SU1257547A1 - Адаптивный анализатор спектра - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области измерительной техники и может быть использовано при определении спектров случайных процессов. Цель изобретени  - повышение точности анализа за счет увеличени  разрешающей способности. Устройство содержит дискретиэатор 1, аналого-цифровой преобразователь 2, блок 3 пам ти, перемножитель 4, блок 5 пам ти весовых коэффициентов, накапливающий сумматор 7, преобразователь 11 частотных характеристик и синхронизатор 12. Введение генератора 6 некоррелированных выборок, сумматоров 8 -и 10 и перемножител  9 позвол ет осуществить совместно с адаптивным фильтром о -беливание спектоа анализируемого сигнала. Сравнение выходного сигнала фильтра осуществл етс  не с опорным гармоническим сигналом, а с сигналом, спектр которого близок к спектру белого щума. В этом случае частотна  разрешающа  способность анализа не будет зависеть от времени осреднени  спектра анализируемого сигнала. 1 ил. а S (Л из to ел ел

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано при определении спектров случайных процессов с повышенным частотным разрешением в реальном масштабе времени.

Цель изобретени  - повышение точности анализа за счет увеличени  разрешающей способности.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что сравнение выходного сигнала фильтра осуществл етс  не с опорным гармоническим сигналом, а с сигналом, спектр которого близок к спектру белого шума. В этом случае частотна  разрешающа  способность анализа не зависит от времени осреднени  спектра а нализируемого сигнала ,

На чертеже приведена структурна  схема устройства.

Адаптивный анализатор спектра содержит дискретизатор 1, вход которого  вл етс  входом анализатора, аналого-цифровой преобразователь 2, вход которого соединен с выходом дискретизатора, блок 3 пам ти, перемножитель 4, входа которого подключены к выходам блока 3 пам ти и блока 5 пам ти весовых коэффициентов, генератор 6 некоррелированных выборок , накапливающий сумматор 7, сумматор 8, один из входов которого соединен с выходом генератора 6 некоррелированных выборок, а другой - с выходом накапливающего сумматора 7, второй перемножитель 9, один из входов которого соединен с выходом блока 3 пам ти, а другой - с выходом сумматора 8, второй сумматор 10, первый вход, которого подключен к выходу блока 5 пам ти весовых коэффициентов , а второй - к выходу второго перемножител  9. При этом вход блока 5 пам ти соединен с выходом второго сумматора 10, а его выход соединен с выходом анализатора спектра через преобразователь 11 частотных характеристик. Дискретизатор 1 , аналого-цифровой преобразователь 2, блоки 3 и 5 пам ти и преобразователь 11 тактируютс  синхронизатором 12.

Устройство работает следующим образом.

Непрерывный анализируемый случайный процесс поступает на вход дискретизатора 1 , где дискретизируетс 

во времени и преобразуетс  в аналого- второй вход подаютс  последовательно

5

0

5

цифровом преобразователе 2 в цифровой код. Выборки анализируемого процесса поступают затем на вход блока 3 пам ти входного сигнала. На входы перемножител  4 поступают текущие отсчеты выборок анализируемого процес-- са, считываемые из блока 3 пам ти, и дискретные отсчеты начального набора весовых коэффициентов, считываемые из блока 5 пам ти весовых коэффициентов. Результаты перемножени  выборок анализируемого процесса и выборочных значений весовых

коэффициентов поступают на вход - накапливающего сумматора 7, число тактов накоплени  которого равно пор дку адаптивного трансверсального фильтра.Этот результат накоплени  представл ет собой отклик адаптивного фильтра на воздействие в виде

N выборок анализируемого процесса, где N - пор док адаптивного трансверсального фильтра. В дальнейшем этот результат с выхода накапливающего сумматора 7 поступает на вход сумматора 8, на второй вход которого поступает последовательность выборочных значений процесса, близкого по спектру белому шуму, с выхода генератора 6 некоррелированных выборок. В результате алгебраического суммировани  процессов на выходе сумматора 8 формируетс  разность отклика адаптивного фильтра и сигнала, представленного некоррелированными выборками , представл юща : собой сигнал ошибки, минимизаци  которой осуществл етс  вычислением нового набора весовых коэффициентов адаптации. В дальнейшем сигнал ошибки с выхода сумматора 8 поступает на вход второго перемножител  9, на остальные два входа которого подаютс  выборки анализируемого случайного процесса и фиксированное дл  данной итерации значение сигнала ошибки. Полученный в результате перемножени  сигнал на выходе второго перемножител  9 представл ет собой текущую дл  данной итерации поправку дл  набора весовых коэффициентов адаптивного фильтра, вычисленную по текущим значени м .входного анализируемого процесса и началъньм значени м весовых коэффициентов . Этот результат с выхода второго перемножител  9 поступает на вход второго сумматора 10, а на его

0

5

0

5

5

во времени выборочные значени  весовых коэффициентов адаптации. В результате алгебраического суммировани на выходе второго сумматора 10 формируютс  цоследовательно во времени новые значени  набора весовых коэффициентов адаптации, которые по командам синхронизатора 12 записьшают- с  в блок 5 п м ти весовых коэффициентов . На этом этапе заканчиваетс  выполнение текущей итерации и начинаетс  выполнение очередной итерации на которой вычисл етс  очередной набор весовых коэффициентов адаптивного трансверсального фильтра. Опи- санный процесс повтор етс  до тех пор, пока сигнал на выходе второго сумматора 10 не станет таким, что коррекци  весовых коэффициентов адаптивного фильтра не будет приво- дить к заметным изменени м отклика фильтр а, т.е. адаптивный анализатор переходит в установившийс  режим. При изменении спектра анализируемого сигнала во времени устройство вновь переходит в режим адаптации и опи- санна  процедура повтор етс . Как

в режиме адаптации, так и в установившемс  режиме весовые коэффициенты определ ют импульсную характе-

ристику адаптивного фильтра. Частотна  характеристика,  вл юща с  преобразованием Фурье импульсной характеристики фильтра, и  вл етс  инфорI мативным параметром спектрального анализа. Детерминированные максимумы в спектре анализируемого случайного процесса будут представлены в частотной характеристике адаптивного фильтра локальными минимумами.Пере- численные операции осуществл ютс  преобразователем 11 частотных характеристик , подключенным к выходу блока 5 пам ти весовых коэффициентов. Дл  удобства работы преобразователь 11 частотных характеристик может формировать характеристику, обратную амплитудно-частотной характеристике адаптивного фильтра.

Технико-экономические показатели устройства обусловлены возможностью

ВНИИПИ Заказ 4913/43 Тираж 728

Проиэв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4

5474

получени  более высокого, чем дл  традиционных устройств, частотного разрешени  в спектре анализируемого сигнала без увеличени  времени анализа . Кроме того, в данном ycTpoii- стве разрешающа  способность анализ не зависит от параметров опорного сигнала, что существенно сн1таает трбовани  к параметрам опорного генератора . Особенностью устройства  влетс  принципиальна  возможность реализации спектрального анализа нестационарных случайных процессов, дл  кото.рых применение аппарата теории преобразовани  Фурье оказываетс  неэффективным.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Адаптивный анализатор спектра, содержащий последовательно соединен- V ные дискретизатор. аналого-цифровой преобразователь, блок пам ти, первый перемножитель и накапливающий сумматор, а также блок пам ти весовы коэффициентов, вьпсод которого подключен к второму входу первого перемножител , преобразователь частотных характеристик, первый вход которого св зан с вторым входом накапливающего сумматора и с первым выходом синхронизатора, другие выходы которого подключены к вторым входам дискретизатора, аналого-цифрового преобразовател , блока пам ти и к первому входу блока пам ти весовых коэффициентов, отличающий- с   тем, что, с целью повьштени  юч ности анализа за счет повьштени  разрешающей способности, в него введены последовательно соединенные генератор некоррелированных выборок, первый сумматор, второй перемножитель и второй сумматор, выход которого подключен к второму входу блока пам ти весовых коэффициентов, а второй вход - одновременно к второму входу первого перемножител  и второму входу преобразовател  частотных характеристик, при этом второй вход второго перемножител  св зан с выходом блока пам ти.

   Подписное