - Google Patents

Digital analyzer of frequency characteristics Download PDF

Info

Publication number
SU1120252A1
SU1120252A1 SU833567987A SU3567987A SU1120252A1 SU 1120252 A1 SU1120252 A1 SU 1120252A1 SU 833567987 A SU833567987 A SU 833567987A SU 3567987 A SU3567987 A SU 3567987A SU 1120252 A1 SU1120252 A1 SU 1120252A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
input
output
counter
analyzer
accumulating adder
Prior art date
Application number
SU833567987A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Наиль Бурганович Залялов
Константин Николаевич Шишканов
Владимир Александрович Елисеев
Сергей Александрович Слюсарев
Original Assignee
Пензенский Политехнический Институт
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Пензенский Политехнический Институт filed Critical Пензенский Политехнический Институт
Priority to SU833567987A priority Critical patent/SU1120252A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1120252A1 publication Critical patent/SU1120252A1/en

Links

Landscapes

  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)

Abstract

ЦИФРОВОЙ АНАЖЗАТОР ЧАСТОТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК, содержащий вычислитель коэффициентов Фурье, первый и второй управл ющие входы которого соединены соответственно с первьм и вторым выходами блока управлени  вход которого соединен с управл ющим входом анализатора, преобразователь аналог - код, вход которого соединен с входом анализатора, управл ющий вход соединен с вторым выходом блока управлени , а выход - с входом вычислени  коэффициентов Фурье и входом первого накапливающего сумматора, блок вычислени  амплитуды и фазы гармоники , выход которого соединен с выходом анализатора, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности вычислени  коэффициентов Фурье при исследовании сигналов, содержащих субгармоническую составл ющую , и определени  номера субгармоники , в него введены последовательно соединенные первый элемент И, второй накапливающий сумматор и второй элемент И, выход которого подключен к входу блока вычислени  амплитуды и фазы гармоники, последовательно соединенные третий элемент И, третий накапливаюпр1Й сумматор , четвертый элемент И, первый блок сравнени  кодов, п тый элемент И, первый элемент ИЛИ, первый элемент задержки и блок устранени  первого импульса из последовательности , выход которого подключен к второму входу второго накапливающего сумматора, последовательно соединенные второй элемент задержки, первый счетчик, первый блок анализа состо ни  счетчика, и третий элемент задержки , выход которого соединен с вторым входом первого накапливающего сумматора, а вход - с первым входом третьего элемента И, второй вход (Л которого св зан с выходом первого накапливающего сумматора, последос вательно соединенные четвертый накапливающий сумматор, шестой элемент И, второй блок сравнени  кодов, второй элемент ИЛИ, второй счетчик и седьмой, элемент И, выход которого  вл етс  выходом кода номера субгарto моники анализатора, а также второй о и третий блоки анализа состо ни  1C счетчика и посто нное запоминающее сд ю устройство, вход которого подключен к выходу счетчика и через второй блок анализа состо ни  счетчика - к выходу анализатора и второму входу первого элемента ИЛИ, своим выходом подключенного к второму входу второго элемента И, выходы посто нного запоминающего устройства через соответствующие блоки сравнени  подключены к вторьт входам п того элемента И и второго элемента ИЛИ, выходы блока управлени  св заны с входами второго элемента задержки и первогоA DIGITAL ANALYZER OF FREQUENCY CHARACTERISTICS containing a calculator of Fourier coefficients, the first and second control inputs of which are connected respectively to the first and second outputs of the control unit whose input is connected to the control input of the analyzer, the converter analogue — the code whose input is connected to the input of the analyzer, the control input connected to the second output of the control unit, and the output to the input of the calculation of the Fourier coefficients and the input of the first accumulating adder, the unit for calculating the amplitude and phase of the harmonic the course of which is connected to the output of the analyzer, characterized in that, in order to increase the accuracy of calculating the Fourier coefficients in the study of signals containing the subharmonic component and determine the number of the subharmonic, the first And element, the second accumulating adder and the second And element, are entered into it, the output of which is connected to the input of the block for calculating the amplitude and phase of the harmonic, the third element AND connected in series, the third accumulating adder, the fourth element AND, the first block cf codes, the fifth AND element, the first OR element, the first delay element and the first pulse elimination unit from the sequence whose output is connected to the second input of the second accumulating adder, the second delay element connected in series, the first counter, the first counter state analysis unit, and the third delay element, the output of which is connected to the second input of the first accumulating adder, and the input to the first input of the third element And, the second input (which is associated with the output of the first accumulating sum ora, the fourth accumulating adder sequentially connected, the sixth AND element, the second code comparison block, the second OR element, the second counter and the seventh, AND element, the output of which is the output of the analyzer's monogram number number of the analyzer, and the second and third analysis blocks neither the 1C counter and the persistent storage device, the input of which is connected to the output of the counter and, through the second block of analysis of the state of the counter, to the output of the analyzer and the second input of the first OR element, its output connected to the second input of the second AND gate, the outputs of PROM device through comparing respective blocks connected to inputs of the echo of the fifth AND gate and a second OR gate, the outputs of the control unit are coupled to the inputs of the second delay element and the first

Description

счетчика, выходом через третий блок анализа состо ни  счетчика соединен-ного с вторым входом четвертого элемента И, вход первого накапливающего сумматора соединен с первым входом четвертого накапливающего сумматора, второй вход которого соединен с вторым входом третьего накапливающего сумматора и входом первого элемента задержки, выход которого св зан с третьим входом второго накапливающего сумматора и вторым входом второго счетчика, второй вход седьмого , элемента И подключен к выходу п того элемента И, при этом первый вход первого элемента И св зан с выходом вычислител  коэффициентов Фурье, а второй вход с выходом второго элемента заг держки и вторым входом блока устранени  первого импульс а из последовательности.the counter, output through the third block of state analysis of the counter connected to the second input of the fourth element I, the input of the first accumulating adder is connected to the first input of the fourth accumulating adder, the second input of which is connected to the second input of the third accumulating adder connected to the third input of the second accumulating adder and the second input of the second counter, the second input of the seventh, And element is connected to the output of the fifth And element, the first input of the first of the AND gate is coupled to the output of the Fourier coefficient calculator, and a second input from the output of the second element zag Derzhko and second input eliminating unit of the first pulse of a sequence.

Изобретение относитс  к информационно-измерительной технике и может быть использовано при эксперименталь ном определении частотных характерис тик динамических объектов, а также дл  измерени  амплитуд и фаз отдельных гармоник..анализируемого сигнала, например, при виброиспытани х объектов . Наиболее близким по технической Сущности к изобретению  вл етс  цифровой анализатор последовательного действи , содержащий последовательно соединенные генератор эталонной частоты , делитель частоты, переключатель , шифратор, цифровое множительно устройство и первый реверсивный счет чик, последовательно соединенные с делителем частоты преобразователь код - аналог, блок управлени , преоб разователь аналог - код, второе цифровое множительное устройство и вто-рой реверсивный выходной счетчик, вычислитель коэффициентов Фурье, соединенный с преобразователем аналог - код, третий реверсивный счетчик дл  определени  посто нной составл ющей , вход которого также св за с вторым входом второго множительного устройства, первый вход которого подключен к шифратору, св занному с блоком управлени , а также содержи блок вычислени  амплитуды и фазы гармоники l3 . Недостатком известного устройства  вл етс  низка  точность при исследовании объектов, сигнал реакции ко- торых может содержать субгармоническую составл ющую с неизвестным номером субгармоники. Так как при гармоническом анализе вычисление коэффициентов Фурье ве детс  за врем  Т, равное периоду частоты возбуждени , то по вление субгармоник приведет к искажению или полной потере информации о действительной структуре спектра сигнала . Целью изобретени   вл етс  повышение точности вычислени  коэффициентов Фурье при исследовании сигналов , содержащих субгармоническую составл ющую, и определение номера субгармоники. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в цифровой анализатор частотных характеристик, содержа1ций вычислитель коэффициентов Фурье, первый и второй управл ющие входы которого соединены соответственно с первым и вторым выходами блока управлени ,, вход которого соединен с управл юп им входом анализатора, преобразователь аналог - код, вход которого соединен с входом анализатора, управл ющий вход соединен с вторым выходом блока управлени , а выход - с входом вычислител  коэффициентов Фурье и входом первого накапливающего сумматора , блок вычислени  амплитуды и фазы гармоники, выход которого соединен с выходом анализатора, введены последовательно соединенные первый элемент И, второй накапливающий сумматор и второй элемент И, выход которого подключен к входу блока вьгчислени  амплитуды и фазы гармоники,The invention relates to an information-measuring technique and can be used in experimentally determining the frequency characteristics of dynamic objects, as well as for measuring the amplitudes and phases of individual harmonics ... of the analyzed signal, for example, in vibration tests of objects. The closest in technical essence to the invention is a digital serial analyzer comprising a series-connected reference frequency generator, a frequency divider, a switch, an encoder, a digital multiplier device and a first reversible counter, serially connected to a frequency divider. analogue converter - code, second digital duplicating device and the second reversible output counter, calculator of Fourier coefficients, connected An analogue is a code with a converter, a third reversible counter for determining a constant component, the input of which is also associated with the second input of the second multiplying device, the first input of which is connected to the encoder associated with the control unit, and also contains the amplitude and phase calculating unit harmonics l3. A disadvantage of the known device is the low accuracy in the study of objects, the response signal of which may contain a subharmonic component with an unknown subharmonic number. Since the harmonic analysis calculates the Fourier coefficients over time T, equal to the excitation frequency period, the appearance of subharmonics will lead to distortion or complete loss of information about the actual structure of the signal spectrum. The aim of the invention is to improve the accuracy of calculating the Fourier coefficients in the study of signals containing a subharmonic component, and the determination of the number of subharmonics. The goal is achieved by the fact that in a digital analyzer of frequency characteristics, containing a calculator of Fourier coefficients, the first and second control inputs of which are connected respectively to the first and second outputs of the control unit, the input of which is connected to the control of the analyzer input, the analog converter - code, the input of which is connected to the input of the analyzer, the control input is connected to the second output of the control unit, and the output to the input of the calculator of the Fourier coefficients and the input of the first accumulating adder, the unit in Calculations of the amplitude and phase of the harmonic, the output of which is connected to the output of the analyzer, are entered in series by the first element AND, the second accumulating adder and the second element AND, the output of which is connected to the input of the amplitude and phase phase harmonics,

последовательно соединенные третий элемент И, третий накапливающий сумматор , четвёртый элемент И, первый блок сравнени  кодов, п тый И, первый элемент ИЛИ, первый элемент задержки и блок устранени  первого импульса из последовательности , выход которого подключен к второму входу второго накапливающего сумматора, последовательно соединенные второй элемент задержки, первый счетчик, первый блок анализа состо ни  счетчика, и третий элемент задержки, выход которого соединен с вторым входом первого накапливающе го сумматора, а вход - с первым входом третьего элемента И, второй вход которого св зан с выходом первого накапливающего сумматора, последовательно соединенные четвертый накапливающий сумматор, шестой элемент И, второй блок сравнени  кодов, второй элемент ИЛИ, второй счетчик и седьмо элемент И, выход которого  вл етс  выходом кода номера субгармоники анализатора, а также второй и третий блоки анализа состо ни  счетчика и посто нное запоминающее устройство, вход которого подключен к выходуthe third element AND connected in series, the third accumulating adder, the fourth element AND, the first block of code comparison, the fifth And, the first element OR, the first delay element and the block for eliminating the first pulse from the sequence, whose output is connected to the second input of the second accumulating adder, are connected in series the second delay element, the first counter, the first block of state analysis of the counter, and the third delay element, the output of which is connected to the second input of the first accumulating adder, and the input from the first The third input of the third element, whose second input is connected with the output of the first accumulating adder, the fourth accumulating adder, the sixth AND element, the second code comparison block, the second OR element, the second counter and the seventh And element, whose output is the output of the number code subharmonics of the analyzer, as well as the second and third blocks of the analysis of the state of the counter and the persistent storage device whose input is connected to the output

счетчика и через второй блок анализа состо ни  счетчика - к выходу анализатора и второму входу первого элемента ИЛИ, своим выходом подключенного к второму входу второго элемента И, выходы посто нного запоминающего устройства через соответствующие блоки сравнени  подключены к вторым входам п того элемента И и второго элемента ИЛИ, выходы блока управлени  св заны с. входами второго элемента задержки и первого счетчика выходом через третий блок анализа состо ни  счетчика Соединенного с вторым входом четвертого элемента И, вход первого накапливающего сумматора соединен с первым входом четвертого накапливающего сумматора, второй вход которого соединен с вторым входом третьего накапливающего сумматора и входом первого элемента задержки , выход которого-св зан с третьим входом второго накапливающего сумматора и вторым входом второго Ьчетчика , второй вход седьмого элемента И подключен к выходу п того элемента И, при этом первый вход первог элемента И св зан с выходом вычислител  коэффициентов Фурье, а второйcounter and through the second block of analyzing the state of the counter to the output of the analyzer and the second input of the first element OR, its output connected to the second input of the second element AND, the outputs of the permanent storage device are connected to the second inputs of the fifth element AND and the second element OR, the outputs of the control unit are associated with. the inputs of the second delay element and the first counter output through the third block of state analysis of the counter connected to the second input of the fourth element I, the input of the first accumulating adder is connected to the first input of the fourth accumulating adder, the second input of which is connected to the second input of the third accumulating adder and the input of the first delay element whose output is connected with the third input of the second accumulating adder and the second input of the second meter, the second input of the seventh element I is connected to the output n And the element, wherein the first input of the AND pervog coupled to the output of the Fourier coefficients calculator, and the second

в.ход - с выходом второго элемента задержки и вторым входом блока устранени  первого импульса из последовательности .Vc - with the output of the second delay element and the second input of the first pulse elimination unit from the sequence.

На чертеже представлена структурна  электрическа  схема цифрового анализатора частотных характеристикThe drawing shows a structural electrical circuit of a digital frequency response analyzer.

Анализатор содержит последовательно соединенные блок 1 управлени , преобразователь 2 аналог - код, вычислитель 3 коэффициентов Фурье, элемент НА, накапливающий сумматор 5,второй элемент И 6, последовательно соединеннь1е элемент И 7, накапливающий сумматор 8, элемент И 9, блок 10 сравнени  кодов, элемент И 11, элемент И 12, последовательно соединенные элемент 13 задержки и накапливающий сумматор 14, блок 15 вычислени  амплитуды и фазы гармоники, блок 16 устранени  первого импульса из последовательности, включенный между элементом И 4 и накапливающим сумматором 5, элементы 17 и 18 задержки, подключенные к входу элементов И 12, посто нное запоминающее устройство 19, первый и второй элементы ИЛИ 20 и 21, блоки 22 - 24 анализа состо ни  счетчика , блок 25 сравнени  кодов, подключенный к выходу элемента И 26, счетчики 27 и 28, подключенные к элементам 17 и 18 задержки соответственно, и накапливающий сумматор 29.The analyzer contains serially connected control block 1, converter 2 analog - code, calculator of 3 Fourier coefficients, element ON accumulating adder 5, second element AND 6, serially connecting element AND 7, accumulating adder 8, element AND 9, block 10 comparing codes, element 11, element 12, serially connected delay element 13 and accumulating adder 14, block 15 for calculating the amplitude and phase of a harmonic, block 16 for eliminating the first pulse from a sequence connected between element 4 and accumulating m adder 5, delay elements 17 and 18 connected to the input of elements AND 12, read-only memory 19, first and second elements OR 20 and 21, blocks 22 - 24 for analyzing the state of the counter, block 25 comparing codes connected to the output of the element And 26, the counters 27 and 28, connected to the elements 17 and 18 of the delay, respectively, and accumulating adder 29.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

Анализируемый сигнал, содержащий субгармоники, можно представить в видеThe analyzed signal containing subharmonics can be represented as

ilO--Cp a; i(ilO - Cp a; i (

, . f 2ffK X ,5..), , f 2ffK X, 5 ..),

()()

где Ср - амплитуда субгармоники;where Ср is the subharmonic amplitude;

р - номер субгармоники; 6р - начальна  фаза субгармоники, Дл  устранени  вли ни  субгармоник необходимо расшир ть интервал анализа от Тд до mXg, где ,2,...р. Погрешности вычислени  коэффициентов Фурье а„ и Ь в этслм случае определ ютс  выражени миp is the subharmonic number; 6p is the initial phase of a subharmonic. To eliminate the influence of subharmonics, it is necessary to extend the analysis interval from TD to mXg, where, 2, ... p. The errors in the calculation of the Fourier coefficients a n and b in this case are determined by the expressions

гср-р . . /7 - /„Vgsr-p. . / 7 - / „V

) 2 . 2Cp. . 7 1 Qp). ( .7) и равн ютс  нулю при . Такое расширение интервгша интегрировани  с одной стороны приводит к резкому уменьшению быстродействи  анализатора, а с другой - не позвол ет определить наличие субгармоники и, как следствие, субгармонический резонанс. Дл  сохранени  быстро действи  необходимо в процессе вычислени  а у, и bf определ ть наличие субгармоники и ее номера р, а предусмотреть средства уменьшени  ее вли ни  на точность определени  коэффициентов. С этой целью параллельно с вычис лением коэффициентов Фурье а и Ь, вычисл ютс  оценки а и Ь. Оценки а и bjjвычисл ютс  со сдвигом интервала суммировани  на Tg/2 по формулам (приведен предельный случай - интегрирование) iTiTgTal2+ftiTe ao |iWa, i 1 в j10 J/ °Tgl2 и св заны с погрешност ми ийЬ, соотношени ми . . . .. r - . P Отсюда, задава сь допустимой величи ной погрешности д А. вычислени  коэффициентов Фурье, получают вьфажени  дл  допустимых по модулю значений оценок )/ /г ( . (о, /ОО/ ОСАОЛ й олопИ-г,р /Ьо/- Ьс т-  тг р Если значение какой-либо из оце нок превышает заранее установленный допустимый уровень, то это дает информацию о наличии в анализируекаж сигналах значительного уровн  субгармоники . В этом случае производит с  последовательное расширение интервала суммировани  (интегрировани в предельном случае) от ,Те до тТ, где ,2...,р. При каждом увеличеНИИ интервала на Tg осуществл етс  вычисление новых оценок а и Ь и их сравнение с допустимьЕми значени ми. Вычислени  производ тс  до тех пор, пока при , в силу свойств ортогональности оценки не превышают допустимые значени . По значению m определ етс  номер субгармоники р. Анализируемый сигнал f(t) с объекта исследовани  подаетс  на вход преобразовател  2 аналог - код, который преобразует мгновенные значени  f(t) в N точках периода Т„ .cинycoидального сигнала возбуждени  объекта в код и подает их в вычислитель 3 коэффициентов Фурье и в первый 14 и. четвертый 29 накапливающие сумматоры. Моменты преобразовани  f(t) в код задаютс  блоком 1 управлени , который формирует последовательность коротких по длительности импульсов,, поступающих с его второго выхода с периодом следовани  Tg/N на управл ющий вход преобразовател  2 аналог код . Эти же импульсы подаютс  на второй управл ющий вход вычислител  3 коэффи щентов Фурье и используютс  в качестве тактовых дл  его работы. Вход блока 1 управлени   вл етс  управл ющим входом 30 анализатора, на который подаетс  опорный синусоидальный сигнал,  вл ющийс  сигналом возбуждени  объекта, период которого равен Т-. На первом выходе блока 1 управлени  формируютс  короткие по длительности импульсы, соответствующие началу и концу периода Tg, которые подаютс  на первый управл ющий вход вычислител  3 коэффициентов Фурье и служат дл  управлени  началом и концом вычислени  коэффициентов. За каждый период Tg вычислитель 3 производит вычисление коэффициентов Фурье. По окончанию периода Tg по сигналу с первого выхода блока 1 управлени  производитс  форьдарование результатов вьпшслени  а и Ь в виде кодов на выходе вычислител  3 коэффициентов Фурье, затем, с некоторой задержкой DiiTg/N, задаваемой элементом 17 задержки, коды а и Ъ через эле- мент И 4 поступают во второй накапливггющий сумматор 5, а вычислитель 3 начинает вычисление коэффициентов а и Ьу дл  следующего периода Т. Одновременно с вычислением коэффициентов а и bf, в накапливающих 7 сумматорах 14 и 29 происходит получение оценок -irL«4i «тЕо Ь где K,K-N/2. Оценка Ь получаетс  со сдвигом интервала суммировани  на Тд/2 (сдвиг номеров отсчетов на N/2), что обеспечиваетс  процессом сброса накапливающего сумматора 29. Управление процессами получени  оценок а и Ьд и их сравнени  с допустимыми значени ми осуществл етс  при помощи счетчика 27. По началу (или концу) периода Т по сигналу : С первого выхода блока 1 управлени  поступающему через элемент 17 задержки на установочный вход счетчика 27, осуществл етс  сброс счетчика 27 в нулевое состо ние. На вход счетчика 27, работающего в режиме суммировани , подаютс  импульсы с второго выхода блока 1 управлени , следующие с периодом . Состо ни сч. гчика 27 (код) анализируетс  дву ЬжЯ блоками 23 и 24 анализа состо ни счетчика, подключенными к его выход Когда значение кода в счетчике 27 станет равным , на выходе блока 23 анализа состо ни  счетчика по вл етс  сигнал, который сначала переписывает полученное в накапливающем сумматоре 14 значение кода, соответству1)щее величине а, через злемент И 7 в накапливаюп(ий сумматор 8, затем с задержкой CxTg/N, определ емой элементом 13 задержки сбрасывает накапливающий сумматор 14 в нулевое состо ние, подготавлива  его дл  получени  оценки а дл  следующего периода Тд. Блок 24 анализа состо ни  счетчи ка вырабатывает импульс, когда код в счетчике 27 равен K N/2-1, т.е. если рассматривать два соседних периода TQ, то за это врем  на выходе блока 24 по вл ютс  два импульса, соответствующие серединам этих пери дов. Если накапливающий сумматор установилс  в нулевое состо ние после по влени  первого импульса, т с приходом второго импульса в нем получаетс  код, соответствующий оце 2 ке Ь, причем первым отсчетом, участвующим в получении оценки Ь,  вл етс  отсчет с номером , а К измен етс  в пределах О - (N-1). Таким образом, к моменту по шени  импульса на выходе блока 24 анализа состо ни  счетчика в накапливающих сумматорах 5 и 8 наход тс  соответственно коды коэффициентов а и bft и код оценки а,, полученные в предыдущем периоде, а в накапливающем сумматоре 29 одновременно находитс  код оценки Ьд. Поэтому по каждому выходному импульсу блока 24 коды оценок а и Ьд соответственно через элементы И 9 и 26 подаютс  на первые входы блоков 10 и 25 соответственно сравнени  кодов, на вторые входы которых подаютс  с первого и второго выхода посто нного запоминающего устройства 19 коды, соответствующие допустимым по модулю значени м оценок Зд (га) и Ьодоп(п)(6) Если оба услови  (6) выполн ютс , то на первых выходах блоков 10 и 25 сравнени  кодов одновременно возникают сигналы, что приводит к по влению сигнала на выходе элемента И 11, который через элемент ИЛИ 20 производит сброс накапливающих сумматоров 8 и 29 в нулевое состо ние, подготавлива  их дл  получени  оценок a,j и Ьд дл  следующих периодов Тд, передачу кодов коэффициентов а и bf, с выхода накапливающего сумматора 5 через элемент И 6 на вход блока 15 вычислени  амплитуды и фазы гармоники, передачу кода, полученного к этому времени в счетчике 28, через элемент И 12 на выход ,  вл ющийс  выходом кода номера субгармоники анализатора, затем с некоторой задержкой ,определ емой элементом 18 задержки, производит сброс в нулевое состо ние накапливающего сумматора 5 и установку в исходное состо ние блока 16 устранени  первого импульса из последовательности и счетчика 28. Исходное состо ние счетчика 28 код . Если хот  бы одно из условий (6) не выполн етс , что говорит о наличии в анализируемом сигнале субгарМОНИКИ , то на одном либо на обоих вторых выходах блоков 10 и 25 одновременно при невыполнении двух условий (6) возникают сигналы, что приводит к по влению сигнала на выходе элемента ИЛИ 21 и отсутствию сигнала на выходе элемента И 11. Сигнал с вы хода элемента ИЛИ 21 подаетс  на вхо счетчика 28, увеличива  его код тна 1. Счетчик 28 по управл ющему входу посто нного запоминающего устройства 19 производит выборку новых значений кодов, соответствующих следующим (6) допустимым по модулю значени м оценок Задл|„() которые подаютс  на блоки 10 и 25 сравнени  кодов дл  проверки условий (6) . При отсутствии сигнала на выходе элемента И 11 сброс накапливающих сумматоров 8 и 29 и счетчика 28 не происходит, поэтому ,в них последовательно накапливаютс  суммы, соответствующие оценкам а и Ьд , дл  m пери одов Т„, которые сравниваютс  последовательно с ) и Ьод(т), а в счетчике 28 накапливаетс  значение га. Этот процесс продолжаетс  до тех пор, пока при не выполн ютс  услови (6). При этом сигнал с выхода элемента И 11 производит через элемент И 12 передачу кода соответствующего номеру присутствующей гармоники в анализируемом сигнале , на выхО|Ц,  вл ющийс  выходом кода номера субгармоники анализатора Повышение точности вычислени  ко эффициентов а и Ь производитс  путем усреднени  результатов вь чисЛенин коэффициентов за периодов Т„ в накапливающем сумматоре 5, Последовательное расщирение интерва ла вычислени  коэффициентов до pTg позвол ет использовать дл  получени усредненньк результатов а и Ь последовательное применение операций сложени  и сдвига. Сдвиг результатов производитс  за счет работы блока 16 устранени  первого импульса из последовательно ти. Если в ..иализируемом сигнале отсутствует субгармоника, то кавдый период Тд сигнала с выхода элемента И 1 1 через элемент ИЛИ 20 производитс  сначала передача кодов а, и Ь в блок 15, зате м с задер)ской (элемент 18 задержки) сброс накапливающего сумматора 5 в нулевое сос то ние и установка блока 16 в исход ное состо ние, поэтому с приходом каждого импульса по концу Tg с бло- ка 1 управлени  на вход блока 16,. на его выходе не по вл етс  импульс,. осуществл ющий сдвиг результата в накапливающем сумматоре 5, так как при установке блока 16 в исходное состо ние он исключает первый импульс из последовательности. При отсутствий сигнала с выхода элемента И 11 блок 16 в исходное состо ние не устанавливаетс , а накапливающий сумматор 5 не сбрасываетс , поэтому по приходу следующих импульсов с блока 1 управлени  в накапливающем сумматоре 5 производитс  сначала суммирование , а затем по сигналу с выхода блока 16 сдвиг результата. Этот процесс продолжаетс  пока не по витс  сигнал с выхода элемента И 11 при , по которому точные значени  кодов а и Ь передаютс  в блок 15, который о перирует-.с точными значени ми кодов а и Ь и выдает на выход анализатора точные значени  амплитуды и фазы гармоники. Если процесс расширени  интервала суммировани  в анализаторе не прекращаетс  при заранее установленном значении , т.е. если услови  (6) не выполн ютс  то, очевидно, это дает информацию о присутствии в анализируемом сигнале либо посто нной составл ющей, либо низкочастотной составл ющей (например, помехи), природу которых необходимо вы снить дополнительными исследовани ми. Дл  этого случа  в анализаторе примен етс  блок 22 анализа состо ни  счетчика , подключенный к выходу счетчика 2В. Если в счетчике 2В значение кода станет равным + 1 , то на выходе блока 22 анализа состо ни  счетчика по вл етс  сигнал, который через элемент ИЛИ 20 производит те же действи , что и сигнал с выхода элемента И 11, т.е. анализатор начинает вычисление коэффициентов . Этот же сигнал подаетс  на выход сигнализации анализатора. В анализаторе не предусмотрена начальна  установка сдвига получени  оценок по времени на Tg/2,. так как этот сдвиг автоматически устакавливаетс  самосто тельно максимум за периодов Tg после включени  анализатора. Таким образом, введенные изменени  позвол ют noBbictfrb точность вычислени  коэффициентов при исследовании объектов, сигнал реакции которьлх содержит субгармоническую составл ющую, и определить номер субгармоники , что выгодно отличает предлагаемый анализатор от анализаТоров подобного типа.) 2. 2Cp. . 7 1 Qp). (.7) and are zero at. Such an expansion of the integration interval, on the one hand, leads to a sharp decrease in the analyzer's speed, and on the other hand, it does not allow to determine the presence of a subharmonic and, as a result, a subharmonic resonance. In order to maintain a quick action, it is necessary to determine the presence of a subharmonic and its p-number in the process of calculating ay, and bf, and provide means to reduce its influence on the accuracy of the coefficients. For this purpose, in parallel with the calculation of the Fourier coefficients a and b, the estimates of a and b are calculated. The estimates of a and bjj are calculated with a shift of the summation interval by Tg / 2 according to the formulas (the limiting case is the integration) iTiTgTal2 + ftiTe ao | iWa, i 1 at j10 J / ° Tgl2 and are related to the errors ai, ratios. . . .. r -. P From here, given the admissible magnitude of the error dA. The calculation of the Fourier coefficients, one obtains the predictions for the values of the estimated values of the modulus) / / g (. (O, / OO / OSAOL Oli-g, p / lo) / - bc t- If the value of any estimate exceeds the pre-set permissible level, this gives information on the presence of signals of a significant subharmonic level in the analysis.In this case, it produces a consistent extension of the summation interval (Te to tT, where, 2 ..., r. At each increase the terminal on Tg calculates new estimates of a and b and compares them with acceptable values. Calculations are performed until, due to orthogonality properties, the estimates do not exceed the allowable values. The value of m is determined by the subharmonic number R. The analyzed signal f (t) from the object of study is fed to the input of the converter 2 analogue - a code that converts the instantaneous values of f (t) at N points of the period T ".sinusoidal excitation signal of the object into the code and feeds them to the calculator 3 of the Fourier coefficients and to the first 14 and . fourth 29 accumulating adders. The conversion times f (t) to the code are set by the control unit 1, which generates a sequence of short duration pulses coming from its second output with a Tg / N following period to the control input of the converter 2 analogue code. The same pulses are applied to the second control input of the calculator 3 Fourier coefficients and are used as clock for its operation. The input of the control unit 1 is the control input 30 of the analyzer, to which a reference sinusoidal signal is applied, which is the excitation signal of an object whose period is equal to T-. At the first output of the control unit 1, short duration pulses are formed corresponding to the beginning and end of the period Tg, which are fed to the first control input of the calculator 3 Fourier coefficients and serve to control the beginning and end of the calculation of the coefficients. For each period Tg calculator 3 calculates the Fourier coefficients. At the end of the period Tg, the signal from the first output of the control unit 1 is used to forward the results of the results of a and b in the form of the output of the 3 Fourier coefficients at the output of the calculator, then, with some delay DiiTg / N, specified by the delay element 17, codes a and b are Ment 4 comes to the second accumulative adder 5, and calculator 3 starts calculating the coefficients a and b for the next period T. Simultaneously with calculating the coefficients a and bf, accumulating 7 adders 14 and 29 receive the estimates -irL "4i" TEO b where K, KN / 2. The estimate of b is obtained with a shift of the summation interval by TD / 2 (shift of the numbers of counts by N / 2), which is ensured by the process of resetting the accumulating adder 29. The processes of obtaining the estimates a and bb and their comparison with admissible values are controlled with the help of a counter 27. At the beginning (or end) of the period T on the signal: From the first output of the control unit 1 coming through the delay element 17 to the installation input of the counter 27, the counter 27 is reset to the zero state. At the input of the counter 27, operating in the summation mode, pulses are applied from the second output of the control unit 1, following with a period. State or account. 27 (code) is analyzed by two LIVE counter analysis blocks 23 and 24 connected to its output. When the code value in counter 27 becomes equal, a signal appears at the output of the counter state analysis block 23, which first rewrites the resultant accumulator 14 code value, corresponding to 1 value a, accumulates accumulator I 7 (accumulator 8, then with delay CxTg / N, determined by delay element 13, dumps accumulator adder 14 into zero state, preparing it to get a score for the nextperiod Td. The meter state analysis block 24 produces a pulse when the code in the counter 27 is KN / 2-1, i.e. if two adjacent TQ periods are considered, during this time two pulses appear at the output of the block 24, corresponding to the midpoints of these periods. If the accumulating adder is set to the zero state after the appearance of the first impulse, then with the arrival of the second impulse, a code is obtained that corresponds to bit 2 b, and the first count involved in obtaining the b score is counting from by number, and K varies from O - (N-1). Thus, by the time of the pulse pulse, the output codes of the counter state analysis 24 in accumulating adders 5 and 8 are, respectively, the coefficient codes a and bft and the evaluation code a, obtained in the previous period, and in the accumulating adder 29 there is simultaneously an evaluation code Bd Therefore, for each output pulse of block 24, the evaluation codes a and bd, respectively, through elements 9 and 26 are fed to the first inputs of blocks 10 and 25, respectively, comparison codes, to the second inputs of which are fed from the first and second output of the permanent storage device 19 codes corresponding to valid modulo the values of the estimates of the rear (ha) and bodop (n) (6) If both conditions (6) are fulfilled, then at the first outputs of blocks 10 and 25 of the code comparison, signals appear simultaneously, which leads to the appearance of a signal at the output of the element 11, which is through an element t OR 20 resets the accumulating adders 8 and 29 to the zero state, preparing them to get the estimates a, j and b d for the next periods Td, passing the codes of coefficients a and bf from the output of accumulating adder 5 through element 6 to the input of block 15 calculating the amplitude and phase of the harmonic, transmitting the code received by this time in the counter 28 through the element 12 to the output, which is the output of the code of the analyzer subharmonic number, then with a certain delay determined by the delay element 18, resets to zero state the accumulator 5 and the resetting of the block 16 for removing the first pulse from the sequence and the counter 28. The initial state of the counter 28 is a code. If at least one of the conditions (6) is not fulfilled, which indicates the presence in the analyzed signal of subharmonics, then signals appear at one or both of the second outputs of blocks 10 and 25 simultaneously if two conditions (6) are not fulfilled, which leads to the appearance the signal at the output of the element OR 21 and the absence of a signal at the output of the element AND 11. The signal from the output of the element OR 21 is fed to the input of the counter 28, increasing its code 1. The counter 28 at the control input of the persistent storage device 19 selects new code values matching with the following (6) modulo-admissible values of estimates of Backl | and () which are fed to blocks 10 and 25 of the code comparison to verify the conditions (6). In the absence of a signal at the output of the element 11, the accumulative adders 8 and 29 and the counter 28 do not drop; therefore, they consistently accumulate the sums corresponding to the estimates a and b d for m periods Tn, which are compared in series with) and bod (t ), and the counter 28 accumulates the value of ha. This process continues until conditions (6) are fulfilled. At the same time, the signal from the output of the element 11 produces through the element 12 the transmission of the code corresponding to the number of the present harmonic in the analyzed signal, at the output | C, which is the output of the code of the analyzer subharmonic number. The accuracy of the calculation of the coefficients a and b is increased by averaging the results of the number of coefficients for periods T "in accumulator 5, Sequential extension of the interval for calculating coefficients to pTg allows the use of averaged results a and b for succession the application of add and shift operations. The shift of the results is due to the operation of the block 16 for removing the first pulse from the sequence. If there is no subharmonic in the signal to be analyzed, then the cavern period Td of the signal from the output of the element AND 1 1 through the element OR 20 first passes the codes a, and b to block 15, then from the delay (delay element 18) the accumulative adder is reset 5 in the zero state and the installation of the block 16 in the initial state, therefore, with the arrival of each pulse at the end of Tg from the control block 1 to the input of the block 16 ,. there is no impulse at its output. shifting the result in accumulative adder 5, since when the block 16 is set to the initial state it excludes the first pulse from the sequence. If there is no signal from the output of the element 11, the block 16 is not set to the initial state, and the accumulating adder 5 is not reset, therefore, following the arrival of the following pulses from the control unit 1 in the accumulating adder 5, the summation is performed first and then result. This process continues until the signal from the output of the And 11 element is received, at which the exact values of codes a and b are transmitted to block 15, which connects the exact values of codes a and b and outputs the exact amplitudes and harmonic phases. If the process of expanding the summation interval in the analyzer does not stop at a predetermined value, i.e. if conditions (6) are not fulfilled, then obviously this gives information about the presence in the analyzed signal of either a constant component or a low frequency component (for example, interference), the nature of which needs to be clarified by additional studies. For this case, the analyzer uses a counter analysis unit 22 connected to the output of counter 2B. If in the counter 2B the code value becomes + 1, then the output of the counter state analysis block 22 is a signal which, through the OR 20 element, produces the same actions as the signal from the output of the AND 11 element, i.e. the analyzer starts calculating the coefficients. The same signal is fed to the analyzer signal output. The analyzer does not provide for the initial setting of a shift in obtaining time estimates by Tg / 2 ,. since this shift automatically becomes self-sufficient for the Tg periods after the analyzer is switched on. Thus, the introduced changes allow the noBbictfrb accuracy of calculating the coefficients in the study of objects whose response signal contains a subharmonic component, and determine the number of subharmonics, which distinguishes the proposed analyzer from analyzers of this type.

Claims (1)

ЦИФРОВОЙ АНАЛИЗАТОР ЧАСТОТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК, содержащий вычислитель коэффициентов Фурье, первый и второй управляющие входы которого соединены соответственно с первым и вторым выходами блока управления вход которого соединен с управляющим входом анализатора, преобразователь аналог - код, вход которого соединен с входом анализатора, управляющий вход соединен с вторым выходом блока управления, а выход - с входом вычисления коэффициентов Фурье и входом первого накапливающего сумматора, блок вычисления амплитуды и фазы гармоники, выход которого соединен с выходом анализатора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности вычисления коэффициентов Фурье при исследовании сигналов, содержащих субгармоническую составляющую, и определения номера субгар- * моники, в него введены последовательно соединенные первый элемент И, второй накапливающий сумматор и второй элемент И, выход которого подключен к входу блока вычисления амплитуды и фазы гармоники, последо вательно соединенные третий элемент И, третий накапливающий сумматор, четвертый элемент И, первый блок сравнения кодов, пятый элемент И, первый элемент ИЛИ, первый элемент задержки и блок устранения первого импульса из последовательности, выход которого подключен к второму входу второго накапливающего сумматора, последовательно соединенные второй элемент задержки, первый счетчик, первый блок анализа состояния счетчика, и третий элемент задержки, выход которого соединен с вторым входом первого накапливающего сумматора, а вход - с первым входом третьего элемента И, второй вход которого связан с выходом первого накапливающего сумматора, последовательно соединенные четвертый накапливающий сумматор, шестой элемент И, второй блок сравнения кодов, второй элемент ИЛИ, второй счетчик и седьмой, элемент И, выход которого является выходом кода номера субгармоники анализатора, а также второй и третий блоки анализа состояния счетчика и постоянное запоминающее устройство, вход которого подключен к выходу счетчика и через второй блок анализа состояния счетчика - к выходу анализатора и второму входу первого элемента ИЛИ, своим выходом подключенного к второму входу второго элемента И, выходы постоянного за поминающего устройства через соответствующие блоки сравнения подключены к вторым входам пятого элемента И и второго элемента ИЛИ, выходы блока управления связаны с входами второго элемента задержки и первого щего сумматора и вторым входом второго счетчика, второй вход седьмого , элемента'’ И подключен к выходу счетчика, выходом через третий блок анализа состояния счетчика соединенного с вторым входом четвертого эле·мента И, вход первого накапливающего сумматора соединен с первым входом четвертого накапливающего сумматора, второй вход которого соединен с вторым входом третьего накапливающего сумматора и входом первого элемента задержки, выход которого связан с третьим входом второго накапливаю пятого элемента И, при этом пер вый вход первого элемента зан с выходом вычислителя фициентов Фурье, а второйA digital frequency analyzer containing a Fourier coefficient calculator, the first and second control inputs of which are connected respectively to the first and second outputs of the control unit, the input of which is connected to the control input of the analyzer, the analog converter is a code whose input is connected to the input of the analyzer, and the control input is connected to the second the output of the control unit, and the output with the input of the calculation of the Fourier coefficients and the input of the first accumulating adder, the unit for calculating the amplitude and phase of the harmonic, the output to which is connected to the output of the analyzer, characterized in that, in order to increase the accuracy of calculating the Fourier coefficients in the study of signals containing a subharmonic component, and determine the number of the subharmonic, the first element And, the second accumulating adder and the second element And are connected in series the output of which is connected to the input of the unit for calculating the amplitude and phase of the harmonic, connected in series with the third element And, the third accumulating adder, the fourth element And, the first code comparison unit s, the fifth AND element, the first OR element, the first delay element and the first pulse elimination unit from the sequence, the output of which is connected to the second input of the second accumulating adder, the second delay element, the first counter, the first counter status analysis unit, and the third delay element are connected in series the output of which is connected to the second input of the first accumulating adder, and the input to the first input of the third element And, the second input of which is connected to the output of the first accumulating adder, in series connected the fourth accumulating adder, the sixth AND element, the second code comparison unit, the second OR element, the second counter and the seventh, the I element, the output of which is the output of the analyzer subharmonic number code, as well as the second and third counter status analysis blocks and read-only memory, input which is connected to the output of the counter and through the second unit for analyzing the status of the counter - to the output of the analyzer and the second input of the first OR element, its output connected to the second input of the second element AND, the outputs are standing of the memory device through the corresponding comparison units are connected to the second inputs of the fifth AND element and the second OR element, the outputs of the control unit are connected to the inputs of the second delay element and the first totalizer and the second input of the second counter, the second input of the seventh, element `` And connected to the output counter, by output through the third unit of analysis of the state of the counter connected to the second input of the fourth element And, the input of the first accumulating adder is connected to the first input of the fourth accumulating adder, Ora input coupled to a second input of the third accumulator and the input of the first delay element whose output is connected to a third input of the second accumulating the fifth AND gate, the entrance lane vy first element coupled to output of the calculator Fourier efficients, and a second И свякоэфвход с выходом второго элемента за держки и вторым входом блока устранения первого импульс а из последовательности.And the e-input with the output of the second element behind the hold and the second input of the block eliminating the first pulse a from the sequence.
SU833567987A 1983-03-25 1983-03-25 Digital analyzer of frequency characteristics SU1120252A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU833567987A SU1120252A1 (en) 1983-03-25 1983-03-25 Digital analyzer of frequency characteristics

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU833567987A SU1120252A1 (en) 1983-03-25 1983-03-25 Digital analyzer of frequency characteristics

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1120252A1 true SU1120252A1 (en) 1984-10-23

Family

ID=21055032

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU833567987A SU1120252A1 (en) 1983-03-25 1983-03-25 Digital analyzer of frequency characteristics

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1120252A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Смел ков В.В.Цифрова измерительна аппаратура инфраниэких частот. М., Энерги , 1975, с. 12 (прототип). *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4224568A (en) Frequency to digital converter
SU1120252A1 (en) Digital analyzer of frequency characteristics
US4754278A (en) Method for the in-line measurement of background noise for MTI radar with suppression of samples not originating from noise, and digital device embodying said method
RU2419809C1 (en) Method of measuring interperiod factor of passive interference correlation
RU2117954C1 (en) Signal-to-noise ratio meter
SU1132258A1 (en) Device for automatic measuring of non-linear element parameters
SU953583A1 (en) Device for determination of pulse repetition period
RU2195686C2 (en) Device measuring small time intervals
SU1265642A1 (en) Device for determining sign of phase difference
SU1564647A1 (en) Device for adaptive processing of information
SU1725149A1 (en) Device for measuring ratio of frequencies of pulse sequences
SU928345A2 (en) Discrete pulse repetition frequency multiplier
SU920556A1 (en) Digital meter of period length
SU817663A1 (en) Digital time interval meter
RU2010243C1 (en) Meter of speed of linear change of frequency inside pulse
SU1675785A1 (en) Average current direction meter
SU1748079A1 (en) Sinusoidal current active and reactive components transducer
SU892410A1 (en) Digital meter of time-frequency parameters of electric signals
SU338905A1 (en) CORRELATION COUNTER ELECTRIC PULSES
SU1457161A2 (en) Device for determining characteristics of a-d converter
SU1045162A2 (en) Digital phase meter having constant measuring time
SU1613998A1 (en) Apparatus for measuring daily rate of time piece
SU860336A1 (en) Device for measuring distortion rate in data blocks of various length
SU1053113A1 (en) Gradual fault predictor
SU907467A2 (en) Pulse peak distortion meter